第1章 第4节 加速度（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第4节　加速度 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 知道加速度的概念，矢量性，会区别速度、速度变化量和速度变化率，能与生活中的相关现象联系起来，能从物理学的视角观察身边的运动现象． 会结合瞬时速度、加速度概念的构建，体会物理问题的极限方法和抽象思维的方法． 通过对加速度的探究学习并联系实际，体会物理规律与生活实际的紧密关系． 知识点一 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，用字母a表示加速度． 2．定义式：a＝，式中v0表示物体运动的初速度，vt表示物体运动的末速度，vt－v0表示物体的速度变化．由于速度是矢量，所以速度变化也是矢量． 3．单位：在国际单位制中，加速度的单位是“米/秒2”，符号是m/s2． 4．物理意义：表示速度变化快慢的物理量． 5．加速度的矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量． 1．加速度很大时，速度可能很小．(　√　) 2．如果速度变化量很大，则加速度一定很大．(　×　) 3．加速度是矢量，其正、负代表加速度的方向．(　√　) 4．由公式a＝可知，加速度a的大小与Δv成正比，与Δt成反比．(　×　) 5．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车：轿车紧急刹车，速度变很快，加速度很大．(　√　) 6．点火后即将升空的火箭：火箭还没有运动，加速度为零．(　×　) 7．高速行驶的磁悬浮列车， 速度很大，加速度一定也很大．(　×　) 知识点二 加速度的方向与速度方向的关系 1．加速度的方向 加速度是矢量，不仅有大小，也有方向，其方向与速度变化的方向相同． 2．加速度方向与速度方向的关系 在直线运动中，速度增加时，加速度与速度的方向相同，速度减小时，加速度与速度的方向相反． 1．加速度a的方向与速度v的方向相同．(　×　) 2．加速度a的方向与Δv的方向相同．(　√　) 3．只要a与v方向相同，v一定增大．(　√　) 探究点一　速度、速度变化量、加速度比较　(运动观念之形成) ►情境探究 奥迪A8轿车整车参数中“百公里加速时间”说明了什么？ 提示：速度变化的快慢． ►探究归纳 速度、速度变化量、加速度比较 　　相关量 比较项　 　 速度v 速度变 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＝vt－v0 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＝a·Δt，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 ►对点例练 (2021·莆田第二十五中学高一期末)关于速度、速度变化量、加速度，下列说法正确的是(　　) A．物体的速度变化量很大，它的加速度一定很大 B．某时刻物体的速度为零，其加速度一定也为零 C．加速度大小不断变小，则速度大小也不断变小 D．速度变化得越快，加速度就越大 D　解析：根据a＝知，加速度为速度的变化率，速度变化量大，加速度不一定大，故A错误；物体的速度为零，加速度不一定为零，比如自由落体运动的初始时刻，速度为零，加速度不为零，故B错误；加速度的方向与速度的方向相同时物体做加速运动，加速度大小减小但速度仍然增大，故C错误；加速度等于速度的变化率，物体的速度变化越快，加速度越大，故D正确．故选D． [训练1] (2021·珠海市艺术高级中学高二期中)一个篮球从高处落下，以速度v1＝10 m/s竖直落到水平地面上，碰撞后以速度v2＝5 m/s反弹，已知篮球与地面碰撞的时间为0.2 s，则碰撞过程篮球的加速度为(　　) A．a＝25 m/s2，方向竖直向下 B．a＝25 m/s2，方向竖直向上 C．a＝75 m/s2，方向竖直向下 D．a＝75 m/s2，方向竖直向上 D　解析：设篮球初速度的方向为正方向，则初速度v1＝10 m/s，末速度v2＝－5 m/s，时间t＝0.2 s．由加速度公式，有：a＝＝ m/s2＝－75 m/s2 所以篮球在水平方向的平均加速度大小为75 m/s2，方向与初速度方向相反，即竖直向上．故选D． 探究点二　加速度对物体运动的影响　(运动观念之形成) ►探究归纳 由加速度来判断物体的运动情况 (1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢 判断物体速度变化的快慢，只需看加速度的大小．物体的加速度大，则表明物体的速度变化快；加速度小，则表明物体的速度变化慢． (2)加速度的方向与速度的方向决定物体是加速还是减速在直线运动中，物体是加速还是减速，只需看加速度的方向与速度的方向是相同还是相反．若加速度方向与速度的方向相同，则物体一定加速；若加速度的方向与速度的方向相反，则物体一定减速． ►对点例练 (2021·广东揭阳高一期末)物体以5 m/s的初速度沿光滑斜坡向上减速运动，经4 s又滑回原处时速度大小仍为5 m/s，则物体的加速度(　　) A．大小为2.5 m/s2，方向沿斜面向下 B．大小为5 m/s2，方向沿斜面先向上后向下 C．大小为10 m/s2，方向沿斜面向下 D．