第4节 加速度（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第一册（鲁科版2019 福建专版）

加速度 (赋能课—精细培优科学思维) 第4节 课标要求 层级达标 1.理解加速度。 2.结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维。 学考层级 1.初步形成加速度的概念，能从物理学的视角观察身边的运动现象。 2.能结合加速度概念的构建，体会研究物理问题的方法。 选考层级 1.了解加速度的测定方法。 2.能计算加速度大小。 1 课前预知教材 2 课堂精析重难 3 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 课前预知教材 运动速度的变化 时间 a 初速度 末速度 速度的变化 (2)方向：加速度是______，方向与_________________相同。 3．单位：米/秒2，读作“_____________”，符号是____________。 4．物理意义：描述物体_______________的快慢。 矢量 速度变化的方向 米每二次方秒 m/s2或m·s－2 运动速度变化 [情境思考] 列车和轿车加速起动后各物理量的数据如下表所示。 项目 初速度 末速度/(km/h) 时间/s 速度变化量/(km/h) 列车 0 300 500 300 轿车 0 100 8 100 思考： (1)在起动过程中，哪个的速度变化更大？ 提示：列车。 (2)在起动过程中，哪个的速度变化更快？ 提示：轿车。 (3)如何比较列车和轿车的速度变化快慢情况？ 提示：比较列车和轿车在单位时间内速度的变化量——速度变化率，即比较加速度大小。 二、加速度方向与速度变化的关系 1．在直线运动中，速度变化量Δv＝vt－v0的方向可能与初速度v0相同，也可能相反。 2．加速直线运动：加速度方向与___________相同。 3．减速直线运动：加速度方向与___________相反。 速度方向 速度方向 [微点拨] “加速度”认识常见的三个误区 误区1：物体的速度大，其加速度一定大。 误区2：物体的速度变化大，其加速度一定大。 误区3：物体的速度方向改变，加速度方向一定改变。 [质疑辨析] 结合图中的情境及数据，请对以下结论作出判断： (1)对于行驶中的磁悬浮列车，其加速度方向与速度方向相同。 ( ) (2)在炮膛中点燃火药时炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零。 ( ) (3)运动员在100米赛跑比赛起跑时加速度方向与速度变化量方向相同。( ) × × √ 课堂精析重难 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？ 强化点(一) 对加速度的理解 任务驱动 1．加速度的大小和方向 物体是做加速运动还是减速运动，要看物体的加速度与速度的方向关系，跟加速度的大小无关。速度变化的快慢跟加速度的方向无关，只看加速度的大小。具体关系如图： 要点释解明 2．速度、速度变化量、加速度的比较 单位 m/s m/s m/s2 方向 物体运动的方向，与a的方向不一定相同 由初、末速度决定，与a的方向相同，与v的方向不一定相同 与Δv的方向相同，与v的方向不一定相同 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 大小关系 三个物理量的大小没有必然联系，其中一个物理量较大时，其余两个物理量不一定较大 续表 1．物体A、B做直线运动，A的加速度为3 m/s2，B的加速度为－5 m/s2，下列说法中正确的是(　 ) A．物体A的加速度比物体B的加速度大 B．物体B的速度比物体A的速度变化快 C．物体A的速度一定在增加 D．物体B的速度一定在减小 题点全练清 √ 解析：比较加速度的大小时应比较它们的绝对值，物体A的加速度比物体B的加速度小，B的速度变化较快，A项错误，B项正确。当加速度与初速度方向相同时，物体做加速直线运动，反之则做减速直线运动，本题由于不知A、B两物体的初速度方向与其加速度方向的关系，故不能确定它们做加速运动还是减速运动，C、D两项错误。 √ √ 求下列情境描述中物体的加速度： (1)一列高速列车过桥后沿平直铁路加速行驶，经3 min速度从54 km/h提高到180 km/h。 任务驱动　 强化点(二) 加速度的计算 (2)一辆汽车以108 km/h的速度匀速行驶，遇到紧急情况刹车，经4 s停下来。 (3)足球以8 m/s的速度飞来，运动员在0.2 s的时间内将足球以12 m/s的速度反向踢出。 要点释解明 [典例]　拍球是小孩子喜欢玩的一项游戏，如图 所示。若一次拍球中球落地时速度大小为4 m/s，接触 地面后弹起时的速度大小为3 m/s，假设球与地面的 接触时间为0.1 s，则这段时间内球的平均加速度大小和方向为(　 ) A．