内容正文:
5.一辆小车沿一条直线运动,车上放着盛水的
滴漏,滴漏距离地面很近,每隔20s滴一
滴水,水在车行驶的路面上留下水滴的痕迹
如图所示,图中还放着一把刻度尺,其零刻
度线与O 点对齐,若从滴下水滴O 开始计
时,则当滴下水滴G 时,小车运动的时间为
s,AH 段的平均速度为
m/s(计算结果保留3位有效数字)
6.在测定速度的实验中,使用打点计时器(用
频率为50Hz的交流电)测小车的速度,实
验得到的一条纸带如图所示,0,1,2,3,4是
选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个
打出的点没有在图上标出.图中还画出了实
验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的
情况,读出图中所给的测量点的读数分别是
、 、 和 .
1,3两点间的平均速度是 m/s,1,
4两点间的平均速度是 m/s,2点
的速度更接近于 m/s.
第4节 速度变化快慢的描述———加速度
学习目标 核心素养
1.掌握加速度的概念,能区分v、
Δv、ΔvΔt
,理解加速度的矢量性.
(重点)
2.能根据速度和加速度的方向关系
判断物体的运动性质.
3.能根据v-t图像分析、计算加速
度.(难点)
[基础梳理]
[知识点1] 加速度
1.物理意义:描述物体的速度随时间变化
的物理量.
2.定义:速度的 与发生这一变化所用
的比值,通常用a表示.
3.表达式:a=ΔvΔt=
v-v0
Δt
(v0 为初速度,v为末
速度).
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是
;符 号 是
或ms-2.
5.矢量性:加速度是 量,既有大小,也
有方向.
[知识点2] 加速度的方向
1.加速度的方向:加速度方向与
的方向相同.
2.
在直线
运动中
加速时,加速度与速度方向
减速时,加速度与速度方向 {
[知识点3] 从v-t图像看加速度
1.v-t图像反映了物体的速度随 变
化的规律.
62
物理必修第一册
2.匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的
直线,直线的 表示加速度.比值ΔvΔt
就是加速度的大小(如图所示).
3.在v-t图像中,从图线的倾斜程度(斜率大
小)就能判断 大小,倾斜程度大的,
加速度 .
[自我检测]
1.思维辨析
(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量.
( )
(2)加速度是表示 物 体 速 度 变 化 大 小 的 物
理量. ( )
(3)加速度是表示 物 体 速 度 变 化 快 慢 的 物
理量. ( )
(4)物体的加速度为正值时,物体一定做加速
运动. ( )
(5)物体A的加速度为2m/s2,B的加速度为
-3m/s2,则 A 的 加 速 度 大 于 B 的 加
速度. ( )
(6)物体A的加速度为2m/s2,则物体一定做
加速运动. ( )
(7)在同一v-t图像中,图线倾角越大,对应
图像的物体的加速度就越大. ( )
2.基础理解
(1)有时,我们靠近正在地面取食的小鸟时,它
会毫不慌张,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.速度 B.加速度
C.速度的改变量 D.位移
(2)在如图所示的三种情况中,小车是否都有
加速度? 请说明理由.
对加速度的理解
◆[探究导引]
下图为猎豹、列车、战斗机的运动图片
图甲中猎豹捕食时能在4s内速度由零增
加到30m/s;图乙中以50m/s高速行驶的
列车急刹车能在30s内停下来;图丙中战
斗机在试飞时以600m/s的速度在空中匀
速飞行.试结合以上情景分析:
(1)哪一个物体的速度最大? 哪一个物体的
速度变化量最大? 哪一个物体的加速度
最大?
(2)能否说明速度大加速度就大? 能否说明
速度变化量大,加速度就大?
◆[探究归纳]
1.对加速度的理解:a=ΔvΔt
是用比值定义法定
义的物理量.加速度a的大小与Δv、Δt大小
无关,因此不能说a与Δv成正比,与Δt成
反比.
72
第一章 运动的描述
2.速度、速度变化量、加速度的比较
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=ΔxΔt Δv=v2-v1 a=
Δv
Δt
单位 m/s m/s m/s2
方向
为物体运动的
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
[例1] 速度与加速度的关系,下列说法中正
确的是 ( )
A.速度变化得越多,加速度就越大
B.速度变化得越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也保持
不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断
变小
[尝试解答]
[规律方法]
1.加速度与速度的方向决定物体加速还是
减速
物体是加速还是减速与加速度的变化和加
速度的正、负无关,可总结如下:
2.对加速度理解的十个“不一定”
(1)物体具有加速度,但不一定做加速运动.
(2)物体的速度方向改变,但加速度的方向不
一定改变.
(3)物体的速度方向不变,但加速度方向不一
定不变.
(4)物体的速度大,但加速度不一定大.
(5)物 体 速 度 等 于 零,但 加 速 度 不 一 定 等
于零.
(6)物体加速度为零,但速度不一定为零.
(7)物体的加速度变大(小),但速度不一定变
大(小).
(8)物体的速度大小不变,但加速度不一定
为零.
(9)加速度大小不变的运动,不一定加速度方
向也不变.
(10)在加速直线运动中,加速度不一定总取
正值.
◆[跟踪训练]
1.一质点自原点开始在x 轴上运动,初速度
v0>0,加速度a>0,a值不断减小直至为零
的过程中,质点的 ( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最
大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最
大值
加速度的计算
◆[探究导引]
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 5s 14m/s
小型轿车 0 20s 30m/s
旅客列车 0 100s 40m/s
82
物理必修第一册
(1)哪种车辆速度变化大? 哪种车辆速度增
加得快?
(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.
◆[探究归纳]
1.公式a=
v2-v1
t
中v1 表示物体的初速度,v2
表示 物 体 的 末 速 度,应 用 时 不 能 将 两 者
颠倒.
2.公式a=
v2-v1
t
是矢量式,速度、速度的变化
量、加速度皆为矢量.应用该公式解题时要
先规定好正方向,v1、v2 的方向与规定的正
方向相同时取正值,相反时取负值.
3.最后要注意根据计算所得的加速度a的正、
负来确定加速度的方向.
[例2] (多选)物体运动的初速度为6m/s,
经过10s速度的大小变为20m/s,则加速度
大小可能是 ( )
A.08m/s2 B.14m/s2
C.20m/s2 D.26m/s2
[尝试解答]
◆[跟踪训练]
2.2020年4月20日上午东京奥运会测试赛
女排决赛中,假如从泰国队飞来的排球具有
水平方向的大小为20m/s的速度,排球与
中国队员朱婷的手接触时间为02s,被击
打后排球以原速率水平返回,设02s内排
球的速度均匀变化,求排球被击打过程中的
加速度.
对v-t图像的理解和应用
◆[探究导引]
下图是甲、乙两个质点的速度-时间图像.
(1)求出它们加速度的大小.
(2)v-t图像中图线的“陡”和“缓”与加速度
有什么关系?
◆[探究归纳]
1.v-t图像的意义:v-t图像描述的是物体
速度随时间的变化规律.
2.图像上的“点、截距、斜率”的意义
92
第一章 运动的描述
点 某时刻的速度
截距
横截距 速度为零的时刻
纵截距 初速度
斜率
大小 加速度大小
正负 加速度的方向
3.确定物体的运动性质:若图
线平行于时间轴,说明物体
做匀速直线运动;若图线远
离时间轴,说明物体做加速
运动;若图线靠近时间轴,说
明物体做减速运动.如图所示,a做匀速直
线运动,b、c做加速直线运动,d、e做减速直
线运动.
