内容正文:
第五节 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。
(3)理解加速度与速度、速度变化量和速度变化率之间的区别与联系,并会分析生活中的运动实例。
科学态度与责任
(1)学习并体会用物理量之比定义新物理量的方法。
(2)体会数学方法在物理研究中的应用及意义。
一、认识加速度
1.物理意义:描述物体运动速度变化快慢的物理量。
2.定义:物体速度的变化与发生这一变化所用时间之比。
3.定义式:a=。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2。
二、加速度的方向
1.加速度的方向:加速度是矢量,其方向跟速度变化量的方向相同。
2.直线运动中加速度方向与速度方向的关系
(1)在加速直线运动中,加速度的方向和初速度的方向相同。
(2)在减速直线运动中,加速度的方向和初速度的方向相反。
3.匀变速运动
(1)定义:加速度保持不变的运动。
(2)分类:匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
(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。
三、v-t图像中的加速度表示
1.v-t图线的斜率:表示物体运动的加速度,即a=。(如图所示)
2.加速度a的定性判断:在同一v-t图像中,图线的斜率越大,其加速度也越大。
3.加速度a的定量计算:在图线上取两点,坐标分别为(t1,v1),(t2,v2),则a=。
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内速度由零增加到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零。(√)
(4)运动员在前 5 s内的加速度越来越大。(×)
新知学习(一) |速度、速度变化量、加速度,的比较
[任务驱动]
如图所示为猎豹、蜻蜓、歼-20战斗机在运动中的图像。
图甲中猎豹捕食时速度能在4 s内由零增加到30 m/s,图乙中以9 m/s的速度飞行的蜻蜓能在1 s内停下来,图丙中歼20战斗机以600 m/s的速度在空中匀速飞行。试结合以上情景分析:
(1)哪一个物体的速度最大?
(2)哪一个物体的速度变化量最大?
(3)哪一个物体的加速度最大?
提示:(1)歼20战斗机的速度最大。 (2)猎豹的速度变化量最大,为30 m/s。 (3)蜻蜓的加速度最大。
[重点释解]
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
表达式
v=
Δv=vt-v0
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
与s的方向相同
Δv的方向可由初、末速度的矢量差确定
与Δv的方向相同
物理意义
表示物体运动的快慢和方向
表示物体速度变化的大小和方向
表示物体速度变化的快慢和方向
辨析
a的大小可由Δv和Δt的比值求得,与v、Δv没有必然联系
①v很大,a不一定大,如飞机匀速飞行(Δv=0)
②Δv很大,a也不一定大,如高速列车启动(Δt也很大)
③v=0,a不一定为零,如枪膛里刚发射的子弹
[针对训练]
1.(多选)由a=可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体的加速度大小由Δv决定
C.加速度的方向与Δv的方向相同
D.加速度的大小为
解析:选CD 物体的加速度表示速度变化的快慢和方向,而Δv是速度的变化量,A、B错误,D正确;加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同,C正确。
2.(2022·执信中学学考检测)关于加速度与速度的关系,下列说法正确的是( )
A.物体速度很小,加速度可能很大
B.物体的速度为零,加速度一定为零
C.物体的速度大,加速度一定很大
D.物体的速度变大,加速度可能为零
解析:选A 速度与加速度之间没有必然的联系,速度很小,加速度可能很大,如刚发射的火箭,A正确;物体的速度为零,加速度不一定为零,如正要启动的汽车,B错误;物体的速度大,加速度不一定很大,如高速匀速行驶的列车,C错误;物体