10 m/s2，方向向下 B．10 m/s2，方向向上 C．70 m/s2，方向向下 D．70 m/s2，方向向上 √ 题点全练清 A．Δv＝0 B．Δv＝－30 m/s C．a＝－75 m/s2 D．a＝－150 m/s2 √ √ 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A级——学考达标 1．(多选)关于速度、速度的变化量、加速度，下列说法正确的是(　 ) A．加速度是速度的变化率，描述速度变化的快慢，加速度大，说明速度变化量大 B．加速度与速度、速度的变化量的大小没有必然关系 C．加速度的方向总是和速度变化量的方向相同 D．加速度为负值，说明速度朝负向增加，物体在做减速运动 √ √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．火箭点火瞬间，火箭的速度和加速度都为零 B．火箭的速度越大，加速度越大 C．火箭的速度变化越快，加速度越大 D．火箭的加速度方向与速度变化量方向可以不一致 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：火箭点火瞬间，火箭的速度为零，但加速度不为零，故A错误；火箭的速度越大时，其速度的大小可以不变，所以加速度不一定大，故B错误；加速度的大小与速度变化的快慢程度有关，其速度变化越快，变化率越大，加速度越大，即火箭的速度变化越快，加速度越大，故C正确；根据加速度的定义式可知，火箭的加速度方向与速度变化量方向一致，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 3．大自然的植物多数是靠动物或鸟类帮忙传播种子，但也有一些植物会弹射自己的种子，自己播种，比如沙盒树。沙盒树的果实在成熟后会炸开，据说会发出类似手枪的响声，种子在十分之一秒时间内能以180公里的时速激射四周，宛如天然暗器一样。则沙盒树种子的加速度大小约为(　 ) A．50 m/s2 B．500 m/s2 C．180 m/s2 D．1 800 m/s2 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 4．一物体做加速度为－1 m/s2的直线运动，t＝0时速度为－5 m/s，下列说法正确的是(　 ) A．初速度为－5 m/s，说明物体在做减速运动 B．加速度为－1 m/s2，说明物体在做减速运动 C．t＝1 s时物体的速度为－4 m/s D．初速度和加速度方向相同，物体在做加速运动 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 5．如图所示，飞机从静止起飞过程中，在2 min内速度达180 km/h；玩具车从静止启动过程中，在2 s内速度达10 m/s。对于上述两个过程，下列说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．“180 km/h”、“10 m/s”均指平均速度大小 B．飞机速度的变化量比玩具车速度的变化量小 C．飞机速度的变化率比玩具车速度的变化率小 D．玩具车在启动瞬间，速度和加速度均为零 解析： “180 km/h”、“10 m/s”均指瞬时速度大小，故A错误；由题意可知，飞机速度的变化量为Δv飞＝180 km/h－0＝180 km/h＝50 m/s，Δv车＝10 m/s－0＝10 m/s，飞机速度的变化量比玩具车速度的变化量大，故B错误； 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 7．一只足球以10 m/s的速度水平向西飞向一足球运动员，运动员用脚踢球，使足球以15 m/s反向飞回，已知脚与球接触时间为0.5 s，在踢球的过程中足球的加速度为(　 ) A．10 m/s2，方向水平向西 B．10 m/s2，方向水平向东 C．50 m/s2，方向水平向西 D．50 m/s2，方向水平向东 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．从A点到B点的平均速度大小为15.5 km/h B．若中间有段位移以最大速度做匀速直线运动，运动时间为50 s，则运动的位移大小为650 m C．假设运动员到达B点时停下，若仍以匀加速直线阶段的加速度做匀减速直线运动，则要从距离B点156.5 m处以最大速度开始减速 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)枪管的长度； 答案：1.2 m　 解析：枪管的长度s＝vt＝600×0.002 m＝1.2 m。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)子弹在射出过程中的平均加速度。 答案：6×105 m/s2，方向与子弹的速度方向相同 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 B级——选考进阶 10．(2024•厦门高一模拟)“礼让行人”规则大大提高了行人过马路的安全性。车辆行驶的初速度为v1，后来的速度为v2，这个过程中速度的变化量为Δv，下列能正确反映车辆减速的示意图为(　 ) 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：令初速度方向为正方向，减速过程速度方向不变，速度大小减小，则有v1>v2>0，由于Δv＝v2－v1，可知Δv<0，即速度变化量方向与初速度方向相反，可知B选项符合题意。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 12．(14分)(选自教科版教材例题)下图标出了一辆汽车在一段直路的两组交通灯之间行驶过程中几个时刻的速度。在三个时间段里，汽车的运动有什么特点？并求出各段的加速度。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 阶段质量评价（一） (单击进入电子文档) 1．定义：物体__________________跟发生这一变化所用_____之比，用字母___表示。 2．标矢性 (1)大小：a＝，式中v0表示物体运动的_______，vt表示物体运动的_______，vt－v0表示时间t内物体运动___________。 提示：不一定很大。 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 速度变化量与所用时间的比值 表达式 v＝ Δv＝vt－v0 a＝ 或a＝ 2．下列关于加速度的说法中正确的是(　 ) A．由a＝可知，a与Δv成正比，与Δt成反比 B．物体的速度变化率越大，其加速度一定越大 C．物体的加速度为零，则物体的速度一定为零 D．物体的运动速度越大，其加速度一定越大 解析：加速度a＝采用比值定义法，a等于Δv与Δt的比值，但是与Δv、Δt的大小无直接关系，故A错误；加速度等于速度的变化率，则物体的速度变化率越大，其加速度一定越大，故B正确；物体的加速度为零，其速度不一定为零，例如做匀速直线运动的物体，故C错误；物体的运动速度越大，其加速度不一定越大，故D错误。 3．(2024·济宁高一调研)梦天实验舱中航天员用毛巾加工成球拍，可将水做成的“乒乓球”弹开，当水球以速率v1飞来时，航天员若将其以v2的速率反向击回，在水球与球拍作用的时间Δt内，下列说法正确的是(　 ) A．水球的速度变化量为v2－v1 B．水球的加速度为 C．水球加速度方向与速度变化量方向相反 D．水球加速度方向与初速度方向相反 解析：设飞来的速度方向为正方向，则水球的速度变化量为Δv＝－v2－v1，A错误；水球的加速度为a＝＝，方向与速度变化量方向相同，与初速度方向相反，B、C错误，D正确。 提示：规定列车运动的方向为正方向， v0＝54 km/h＝15 m/s，vt＝180 km/h＝50 m/s，t＝3 min＝180 s，a＝＝ m/s2≈0.19 m/s2。 提示：规定汽车初速度的方向为正方向， v0＝108 km/h＝30 m/s，vt＝0，a＝＝ m/s2＝－7.5 m/s2 负号说明加速度的方向与汽车运动的方向相反。 提示：规定足球初速度的方向为正方向， v0＝8 m/s，vt＝－12 m/s， a＝＝ m/s2＝－100 m/s2 负号表示加速度的方向与足球初速度的方向相反。 1．用a＝计算加速度的三点注意 (1)式中v0表示物体的初速度，vt表示物体的末速度。 (2)解题时一定要规定正方向，明确vt和v0的方向与规定正方向之间的关系，确定vt和v0的正负。 (3)最后要根据结果的正负说明所求得的加速度的方向。 2．平均加速度和瞬时加速度 利用加速度定义式求解的加速度一定是该过程的平均加速度，只有速度均匀变化时，平均加速度才等于瞬时加速度。 [解析]　取竖直向下为正方向，则v0＝4 m/s，vt＝－3 m/s，由a＝，得a＝ m/s2＝－70 m/s2，负号说明方向竖直向上，故D正确。 1．(2024·福建南平高一质检)(多选)2023年杭州亚运会女子水球决赛中，中国队战胜日本队，夺得金牌。若运动员将水平飞来的速度为15 m/s的水球以原速率水平拦回，水球被击打过程的时间为0.2 s，以初速度方向为正方向，在这段时间内水球的速度变化量Δv和平均加速度a为(　 ) 解析：根据题意可知，水球的初速度为v1＝15 m/s，水球的末速度为v2＝－15 m/s，则水球速度的变化量Δv＝v2－v1＝－30 m/s，故A错误，B正确；根据加速度的定义可得，水球的加速度a＝＝ m/s2＝－150 m/s2，故C错误，D正确。 2．如图所示，小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长)，2 s末速度大小变为1 m/s，求这段时间内小球的加速度。 解析：以初速度v0的方向为正方向，末速度v可能与v0方向相同，也可能与v0方向相反。 当v与v0同向时，v0＝5 m/s，v1＝1 m/s，a1＝＝＝ m/s2＝－2 m/s2 答案：加速度大小为2 m/s2或3 m/s2　方向沿斜面向下 当v与v0反向时，v0＝5 m/s，v2＝－1 m/s a2＝＝＝ m/s2＝－3 m/s2。 所以加速度可能为－2 m/s2，也可能为－3 m/s2，负号表示加速度方向与初速度方向相反，即沿斜面向下。 解析：加速度是描述速度变化快慢的物理量，是速度的变化率，加速度大说明速度变化得快，速度变化率大，而不是速度变化量大，加速度的定义式a＝是个矢量式，所以加速度的方向总是和速度变化量的方向相同，A错误，B、C正确；加速度为负值，说明速度变化量为负值，物体的速度方向未知，则物体不一定做减速运动，D错误。 2．(2024·三明高一检测)2024年4月3日6时56分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是(　 ) 解析：种子在十分之一秒末的速度v＝180 km/h＝50 m/s，则此时间内种子的平均加速度a＝＝ m/s2＝500 m/s2，故选B。 解析：当速度与加速度方向相同时，物体做加速运动，根据加速度公式a＝，得vt＝－5－t(m/s)，t＝1 s时，速度为v＝－6 m/s，故A、B、C错误，D正确。 由题意可知，飞机速度的变化率为k飞＝＝ m/s2≈0.42 m/s2，玩具车速度的变化率为k车＝＝5 m/s2，故C正确；玩具车在启动瞬间，速度为零，加速度不为零，故D错误。 6．乒乓球被称为中国的“国球”，迄今为止，中国乒乓球队斩获数百次世界冠军，多次包揽世乒赛、奥运会的金牌。现假设一个乒乓球沿水平向东以速度v与竖直球拍发生碰撞，以v的速度沿水平向西反弹回来，作用时间为t，在这段作用时间内小球的加速度大小和方向为(　 ) A.，水平向东 B.，水平向东 C.，水平向西 D.，水平向西 解析：设水平向东为正方向，根据加速度的定义式有a＝＝＝－，负号表示加速度方向与规定正方向相反，即水平向西，故D正确。 解析：以水平向西为正方向，则初速度v0＝10 m/s，末速度vt＝ －15 m/s，所以足球的加速度a＝＝ m/s2＝－50 m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反，即水平向东，故D正确。 8．骑行是当代年轻人喜欢的一种户外运动，逐渐成为一种锻炼身体的时尚运动。如图所示是运动员用手机软件记录某一次户外骑行的情况，从A点到B点总长为38 km(可视为直线距离)，用时约为2小时30分钟，最大的速度大小约为45 km/h，运动员从静止开始运动，则说法正确的是(　 ) D．从开始运动到最大速度的过程可视为匀加速直线运动，用时占总时长的倍，则加速度大小为0.5 m/s2 解析： AB两点的位移为38 km＝3.8×104 m，时间为2小时30分钟＝9 000 s，则平均速度＝≈4.2 m/s＝15.2 km/h，故A错误；运动过程中最大的速度为vm＝45 km/h＝12.5 m/s，根据匀速运动的公式有s1＝vmt1＝625 m，故B错误；由于不知加速度，则无法计算位移，故C错误；总时长是9 000 s，总时长的倍为25 s，最大速度为12.5 m/s，故加速度a＝＝0.5 m/s2，故D正确。 9．(12分)如图所示，M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪。步枪枪管中的子弹从初速度为0开始，经过0.002 s的时间离开枪管被射出。已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s，射出过程中枪没有移动。求： 解析：a＝＝ m/s2＝6×105 m/s2 方向与子弹的速度方向相同。 11.一质点做直线运动的v-t图像如图所示，则下列给出的该质点在前3 s内的加速度a随时间t变化关系的图像正确的是(　 ) 解析：由v-t图像知，第1 s内质点的加速度a1＝＝4 m/s2，后2 s内质点的加速度a2＝＝－2 m/s2，故选项A正确。 答案：见解析 解析：(1)在0～10 s时间段内，汽车的速度由10 m/s增至25 m/s， 对应的加速度为 a1＝＝＝＝1.5 m/s2。 (2)在10 s～20 s时间段内，汽车匀速运动，速度没有发生变化，对应的加速度为 a2＝＝ ＝0。 (3)在20 s～40 s时间段内，汽车的速度由25 m/s减至0，对应的加速度为 a3＝＝＝－1.25 m/s2。 在(1)中，加速度与初速度都为正值，表示二者方向相同，物体做加速运动。(3)中，加速度为负值，而初速度为正值，表示二者方向相反，物体做减速运动。 $$