定
性
比
较
同一坐标系中,利用不同物体的v-t
图像斜率的绝对值可以比较它们的加
速度大小,如图所示,a的加速度大于b
的加速度
定
量
计
算
(1)根据v-t图像的物理意义,图线的
斜率在数值上等于质点运动的加速度
大小
(2)在v-t图像上任取两点(t1,v1)和
(t2、v2),根据a=
Δv
Δt
(Δv
Δt
即图像的斜
率)可确定加速度
(3)ΔvΔt
的正、负表示加速度的方向,Δv
Δt
的绝对值表示加速度的大小
[例3] 如图所示,实线为两
个在同一直线上运动的物
体a和b的v-t图像,由图
可以知道 ( )
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也
相反,a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也
相反,a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相
反,a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相
同,a的加速度大于b的加速度
思路引导:(1)根据斜率绝对值的大小可确
定加速度的大小.
(2)根 据 斜 率 的 正、负 可 确 定 加 速 度 的
方向.
[尝试解答]
[规律方法]
由v-t图像可以直接获取的信息
速度
变化
远离t轴为加速,靠近t轴为减速
加速度
正负
图线斜向上为正,斜向下为负
加
速
度
大
小
①图 线 为 直 线 的,加 速 度 恒 定
不变
②图线为曲线的,斜率变大的加
速度 变 大,斜 率 变 小 的 加 速 度
变小
◆[跟踪训练]
3.A、B两物体在同一直线上
做变速直线运动,它们的
速度 - 时间图像如图 所
示,则 ( )
A.A、B两物体的运动方向一定相反
B.0~6s内A比B运动得快
C.t=4s时,A、B两物体的速度相同
D.A物体的加速度比B物体的加速度大
03
物理必修第一册
◆[课堂小结]
易错点:对速度与加速度的矢量性认识不足
[案例] (多选)如图所示,小球以5m/s的初
速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),
2s末速度大小变为1m/s,则这段时间内小
球的 ( )
A.速度变化的大小可能大于5m/s
B.速度变化的大小一定等于4m/s
C.加速度的大小可能大于2m/s2
D.加速度的大小可能等于2m/s2
[错解] BD
[错因分析] 忽略了速度的方向问题,没想
到小球滑到最高点后会向下滑动.认为初速
度为v0=5m/s,末速度为v1=1m/s,则
Δv1=v1-v0=-4m/s,a1=
Δv1
Δt=-2m
/s2,
从而漏选了A、C选项,错选B项.
[正解] 以初速度v0 的方向为正,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=5m/s,v=1m/s,a1
=
v-v0
t =
1-5
2 m
/s2=-2m/s2
当v与v0 反向时,v0=5m/s,v=-1m/s,
a2=
v-v0
t =
-1-5
2 m
/s2=-3m/s2
所 以 加 速 度 可 能 为 -2 m/s2,也 可 能
为-3m/s2
负号表示加速度方向与初速度方向相反,即
沿斜面向下,故选A、C、D.
[答案] ACD
[素养警示] 速度是矢量,求解矢量问题必
须先规定正方向.题目中涉及矢量的大小,则
一定要考虑其方向可能的情况.往往存在多
解的可能.
1.(对加速度的理解)(多选)下列说法中正确
的是 ( )
A.a越大,单位时间内质点速度的变化量越大
B.a越大,单位时间内质点速度的变化量越小
C.速度变化越来越快,加速度有可能越来越小
D.速度的变化量相同,加速度越大,则所用
的时间越短
2.(加速度的计算)足球以8m/s的速度飞来,
运动员把它以12m/s的速度反向踢出,踢
球时间为02s,设球飞来的方向为正方向,
则足球在这段时间内的加速度是(设运动员
踢足球的力为恒力) ( )
A.-20m/s2 B.20m/s2
C.100m/s2 D.-100m/s2
3.(加速度的计算)一辆汽车沿平直公路向东
行驶,如图所示是该汽车的速度计,在汽车
内的观察者观察速度计指针的变化,开始时
指针指在如图甲所示的位置,经过8s后指
针指示到如图乙所示的位置,那么它的加速
度约为 ( )
A.11m/s2 B.-50m/s2
C.14m/s2 D.-14m/s2
13
第一章 运动的描述
4.(从v-t图像中看加速度)某物体沿直线运
动,其v-t图像如图所示,下列说法正确
的是 ( )
A.第1s内和第2s内物体的速度方向相反
B.第1s内和第2s内物体的加速度方向
相反
C.第3s内物体的速度方向和加速度方向
相反
D.第2s末物体的加速度为零
5.(v-t图像的理解及应用)下表是通过测量
得到的一辆摩托车沿直线做变速直线运动
时速度随时间的变化数据.
t/s 0 5 10 15 20 25 30
v/(ms-1) 0 10 20 30 20 10 0
请根据测量数据:
(1)画出摩托车运动的v-t图像;
(2)求摩托车在第1个10s内的加速度;
(3)根据画出的v-t图像,利用求斜率的方
法求出第1个10s内的加速度;
(4)求摩托车在最后15s内的加速度.
学习至此,请完成第一章第4节
23
物理必修第一册
打C点时的速度
v=xBD2T=
(2.30+2.70)×10-2
0.2 m
/s=025m/s
答案:0.1 增加 025
4.解析:打点计时器的打点周期为002s,相邻计数点之间
有5 个 时 间 间 隔,因 此 计 数 点 之 间 的 时 间 间 隔 T=
01s.计数点2的瞬时速度可以用计数点1、3间的平均
速度求出,因此有v2=
x13
2T=
(15.30+9.30)
2×0.1 ×10
-2 m/s
=123m/s.
答案:01 123
5.解析:从滴下水滴O 到滴下水滴G 共有7个时间间隔,
又每个时间间隔为20s,则总时间为140s,AH 段的
位移为x=300 m,小 车 经 过 AH 段 的 时 间 为tAH =
140s,根据平均速度的公式得 AH 段的平均速度为v
=214m/s.
答案:14.0 214
6.解析:由毫米刻度尺可读出0,1,3,4点的 读 数 分 别 是
1000cm,1260cm,2260cm,3000cm.
由题意知各计数点间的时间间隔Δt=4×002s=008s,
由读数可得1,3两点和1,4两点间的位移大小分别是
Δx1=2260cm-1260cm=1000cm,
Δx2=3000cm-1260cm=1740cm,
则1,3和1,4两点间的平均速度分别是
v1=
Δx1
Δt1
=10.00×10
-2 m
0.16s =0625m
/s,
v2=
Δx2
Δt2
=17.40×10
-2m
0.24s =0725m
/s.
1,3两点更接近于2点,故2点的瞬时速度更接近于1,3
两点间的平均速度0625m/s.
答案:1000cm 1260cm 2260cm 3000cm
0625 0725 0625
第4节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.快慢 2.变化量 时间 4.米每二次方秒 m/s2
5.矢
知识点2
1.速度变化 2.相同 相反
知识点3
1.时间 2.斜率 3.加速度 大
自我检测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
2.(1)B [小鸟起飞时的速度变化很快,即加速度较大,B
正确.]
(2)都有加速度.(a)中速度大小发生变化;(b)中速度方
向发生变化;(c)中速度的大小和方向都发生变化,所以
三种情况中都有加速度.
合作探究攻重难
探究1
探究导引
提示:(1)战斗机速度最大 列车速度变化量最大,猎豹
加速度最大 (2)不能 不能
[例1] B [“速度变化得越多”是指Δv越大,但若所用时
间 Δt也很大,则ΔvΔt
就不一定大,故 A错误;“速度变化得
越快”是指速度的变化率Δv
Δt
越大,即加速度a越大,B正
确;加速度方 向 保 持 不 变,速 度 方 向 可 能 变,也 可 能 不
变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就可能反向运
动,故 C错误;物体在运动过程中,若加速度的方向与速
度方向相同,尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到
加速度a=0时,速度达到最大,故 D错误.]
跟踪训练
1.C [由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同
向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,当加
速度减小时,相同时间内速度的增加量变小,即增加得
慢了;当a=0时,速度达到最大值.此后以该最大速度
做匀速直线运动,位移不断增大,C正确.]
探究2
探究导引
提示:(1)旅客列车速度变化大,自行车速度增加得快.
(2)三车的加速度分别是
自行车a1=
Δv1
Δt1
=145 m
/s2=28m/s2
轿车a2=
Δv2
Δt2
=3020m
/s2=15m/s2
列车a3=
Δv3
Δt3
=40100m
/s2=04m/s2
(3)加速度a与速度v、速度的变化量 Δv无必然联系.
[例2] BD [设初速度方向为正方向,根据a=v2-v1t
,
后来20m/s的速度方向可能与初速度的方向相同,也可
能相反,相同时a1=
20-6
10 m
/s2=14m/s2,相反时a2
=-20-610 m
/s2=-26m/s2.故B、D正确.]
跟踪训练
2.解析:规定初速度方向为正方向,则排球的初速度v0=
20m/s,末速度v=-20m/s,时间t=02s.
排球被击打过程中的加速度
a=v-v0t =
-20-20
0.2 m
/s2=-200m/s2
即排球被击打过程中,加速度大小为200m/s2,方向与
初速度方向相反.
答案:200m/s2,方向与初速度方向相反
探究3
探究导引
提示:(1)a甲 =
Δv1
Δt1
=10-05 m
/s2=2m/s2,a乙 =
Δv2
Δt2
=
15-5
10 m
/s2=1m/s2.
(2)由第(1)问知甲的加速度大于乙的加速度,由图像可
以直观地看出,甲的图线比乙的图线“陡”,所以通过比
较图线的“陡”“缓”可以比较加速度的大小.在同一个v
-t图像中,图线“陡”的加速度较大.
[例3] C [由于a、b的v-t图像都在第一象限,物体的
速度方向均为正,即两物体的速度方向相同;由于图线
的斜率Δv
Δt
表示加速度,两图线的斜率Δv
Δt
一正一负,即表
示两物体的加速度的方向相反,即a为正方向,b为负方
向;两直线的斜率Δv
Δt
的绝对值a 大于b,即a的加速度大
于b的加速度,故 C正确,A、B、D均错误.]
跟踪训练
3.C [两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,A 错
误;0~4s内,B的速度大,B运动得快,4~6s内,A 的
速度大,A运动得快,B错误;t=4s时,A、B两物体的速度
都为5m/s,所以两物体的速度相同,C正确;从题图可以看
出,B的斜率比 A的斜率大,所以B的加速度大于 A 的加
速度,D错误.]
012
物理必修第一册
课堂自测夯基础
1.AD [Δv=aΔt,若 Δt=1s,则 Δv=aΔt=a,故a越
大,单位时间内质点速度的变化量越大,选项 A 正确,B
错误;加速度反映速度变化的快慢,速度变化越来越快,
则加速度一定越来越大,选项 C错误;由a=ΔvΔt
可知,速
度的变化量相同,加速度越大,则所用的时间越短,选项
D正确.]
2.D [足球飞来的方向为正方向,则初速度v1=8m/s,末速
度v2=-12m/s.故加速度a=
v2-v1
t =
-12-8
0.2 m
/s2=
-100m/s2,负号表示加速度方向与足球飞来的方向相
反,故选项 D正确.]
3.D [由题图可知汽车的初速度v0=60km/h≈16.7m/s,
末速度vt=20km/h≈56m/s.
由加速度的定义式得
a=vt-v0t =
5.6-16.7
8 m
/s2≈-14m/s2,故选 D.]
4.B [第1s内、第2s内纵坐标为正,速度均为正向,A错
误;根据斜率的正、负表示加速度的方向,第1s内加速
度为正向,第2s内加速度为负向,B正确;第3s内速度
为负向,加速度为负向,C错误;第2s末物体的加速度
为-2m/s2,D错误.]
5.解析:(1)v-t图像如图所示.
(2)第1个10s内的加速度a=ΔvΔt=
20-0
10 m
/s2=2m/s2,
与运动方向相同.
(3)v-t图像的斜率表示加速度,第1个10s内的加速
度a=k=2m/s2,与运动方向相同.
(4)最后15s内的加速度
a′=Δv′Δt′=
0-30
15 m
/s2=-2m/s2,
“-”表示加速度方向与运动方向相反.
答案:(1)见解析图 (2)2m/s2,与运动方向相同
(3)2m/s2,与运动方向相同 (4)2m/s2,与运动方向
相反
章末易错点突破
专题归纳整合提升
专题1
[例1] [解析] (1)张健游泳的平均速率为:
v=st =
123.58×103
50×3600+22×60m
/s=0.68m/s
每游100m 所需要的时间为:
t0=
100
0.68s≈147s.
(2)张健游泳的平均速度为:
v′=xt =
109×103
50×3600+22×60m
/s=0.60m/s.
[答案] (1)0.68m/s 147s (2)0.60m/s
跟踪训练
1.解析:(1)质点的位移是由A 点指向B 点的有向线段,位
移大小为线段AB 的长度,由几何关系可知质点的位移
大小x= r2+r2= 2r≈283cm=0283m
方向由A 点指向B 点;
质点的路程为s=34×2πr≈942cm=0942m.
(2)根据平均速度定义得v=xt =
0.283
2 m
/s≈0142m/s
方向由A 点指向B 点;
质点的平均速率v′=st =
0.942
2 m
/s=0471m/s.
答案:(1)0283m,方向由A 点指向B 点 0942m
(2)0142m/s,方向由A 点指向B 点 0471m/s
[例2] C [当加速度a逐渐减小时,物体做加速度减小
的加速运动,速度继续增大,直到加速度等于零,速度达
到最大值,位移一直增大,故选项 C正确,A、B、D错误.]
跟踪训练
2.解析:(1)末速度v=100km/h=1003.6m
/s≈2778m/s
平均加速度a=v-v0t =
27.78-0
4.2 m
/s2≈661m/s2.
(2)所需时间t′=v-v0a′ =
27.78-0
3 s=926s.
答案:(1)661m/s2 (2)926s
[例3] BC [由题图看出,甲、乙、丙的速度均为正值,说
明甲、乙、丙都沿正方向运动,A 错误,B正确;乙的斜率
比甲大,所以乙的加速度大于甲的加速度,C正确;乙的
斜率比丙的斜率的绝对值小,所以乙的加速度小于丙的
加速度,D错误.]
跟踪训练
3.BC [速度-时间图像的斜率表示加速度,物体在2~4s
内匀速运动,不是静止,故 A 错误;物体在0~2s内的加
速度为:a=10-52 m
/s2=25m/s2,2~4s内加速度为
零,4~6s内加速度为:a′=0-101 m
/s2=-10m/s2,故
B正确;物体在45s时的速度为5m/s,C正确;物体在
0~5s内向正方 向 运 动,5~6s内 向 负 方 向 运 动,故 D
错误.]
4.D [由图可知,在0~T2
时间内a=a0>0,若v0≥0,物
体做匀加速运动;若v0<0,物体做匀减速运动,故 B、C
错误;由于在T~2T 时间内a=-a0,故图线斜率的绝
对值与0~T2
时间内相同,故 A错误,D正确.]
第二章 第1节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
2.打点计时器 小车 刻度尺 3.滑轮 小车 纸带
槽码
知识点2
2.靠近 3.放开 纸带 4.关闭
知识点3
1.平均速度 3.斜率
112
参考答案