内容正文:
第4节 加速度
核心素养要求
核心素养呈现
1.掌握加速度的概念,能区分v、Δv、,理解加速度的矢量性。
2.能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质。
加速度
1.定义:物体运动速度的变化跟发生这一变化所用时间之比。
2.定义式:a=。
3.单位:米/秒2,符号m/s2或m·s-2,读作“米每二次方秒”。
4.矢量性:加速度是矢量,其方向与速度变化的方向相同。
5.物理意义:描述物体运动速度变化快慢的物理量。
图中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动,其运动的速度在发生变化,但速度变化的快慢不同。
(1)万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度变化大?谁的速度变化快?
(2)列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度,所用时间不同,谁的速度变化快?
(3)甲、乙、丙、丁四种情形中,加速度的大小各为多少?
提示:(1)火箭 火箭 (2)小轿车
(3)甲 0.02 m/s2 乙 10 m/s2 丙
0.056 m/s2 丁 1.4 m/s2
加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的方向:与速度变化的方向相同。
2.加速度与速度的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反。
在直线运动中如果加速度为负,一定说明加速度的方向与速度方向相反吗?物体的速度一定减小吗?
提示:不一定 加速度为负,只能说明其方向与我们规定的正方向相反,但不一定与速度的方向相反,物体的速度也不一定减小。
对加速度的理解
[思考探究]
下表列出了三种车辆起步后速度变化情况
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
(1)哪种车辆速度变化大?哪种车辆速度增加的快?
(2)三种车辆的加速度分别为多大?
(3)由计算结果分析加速度与速度v、速度的变化量Δv有无必然联系?
提示:(1)旅客列车速度变化大 自行车速度增加得快
(2)三种车辆的加速度分别是:
自行车a1== m/s2=2.8 m/s2,
轿车a2== m/s2=1.5 m/s2,
列车a3== m/s2=0.4 m/s2。
(3)加速度a与速度v、速度的变化量Δv无必然联系。
[思维深化]
1.速度、速度的变化量、加速度比较
相关量
比较项
速度v
速度的
变化量Δv
加速度a
定义
物体的位移与所用时间的比值
物体的末速度与初速度的差值
物体速度的变化量与所用时间的比值
表达式
v=
Δv=v2-v1
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
速度的方向就是物体运动的方向
Δv=aΔt,Δv与a的方向相同
a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
[特别提醒] a=只是加速度a的定义式,不是决定式,加速度a与v、Δv没有必然的大小关系。
2.加速度的计算
(1)规定正方向。一般选初速度v0的方向为正方向。
(2)判定vt的方向,确定vt的符号。
(3)利用公式a=计算。要注意速度反向情况下,速度变化量的计算。
关于加速度和速度的关系,下列的说法中正确的是( )
A.加速度越大,表示物体的速度变化越快
B.加速度越大,表示物体的速度变化越大
C.物体运动的加速度为零,它的速度也一定为零
D.加速度的方向和速度方向一定相反
解析:加速度是速度的变化率,则加速度越大,表示物体的速度变化越快,选项A正确;加速度越大,表示物体的速度变化不一定越大,还与时间有关,选项B错误;物体运动的加速度为零,它的速度不一定为零,例如做匀速直线运动的物体,选项C错误;加速度的方向和速度方向可能相同,也可能相反,选项D错误。故选A。
答案:A
关于加速度的几个“不一定”
(1)物体的速度大(小),加速度不一定大(小);速度为零,加速度不一定为零。
(2)物体的速度变化量大,加速度不一定大;速度大小不变,加速度不一定为零。
(3)加速度为负,物体不一定做减速运动。
(4)加速度不断减小,物体的速度不一定减小;加速度不断增大,物体的速度不一定增大。
[针对训练]
1.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目,一个运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( )
A.2.0 m/s2,向下
B.8.0 m/s2,向上
C.10.0 m/s2,向下
D.18 m/s2,向上
解析:本题考查了加速度的定