内容正文:
第4节 加速度
知识 清单破
1.物理意义:加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。
2.定义:加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。
3.定义式:a= 或a= 。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2。
知识 清单破
知识点 1 加速度
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
1.加速度的方向:加速度是矢量,加速度的方向与速度变化量Δv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,如果速度增大,则加速度方向与速度方向相同;如果速度减小,则加速度方向
与速度方向相反。
知识点 2 加速度方向与速度方向的关系
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
1.定性判断:v-t图像中图线的倾斜程度反映加速度的大小。
2.定量计算:如图,在v-t图像上取两点E(t1,v1)、F(t2,v2),则加速度为a= = 。
知识点 3 从v-t图像看加速度
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
1.汽车在过路口前开始减速,加速度方向与速度方向相同。 ( )
加速度方向与速度变化量的方向相同,与速度方向不一定相同,汽车减速时加速度方向与速
度方向相反。
2.高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车,因为轿车紧急刹车,速度变化很
快,所以加速度很大。 ( )
3.对于点火后即将升空的火箭,因为火箭还没有运动,所以加速度为零。 ( )
4.对于高速行驶的磁悬浮列车,因为速度很大,所以加速度一定也很大。 ( )
知识辨析 判断正误,正确的画“ √” ,错误的画“ ✕” 。
✕
√
✕
✕
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
情境探究
小张同学在观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹道“真快啊”;当到了终点时,赛车
突然刹车停住,小张又感叹“刹车也真快啊”。
疑难 情境破
疑难1 对加速度的理解
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
问题1
以上两个“真快”的含义一样吗?
不一样。第一个“真快”是指速度大,第二个“真快”指加速度大。
问题2
为什么引入加速度这个概念?
为了描述速度变化情况引入加速度的概念,加速度大表示速度变化快,加速度小表示
速度变化慢。
提示
提示
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
讲解分析
1.速度、速度变化量和加速度的比较
速度(v) 速度的变化量(Δv) 加速度(a)
物理意义 描述物体运动的快慢 描述物体的速度变化 描述物体速度变化的快慢
方向 与位移s的方向相同 与加速度a的方向相同 与速度变化量Δv的方向相同,与v0、vt的方向无必然联系
大小 (1)位移与时间的比值;
(2) s-t图像中,图线斜率的大小 Δv=vt-v0 速度变化与所用时间的比值
联系 三者无必然联系,v很大时,速度变化量可能很小,甚至为0,a也可能很大或很小
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
2.对加速度定义式a= 的理解
a= 只是加速度a的定义式,不是决定式,加速度a与v、Δv没有必然的大小关系。
(1)v大,a不一定大,比如匀速飞行的飞机速度很大,但加速度却为零;v小,a不一定小,如射击时
火药爆炸瞬间,子弹的速度v可以看作零,这时加速度却很大。
(2)速度变化量Δv大,加速度a不一定大,比如列车由静止到高速行驶,速度变化量很大,但经
历时间也长,所以加速度并不大。
(3)速度变化得快,即 大,表示单位时间内速度变化大(速度的变化率大),加速度才大。
3.加速度的计算
(1)规定正方向。一般选初速度v1的方向为正方向。
(2)判定v2的方向,确定v2的符号。
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
(3)利用公式a= 计算。要注意速度反向情况下,速度变化量的计算。
4.物体做加速、减速运动的判断
物体做加速运动还是减速运动与加速度的变化和加速度的正负无关。可总结如下:
(1)a和v同向→v增大,物体做加速运动→
(2)a和v反向→v减小,物体做减速运动→
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
典例 篮球以10 m/s的速度水平撞击篮板后以6 m/s的速度反向弹回【1】,篮球与篮板的接触
时间为0.1 s,则篮球在这段时间内的加速度【2】为多大?加速度的方向如何?
信息提取 【1】末速度的方向与初速度的方向相反。
【2】加速度为矢量,应先选取正方向。
思路点拨 设初速度方向为正方向,末速度方向与初速度方向相反,则末速度为负【3】。根
据a= 求出篮球在这段时间内的加速度。
解析 选取篮球的初速度方向为正方向(由【2】得到),初速度v0=10 m/s。因为末速度方向
与规定的正方向相反,故末速度为v=-6 m/s(由【1】【3】得到)。由加速度的定义式可得a=
= m/s2=-160 m/s2,负号表示加速度方向与初速度方向相反。本题也可以选取末
速度的方向为正方向,解出的加速度将为正值。
答案 160 m/s2 方向与初速度的方向相反
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
讲解分析
1.v-t 图像的信息
(1)v-t图像描绘的是物体速度随时间变化的情况,从图像中可获取物体任意时刻的速度信息。
疑难2 如何根据v-t图像求解加速度
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
(2)由图像可求物体的加速度,a= = ,结合数学知识可知, 为直线的斜率,则a=
= =k,即v-t图线的斜率表示加速度,斜率的大小表示加速度大小,斜率的正负表示加速
度方向。
2.根据v-t 图像定性比较加速度
(1)在同一坐标系中,v-t图像的斜率越大,质点运动的加速度越大。
(2)v-t图像为直线,则斜率不变,表示质点运动的加速度不变,斜率的正负表示加速度方向。
(3)v-t图像为曲线,则斜率变化,表示质点在不同时刻加速度不同。
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
3.根据v-t 图像定量求解加速度
(1)v-t图像斜率的绝对值表示加速度的大小
同一坐标系中,斜率的绝对值越大,加速度越大;斜率的绝对值越小,加速度越小。如图甲中
物体a的加速度大于物体b的加速度。
如图乙所示,v-t图像为曲线,切线的斜率表示那一时刻的加速度。图乙中随着时间t增大切
线斜率越来越小,表示加速度a越来越小,物体做加速度减小的加速直线运动。
(2)加速度的方向:v-t图像中图线斜率的正、负表示加速度的方向。斜率为正表示加速度的
方向与规定的正方向相同,斜率为负表示加速度的方向与规定的正方向相反。
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
典例 (多选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.1 s末质点的速度方向发生改变
B.1 s末质点的加速度方向改变
C.2 s末质点的加速度为- m/s2
D.第1 s内质点的加速度大小是第2 s内加速度大小的2倍
BD
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
思路点拨 (1)v-t图像中图线穿过时间轴表示运动方向发生了变化。速度的正负决定了某
段时间内位移的正负。
(2)v-t图像中图线的斜率表示加速度,判断加速度的方向看斜率的正负。
解析 速度的正负表示质点的运动方向,前3 s内,v>0,故速度方向不变,A错误;v-t图线斜率
的正负表示加速度的方向,故1 s末加速度的方向发生改变,B正确;2 s末的加速度与1~3 s内
的加速度相同,a2= = m/s2=-1 m/s2,C错误;第1 s内质点的加速度a1= = m/s2=2 m
/s2,故D正确。
第1章 运动的描述
第1讲 描述运动的基本概念
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