第一章 第五节 加速度-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，粤教版）

第五节　加速度 [定位·学习目标] 1.通过分析生活实例,掌握物体速度变化快慢的感受,深化加速度的物理概念、意义,理解加速度的矢量性. 2.通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较,提高比较、分析问题以及解决问题的能力,培养逻辑思维能力. 3.通过比值定义法形成在加速度公式上的思维模式,学会运用公式来推导单位的物理思维方式,感悟数学思维与物理思维的有机结合. 一、认识加速度 1.定义 物体的加速度等于物体速度的变化(Δv=vt-v0)与发生这一变化所用时间t之比,符号用a表示. 2.表达式 a=.式中v0表示开始时刻的速度,称为初速度,vt表示结束时刻的速度,称为末速度. 3.单位 在国际单位制中是米每二次方秒,符号是m/s2或 m·s-2. 4.意义:描述物体运动速度变化的快慢. 二、加速度的方向 1.加速度的方向 加速度是矢量,不仅有大小,而且有方向.加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同. 2.直线运动中的加速度方向 在直线运动中,若取初速度的方向为正方向,则a的方向可用正、负号来表示. (1)在加速直线运动中,加速度的方向和初速度的方向相同,a为正值,如图甲. (2)在减速直线运动中,加速度的方向和初速度的方向相反,a为负值,如图乙. 3.匀变速运动 (1)定义:物体的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. 4.特点:速度随时间均匀变化,其瞬时加速度与一段时间内的平均加速度相同. 三、v-t图像中的加速度表示 1.v-t图像不仅能够描述物体运动的速度随时间变化的情况,还能知道物体运动的加速度. 2.在v-t图像中,从图线的倾斜程度(斜率大小)就能判断加速度的大小.在同一图像中,倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大,加速度越大. 3.匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,直线的斜率表示加速度.斜率的正负表示加速度的方向;斜率的大小表示加速度的大小(如图所示). 1.判断正误. (1)加速度是表示物体速度变化快慢的物理量.(　√　) (2)物体的速度很大,加速度不可能为零.(　×　) (3)甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=-3 m/s2,a甲>a乙.(　×　) 2.普通的小型轿车和旅客列车,速度都能达到100 km/h.但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的.例如一辆小汽车起步时在20 s内速度达到了100 km/h,而一列火车达到这个速度大约要用500 s.则它们谁的速度“增加”得比较快?它们的速度平均每秒各增加多少? 请再举出一些例子,说明“速度大”“速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况. 答案:小汽车与火车的速度都由0增大到100 km/h,所用的时间不同,小汽车所用时间较少,因而小汽车的速度增加得快.v=100 km/h≈27.8 m/s,小汽车的速度平均每秒增加 m/s=1.39 m/s,火车的速度平均每秒增加 m/s=0.055 6 m/s. 短跑运动员起跑时,经1 s速度达到6 m/s;一辆自行车从静止开始经5 s速度达到10 m/s.自行车在5 s末的速度比运动员在1 s末的速度大.自行车由静止至速度达到 10 m/s,速度变化了10 m/s,而运动员速度变化了6 m/s,自行车的速度变化大.运动员在1 s内增加的速度为6 m/s,自行车经5 s速度由0变为10 m/s,平均每秒增加的速度为2 m/s,比运动员速度变化得慢.可见“速度大”“速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况. 3.图中的三条直线描述了a、b、c三个物体的运动.通过目测判断哪个物体的加速度最大,并说出根据,然后根据图中的数据计算它们的加速度,并说明加速度的方向. 答案:a的斜率最大,加速度最大. aa=0.625 m/s2,ab≈0.083 m/s2,ac=-0.25 m/s2,a、b的加速度方向与速度方向相同,c的加速度方向与速度方向相反. 探究点一　对加速度的理解 　在体育赛事中,我们说“某辆赛车性能不佳,起步太‘慢’”,又说“某运动员身体素质好,有很好的爆发力,起跑‘快’”.以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么? 答案:这里的“快”与“慢”指的是赛车、运动员的速度增加的快与慢,表示这种“快”与“慢”的物理量为加速度.以上说法表明,赛车在起步时加速度较小,运动员在起跑时加速度较大. 1.对加速度的理解 加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值,在数值上等于单位时间内速度的变化量,即速度的变化率. 2.速度、速度变化量、加速度的比较 项目 速度v 速度变化量Δv 加速度a 定义 位移与所用时间的比值 末速度与初速度的差值 速度变化量与时间的比值 表达 式 v= Δv=vt-v0 a= 单位