内容正文:
第5节 速度变化的快慢与方向——加速度
核心素养导学
物理观念 (1)知道加速度的定义式、方向和单位。
(2)了解加速度的矢量性。
科学思维 (1)会根据速度变化的方向判断加速度的方向,并结合速度的方向判断运动性质
(2)根据v-t图像分析、计算加速度的大小。。
科学态度与责任 学习并体会用物理量之比定义新物理量的方法。
变化快慢
改变量
米每二次方秒
矢
速度的变化量Δv
2
(1)速度的变化量Δv=vt-v0,是矢量,加速度的方向与Δv的方向相同。
(2)加速度取正值,只表示加速度方向与所规定的正方向相同,与速度的方向不一定相同。
大小
方向
非匀变速
匀变速
1.如图所示,图甲:以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.4 s内停下来。
图乙:火箭发射时,10 s内速度由0增加到100 m/s。
请思考:
(1)蜻蜓、火箭的加速度方向与速度方向的关系有何不同?
(2)蜻蜓与火箭哪个物体的加速度较大?
提示:(1)蜻蜓做减速运动,其加速度方向与速度方向相反;火箭做加速运动,其加速度方向与速度方向相同。
(2)蜻蜓的加速度大小a1= 20 m/s2,火箭的加速度大小a2=10 m/s2,故蜻蜓的加速度较大。
2.如图为某短跑运动员运动的v-t图像。请对以下结论作出判断:
(1)运动员在前 5 s内速度越来越大。 ( )
(2)运动员在前 5 s内速度方向与加速度方向相同。 ( )
(3)5~10 s内运动员的加速度为0。 ( )
(4)运动员在前 5 s内的加速度越来越大。 ( )
√
√
√
×
新知学习(一)| 对加速度的理解
[任务驱动]
高速行驶的磁悬浮列车,速度很大,它的加速度也一定很大吗?
提示:不一定很大。
[针对训练]
1.(2022·昆明学考检测)关于速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的加速度等于0,速度也必等于0
B.物体运动的加速度逐渐增大,而速度可能逐渐减小
C.两个物体相比,一个物体的速度变化量比较大,其加速度也较大
D.物体运动的速度方向改变,加速度的方向也一定改变
解析:物体运动的加速度等于0,速度不一定等于0,例如做匀速直线运动的物体,A错误;若物体的加速度和速度反向,物体运动的加速度逐渐增大,则速度会逐渐减小,B正确;两个物体相比,一个物体的速度变化量比较大,其加速度不一定大,还与时间有关,C错误;物体运动的速度方向改变,加速度的方向不一定改变,例如竖直上抛物体到最高点后再下落,D错误。
答案:B
2.(2023·乐山高一检测)(多选)结合图片中说明的情景及数据,以下判断正确的是 ( )
A.高速行驶的磁悬浮列车,其加速度大小有可能为零
B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大
C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零
D.运动员在100 m比赛起跑时速度很小,但加速度很大
解析:高速行驶的磁悬浮列车,速度很快,可能做匀速直线运动,则加速度可能为零,故A正确;汽车刹车至静止时,初速度很大,加速度不一定大,还与刹车的时间有关,故B错误;在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度为零,但是速度的变化率不为零,加速度不为零,故C错误;运动员在100 m比赛起跑时速度很小,但是速度变化很快,加速度很大,故D正确。
答案:AD
新知学习(二)|加速度的大小和方向
[活动探究]
(1)下表列出了三种车辆起步过程的速度情况,请计算三种车辆的加速度大小。
物理量
车辆 初速度 时间 末速度
自行车 0 5 s 14 m/s
小型轿车 0 20 s 30 m/s
旅客列车 0 100 s 40 m/s
(2)小型轿车启动后,加速度逐渐减小,则轿车的速度如何变化?
2.加速度的大小决定了速度变化的快慢
(1)加速度恒定时
(2)加速度变化时
3.加速度方向与速度方向决定速度的“增与减”
(1)加速度与速度同向时,物体做加速运动;
(2)加速度与速度反向时,物体做减速运动。
[典例体验]
[典例] 一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,在a值不断减小直至为零的过程中,质点的 ( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移不断增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大值,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
[解析] 由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,位移不断增大,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量变小,即逐渐增加得慢了;当a=0时,速度达到最大值,C正确。
[答案] C
[拓展] 若一质点以初速度v0、加速度a自原点开始在x轴上运动,