物体的加速度为0 A　解析：因为4 s后的速度大小与初速度大小相等，可知方向不可能与初速度方向相同，而是与初速度方向相反，则物体的加速度a＝＝ m/s2＝－2.5 m/s2方向与初速度方向相反，即沿斜面向下；故选项A正确，选项B、C、D错误．故选A． [训练2] (2021·广东揭阳市·高一期末)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲＝4 m/s2，a乙＝－4 m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是(　　) A．甲的加速度大于乙的加速度 B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动 C．甲的速度比乙的速度变化快 D．甲、乙在相等时间内速度变化可能相等 B　解析：加速度的符号代表方向，不代表大小，则甲的加速度等于乙的加速度，选项A错误；因甲乙均沿正方向运动，初速度均为正值，甲的加速度为正，则甲做加速直线运动；乙的加速度为负，则乙做减速直线运动，选项B正确；甲乙加速度大小相等，则甲的速度与乙的速度变化快慢相同，选项C错误；速度变化的方向与加速度方向相同，则甲、乙在相等时间内速度变化方向一定相反，即甲乙在相等时间内速度变化不相等，选项D错误．故选B． 探究点三　解决实际问题　(科学态度与责任) [训练3] (生活情境)(多选)(2021·河北衡水中学高三三模)如图，“50TFSI”为某品牌汽车的一款车辆的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快．G值的大小为车辆从静止加速到100 km/h(百公里加速)的平均加速度的10倍．若某款车百公里加速时间为8.0 s，由此推算，该车的尾标应该是(　　) A．25TFSI B．35TFSI C．45TFSI D．125TFSI B　解析：汽车的平均加速度为 a＝ m/s2≈3.5 m/s2 则G值为3.5×10＝35，故选B． [训练4] (科技情境)一种生活在马粪堆里的微生物水玉霉，在繁殖过程中可以在2×10－3 s内，由静止加速到20英里/小时(约为9 m/s)，这段时间内它的平均加速度大小为(　　) A．4.5 m/s2 B．45 m/s2 C．450 m/s2 D．4 500 m/s2 D　解析：根据加速度的公式a＝＝4 500 m/s2，D正确． A组 学业基础练 1.(2021·上海高三二模)有时我们靠近正在地面取食的小鸟时，它会毫不慌张，但当我们感觉能把它抓住时，它却总能立刻飞走，这是因为小鸟在起飞时具有较大的(　　) A．加速度 B．初速度 C．速度的改变量 D．位移 A　解析：小鸟起飞时在很短的时间内速度很快由零增加到一定的值，即小鸟具有较大的加速度．故选A． 2．(2021·湖南省长沙县第九中学高二月考)根据给出速度和加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是(　　) A．v0>0，a<0，物体做加速运动 B．v0<0，a>0，物体做加速运动 C．v0>0，a>0，物体做加速运动 D．v0<0，a<0，物体做减速运动 C　解析：v0>0，a<0，加速度方向与初速度方向相反，可知物体做减速运动，选项A错误；v0<0，a>0，加速度方向与初速度方向相反，可知物体做减速运动，选项B错误；v0>0，a>0，加速度方向与初速度方向相同，可知物体做加速运动，选项C正确；v0<0，a<0，加速度方向与初速度方向相同，可知物体做加速运动，选项D错误；故选C． 3．(2021·浙江高一月考)如图所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化．开始时指针指示在如图甲所示的位置，经过8 s后指针指示在如图乙所示位置，若汽车做匀变速直线运动，那么它的加速度大小约为(　　) A．11 m/s2 B．5.0 m/s2 C．1.4 m/s2 D．0.6 m/s2 C　解析：由甲乙两图的速度计可知，初速度为20 km/h，末速度为60 km/h，则速度变化量为Δv＝vt－v0＝40 km/h≈11 m/s 则加速度为a＝＝ m/s2≈1.4 m/s2故选C． B组 等级提升练 4．(2021·山西长治高一月考)一辆汽车从原点由静止出发沿x轴做直线运动，为了研究汽车运动的规律而记录下它在不同时刻的位置和速度，如表所示．求： 时间t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 位置坐 标x/m 0 0.5 2 4.5 8 12 16 20 瞬时速度 v(m/s) 0 1 2 3 4 4 4 4 (1)汽车在2 s末的速度和5.5 s末的速度？ (2)第2 s内的平均速度和前5 s内的平均速度？ (3)前4 s内的加速度？ 解析：(1)由表格数据可知，汽车在2 s末的速度为2 m/s；5.5 s末的速度为4 m/s； (2)第2 s内的位移为Δx2＝2 m－0.5 m＝1.5 m，则第2 s内的平均速度 2＝＝ m/s＝1.5 m/s 前5 s内的位移x5＝12 m，则平均速度 5＝＝ m/s＝2.4 m/s (3)前4 s内的加速度 a＝＝ m/s2＝1 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $$