4.速度变化快慢的描述—加速度（教学课件）物理人教版2019必修第一册

第一章 运动的描述 人教版（2019）必修 第一册 4.速度变化快慢的描述—加速度 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 1.理解加速度的概念，知道其的大小、方向和单位。 2.区别速度、速度变化量和速度变化率，能在生活中准确地使用加速度的概念。 科学思维 通过类比法和实例说明法引入加速度的概念。 科学探究 通过生活中有关加速度的实例，探究加速度在生活中的利用和危害 科学态度与责任 理解加速度的概念，体会物理与生活实际的紧密联系，激发物理学习的兴趣。 学习目标 教学重点 教学重点 理解加速度的概念，知道其的大小、方向和单位。 理解速度、速度的变化量及速度的变化率的区别和练习 重点难点 教学难点 根据加速度和速度方向的关系判断物体运动的性质 课堂导入——观看视频 一辆赛车在5.5s内，速度从0达到30m/s，一只猎豹在4.0s内速度也从0达到30m/s。虽然赛车和猎豹速度都从0达到30m/s，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同吗？如果不能，应该怎样描述呢？ 课堂导入——思考与讨论 01 PART 01 第一部分 加速度 探究新知 7 初速度 v0/m.s-1 经过时间 △t/s 末速度 vt/m.s-1 A. 自行车下坡 2 3 11 B. 公共汽车出站 0 3 6 C. 某舰艇出航 0 20 6 D. 火车出站 0 100 20 (1)下列物体的运动速度变化，谁变化大？谁的速度变化的快？如何比较？ 比较单位时间内速度变化量的大小 探究新知——思考与讨论 (2)在学习速度时我们知道，位移表示的是位置的变化。要比较位置变化的快慢，可以用位移除以时间。那么，要比较速度变化的快慢，我们又应该如何做呢？ 探究新知——思考与讨论 1.定义：速度变化量和发生这一变化所用时间的比值叫加速度。 3.物理意义：用于描述物体速度变化快慢的物理量。 2.定义式： 速度变化率 探究新知 (1)根据第3节的学习，我们知道速度的单位是m/s，那么你认为加速度的单位会是什么样子的？ (2)根据以上定义物理量单位的方式，你还能举出哪些用类似方式定义的物理量单位吗？ 探究新知——思考与讨论 (3)速度大，加速度一定大吗？你能举例说明吗？ (4)加速度大，速度一定大吗？ 不一定，速度大表示物体运动得快；加速度大表示单位时间内速度的变化量大。 例如：匀速运动的高速动车。 不一定，例如赛车开始加速时加速度很大，但速度比较小。 探究新知——思考与讨论 (5)速度变化量大，则加速度一定大？ (6)速度变化越快，加速度越大？ 不一定，速度变化量可能很大，但如果经历时间更长，则加速度不一定大。 加速度一定越大。 探究新知——思考与讨论 4. 加速度的大小 （1）加速度a大小与速度v没有直接关系。 （2）加速度a大小与速度变化量Δv没有直接关系。 （3）加速度a大小 由速度变化率Δv/Δt的大小决定； 由速度变化的快慢决定； 由单位时间内物体速度变化大小决定。 探究新知 速度v 速度的变化量Δv 加速度a 表达式 Δv＝v2－v1 方向 v的方向与Δt内Δx的方向相同 Δv的方向由初、末速度决定 a的方向与Δt内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 5.速度、速度的变化量、加速度的比较 探究新知 【例1】下列关于加速度的说法正确的是（　　） A．物体的速度变化量越大，则它的加速度越大 B．物体的速度为0时它的加速度一定也为0 C．加速度是表示物体速度变化快慢的物理量 D．物体A的加速度为，B的加速度为，则A的加速度大于B的加速度 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】A．根据加速度定义式可知物体的速度变化量大，加速度不一定大，故A错误； B．速度和加速度没有必然联系，物体的速度为0时，加速度不一定为，比如物体刚开始做自由落体运动的瞬间，物体的速度为，但加速度为，故B错误； C．加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，故C正确； D．加速度是矢量，正负表示方向而不表示大小，所以B的加速度大于A的加速度，故D错误。 故选C。 根据第3节的学习，我们知道速度是一个矢量，有大小有方向，并且方向与某段时间内位移的方向是相同的，那么你认为加速度是否是一个矢量呢？如果是，它的方向又是怎么样的？ 探究新知——思考与讨论 02 PART 02 第二部分 加速度的方向 探究新知 19 (1)从表格中你可以发现加速度与速度变化量方向有什么联系？ 初速度m/s 末速度m/s 时间s 速度变化量m/s 2 5 3 3 5 2 1 -3 -5 -8 3 -3 -5 -2 1 3 加速度m/s2 1 -3 -1 3 加速度方向与速度变化量方向相同 探究新知——思考与讨论 v2=5 m/s v1=2 m/s v1 Δv v＞0、Δv=v2-v1＞0 正方向 a＞0 加速 v1=5 m/s v1 v2=2 m/s Δv v＞0、Δv=v2-v1<0 a<0 减速 探究新知 v2=-8 m/s v1=-5 m/s v1 Δv v<0、Δv=v2-v1<0 正方向 a<0 加速 v1=-5 m/s v1 v2=-2 m/s Δv v<0、Δv=v2-v1>0 a>0 减速 探究新知 (2)加速度在减小，而速度在增大，有可能吗？ (3)加速度在增大，而速度在减小，有可能吗？ 探究新知——思考与讨论 (2)加速度在减小，而速度在增大。 t/s 1 0 2 3 4 5 6 0 4 10 8 11 a1=a2=4 m/s2 a4=1 m/s2 a3=2 m/s2 m/s 同向加速 a减小v增加慢 a增大v增加快 探究新知 (3)加速度在增大，而速度在减小。 t/s 1 0 2 3 4 5 6 20 18 19 16 12 a1=a2=-1 m/s2 a3=-2 m/s2 a4=-4 m/s2 m/s 反向减速 a减小v减小慢 a增大v减小快 探究新知 (4)通过以上分析，你是否可以总结一下如何判断直线运动中“加速”或“减速”的情况? 探究新知——思考与讨论 1.物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的大小，加速度的大小只是反映速度变化的快慢。 （1）a与v同向（加速直线运动） a不变，v随时间均匀增加 a增大，v增加的越来越快 a减小，v增加的越来越慢 探究新知 （2）a与v反向（减速直线运动） a不变，v随时间均匀减小 a增大，v减小的越来越快 a减小，v减小的越来越慢 2.a的正负，只表示加速度的方向与正方向的关系，不表示物体是加速还是减速。 探究新知 【例2】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、乙两物体的判断不正确的是（　　） A．甲的加速度与乙的加速度大小相等 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大 D．每经过1 s，甲的速度增加4 m/s 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】A．加速度大小为其数值的绝对值，故甲的加速度与乙的加速度大小相等，故A正确； B．甲的速度方向与加速度方向相同，甲做加速直线运动，乙的速度方向与加速度方向相反，乙做减速直线运动，故B正确； C．甲、乙的初速度未知，且二者运动时间未知，甲、乙的速度无法比较，故C错误； D．根据故每经过1 s，甲的速度增加4 m/s，故D正确。本题选择不正确的，故选C。 03 PART 03 第三部分 从v-t图像看加速度 探究新知 31 如图所示，若坐标纸中纵轴方向每个小格代表0.1m/s,横轴方向每个小格代表0.1s。 (1)对b图线，t1和t2时刻的速度为多大？速度与正方向是相同还是相反？ (2)对b图线，从t1到t2时刻的速度的变化量为多大？速度的变化率为多大？加速度为多大？加速度的方向与正方向是相同还是相反？ 探究新知——思考与讨论 如图所示，若坐标纸中纵轴方向每个小格代表0.1m/s,横轴方向每个小格代表0.1s。 (3)b图线的斜率为多大？它与加速度有何关系？ (4)a图线的斜率为多大？它与b图线的斜率相比谁大？这说明ab图线所描述的物体的运动时的加速度谁大？ 探究新知——思考与讨论 如图所示，若坐标纸中纵轴方向每个小格代表0.1m/s,横轴方向每个小格代表0.1s。 (5)c图线所描述物体的速度方向与正方向是相同还是相反？斜率为多大？加速度为多大？加速度的方向与正方向是相同还是相反？ (6)abc图线分别所描述的物体的运动是加速还是减速运动？你是如何判断的？ c 探究新知——思考与讨论 若物体做变速直线运动，v-t图像如图所示，过A点的割线AB的斜率反映是AB段内的平均加速度；缩短了与A点的时间间隔，割线AC的斜率反映的是这段时间内的平均加速度；进一步缩短时间间隔，趋近于0，过A点的切线斜率就反映了5s时的瞬时加速度。 (7)在v-t图像中认识平均加速度与瞬时加速度 v(m/s) 40 30 20 10 0 5 10 15 20 t/s A B C 类比平均速度和瞬时速度 探究新知——拓展与进阶 1.速度时间（v-t）图像物理意义 (1)可以读出任意一个时刻对应的速度，也可以读出物体在任意一个速度时所对应的时刻； (2)可以求出任意一段时间内的速度变化量； (3)v-t图像物体速度随时间变化的规律。 v(m/s) 4 3 2 1 0 5 10 15 20 t/s 探究新知 2.速度时间（v-t）图像的斜率物理意义 (1)v-t图像的斜率物理意义：表示物体的加速度 (3)v-t图像的斜率为正，说明物体加速度方向与正方向一致，图像向上倾斜； v-t图像的斜率为负，说明物体加速度方向与正方向相反，图像向下倾斜。 (2)v-t图像的斜率越大，说明加速度越大，物体速度变化的越快。 v(m/s) 4 3 2 1 0 5 10 15 20 t/s 探究新知 3.速度时间（v-t）图像中速度、加速度方向判断方法 (1)速度的方向： ①速度图像在t轴上方，速度为正； ②速度图像在t轴下方，速度为负。 (2)加速度方向： ①速度图像向上倾斜，加速度为正； ②速度图像向下倾斜，加速度为负。 v(m/s) 4 3 2 1 0 5 10 15 20 t/s B C 探究新知 【例3】杭某中学无人机社团利用图像法研究无人机性能时，无人机做竖直向上直线运动时的图像如图所示，以下说法正确的是（　　） A．的时间内，无人机做匀加速直线运动，加速度大小为 B．的时间内，无人机做匀速直线运动，3秒末速度方向改变 C．的时间内，无人机做匀减速直线运动，加速度大小为 D．物体在末的速度和末的加速度方向相同 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】A．由图像可知，的时间内，无人机做匀加速直线运动；图像中斜率表示加速度，故时间内物体的加速度为 加速度大小为，故A错误； B．的时间内，无人机做匀速直线运动。时间内，图像都在速度轴正半轴，因此时间内速度方向都不变，故3秒末速度方向不改变，故B错误； C．由图像可知，的时间内，无人机做匀减速直线运动，物体的加速度为加速度大小为，故C正确； D．由图像可知，物体在末的加速度为正，5s末的加速度为负，两者方向相反，故D错误。 故选C。 课堂小结 加速度 公式时刻 大小 意义 用于描述物体速度变化快慢的物理量。 与速度变化量的方向一致。 方向 v-t图像 反映物体速度与时间的关系，斜率表示加速度。 1．关于速度v、速度变化量、加速度a的说法错误的是（　　） A．v、、a三者都是矢量 B．加速度a越大表示速度变化越快 C．速度变化量增大，则加速度a一定增大 D．加速度a的方向与速度变化量的方向相同 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．v、、a三者都是矢量，故A正确，不符合题意； B．加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度a越大表示速度变化越快，故B正确，不符合题意； C．速度变化量增大，由可知，加速度a不一定增大，故C错误，符合题意； D．加速度a的方向与速度变化量的方向相同，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．关于加速度与速度，下列说法正确的是（　　） A．物体加速度方向一定与它速度的方向相同 B．物体的速度方向发生变化时，则其加速度方向一定发生变化 C．物体的加速度在增大，则其速度一定在增大 D．物体的加速度在减小，则其速度的变化率一定在减小 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】AB．根据加速度的定义式可得，物体加速度方向一定与它速度变化量的方向相同，与速度方向无关，故AB错误； C．若物体的加速度与速度方向相反，物体的加速度在增大，则其速度在减小，故C错误； D．加速度表示速度的变化率，则物体的加速度在减小，则其速度的变化率一定在减小，故D正确。 故选D。 3．某物体做匀变速直线运动，其加速度为，下列说法中正确的是（    ） A．“”表示加速度的大小 B．“”表示加速度的方向一定与初速度方向相反 C．“”表示在任意1秒内速度都减小2m/s D．“”表示在任意1秒内的速度变化量都为-2m/s 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．“”表示加速度的方向，A错误； B．“”表示加速度的方向一定与规定的正方向相反，但是初速度的方向未知，故加速度与初速度方向是否相反无法确定，B错误； C．若物体做匀加速直线运动，则“”表示在任意1秒内速度增加2m/s；若物体做匀减速直线运动，则“”表示在任意1秒内速度减小2m/s，C错误； D．“”表示在任意1秒内的速度变化量都为-2m/s，D正确。 故选D。 4．乒乓球以20m/s的速度水平向右运动并碰到球拍，与球拍作用0.02s时间后反向弹回，弹回的速度大小为15m/s，关于乒乓球与球拍作用的过程，下列说法正确的是（　　） A．乒乓球的速度变化量大小为5m/s，方向水平向左 B．乒乓球的速度变化量大小为35m/s，方向水平向右 C．乒乓球的加速度大小为250，方向水平向左 D．乒乓球的加速度大小为1750，方向水平向左 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】AB．选取水平向右的方向为正方向，则有 即乒乓球的速度变化量大小为35m/s，方向水平向左，AB错误； CD．根据加速度的定义，可得乒乓球的加速度为 即乒乓球的加速度大小为1750，方向水平向左，C错误，D正确。 故选D。 5．跳伞运动员打开伞后运动员以的加速度匀减速直线下降（选初速度的方向为正方向），则在运动员下降的过程中（    ） A．任意一秒内，这一秒末的速度比前一秒末的速度小4m/s B．任意一秒内，这一秒末的速度比前一秒初的速度小4m/s C．物体的加速度方向与速度方向相反，物体的速度在增加 D．物体的加速度方向与速度方向相同，物体的速度在减小 课堂练习 A 课堂练习 【答案】A 【详解】AB．运动员做匀减速直线运动，加速度大小为4m/s2，根据加速度的定义可知，运动员在停止前每秒的速度均减小4m/s，即任意一秒内，这一秒末的速度比前一秒末的速度小4m/s，而比前一秒初的速度小8m/s，故A正确，B错误； CD．运动员做匀减速直线运动，加速度为负，则速度为正，说明物体的加速度方向与速度方向相反，物体的速度在减小，故CD错误。 故选 A。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.4.17 $$