内容正文:
第4讲 加速度
一、 考点精讲练本讲要点
考点1:加速度的理解(必备知识+1例+3变式)
考点2:加速度的计算(必备知识+1例+3变式)
二、 跟踪训练-考点拓展(精选7道题)
考点1:加速度的理解
1.加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,加速度越小,速度变化越慢.
2.a=是加速度的定义式,不能说a与Δv成正比,与Δt成反比,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.加速度是矢量,它的方向与速度的变化量Δv的方向相同.
4.在直线运动中,加速度方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动.如图甲所示.加速度方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动,如图乙所示.
5.叫速度变化率,表示单位时间速度变化大小.
【例题】关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法正确的是( D )
A.速度变化的方向为正,加速度的方向可能为负
B.加速度为负,速度一定越来越小
C.速度越来越大,加速度一定越来越大
D.加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向
【解析】 根据加速度定义式a=可知,速度变化的方向为正,加速度的方向也一定为正,故A错误;加速度为负,如果速度也为负,加速度方向与速度方向相同,速度增大,故B错误;速度越来越大,则加速度方向与速度方向相同,但加速度不一定越来越大,故C错误;加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向,故D正确。
【变式1-1】一质点沿直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,加速度大小逐渐减小至零,然后又增大到原来的值,则在此过程中( D )
A.速度先减小后增大,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度先减小后增大,当加速度增大到原来的值时,速度等于初始时刻的速度
C.速度一直增大,当加速度为零时,速度达到最大值
D.速度一直增大,当加速度增大到原来的值时,速度达到最大值
【解析】 加速度的方向始终与速度方向相同,质点的速度一直增大,加速度大小逐渐减小至零,然后又增大到原来的值,在此过程中,质点的速度增大得先越来越慢后越来越快,当加速度增大到原来的值时,速度达到最大值。故选D。
【变式1-2】 (多选)由公式a=可知( CD )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.叫速度的变化率,就是加速度
【解析】 物体加速度大小不是由Δv决定,与Δv无关,A、B项错误;a的方向与Δv的方向相同,C项正确;a=是加速度的定义式,反映的是速度变化快慢,即速度的变化率,D项正确.
【变式1-3】 (多选)下列说法中正确的是( CD )
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度可能减小
D.物体速度很大,加速度可能为零
【解析】 当加速度与速度同向时,加速度增大,物体的速度增大;若二者反向时,加速度增大,物体的速度减小,故A错误.物体的速度变化量大,加速度不一定大,故B错误.物体有加速度,则速度一定变化,但速度不一定增大,有可能减小,故C正确.物体速度很大,加速度可能为零,例如以较大速度匀速飞行的子弹,故D正确.
考点2:加速度的计算
1.加速度是矢量,计算加速度时,必须同时考虑其大小和方向。一般步骤如下:(1)规定正方向。一般选初速度v0的方向为正方向。
2.确定末速度v的方向,与规定的正方向相同,为正值,与规定的正方向相反,为负值。
3.利用公式a=计算。要注意初、末速度反向的情况下,速度变化量的计算。
注意:如果初速度或末速度只知大小不知方向,需先规定正方向,然后按与正方向相同、相反两种情况分类讨论。
【例题】 (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度大小变为10 m/s,则关于该物体的加速度的说法可能正确的是( D )
A.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同
B.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反
C.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同
D.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
【解析】以初速度的方向为正方向,若初、末速度方向相同,加速度a== m/s2=6 m/s2,方向与初速度的方向相同,A正确,B错误;若初、末速度方向相反,加速度a== m/s2=-14 m/s2,负号表示加速度方向与初速度的方向相反,C错误,D正确。
【变式2-1】 足球运动员在罚点球时,设脚与球作用时间为0.1 s,若球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动,又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员接触球瞬间,球的加速度的大小.
【解析】 (1)规定初速度的方向为正方向,
罚点球瞬间,球的加速度为:
a1== m/s2=300 m/s2.
(2)守门员接触球瞬间,球的加速度为:
a2== m/s2=-400 m/s2,
即球的加速度的大小为400 m/s2,负号表示加速度方向与初速度方向相反.
【变式2-2】 某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度(可视为恒定),他在滑块上安装了宽度d=2 cm的遮光条,如图所示.然后利用气垫导轨和数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为Δt1=0.1 s,通过光电门2所用的时间为Δt2=0.05 s,遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t=2 s,则滑块的加速度大小为________ m/s2.
【解析】 设遮光条通过两光电门的速度分别为v1、v2,
则v1== m/s=0.2 m/s,
v2== m/s=0.4 m/s,
则滑块运动的加速度大小为
a== m/s2=0.1 m/s2.
【变式2-3】(多选)一质点某时刻的速度大小为2 m/s,2 s后的速度大小变为4 m/s,则下列判断正确的是( BD )
A.该质点的速度变化量的大小一定为2 m/s
B.该质点的速度变化量的大小可能大于2 m/s
C.该质点的加速度大小一定为1 m/s2
D.该质点的加速度大小可能大于1 m/s2
【解析】 题中只确定了初、末速度的大小,而没确定初、末速度的方向,考虑到速度和加速度均是矢量,所以求解时应先规定正方向,分两种情况考虑.规定初速度方向为正方向,则初速度v1=2 m/s,而末速度可能是v2=4 m/s,也可能是v2′=-4 m/s,故速度变化量Δv可能为2 m/s或-6 m/s,选项A错误,B正确;根据加速度的定义式a=可得,加速度可能为1 m/s2或-3 m/s2,选项C错误,D正确.
跟踪训练-考点拓展
1.赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视。下列说法正确的是( A )
A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大,但加速度不一定大
B.速度变化得越快,加速度就变化得越快
C.物体的加速度变大,则速度也一定是在变大
D.加速度的方向与速度变化量的方向不一定相同
【解析】 加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大,但加速度不一定大,故A正确;速度变化得越快,说明加速度大,加速度不一定变化得越快,故B错误;物体的加速度变大,则速度变化快,不一定是在变大,故C错误;加速度的方向与速度变化量的方向一定相同,故D错误。
2.朱军同学在现场观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹“真快啊!”;当到达终点时,赛车突然刹车停住,朱军同学又感叹“真快啊!”.下列说法正确的是( C )
A.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述速度大
B.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大
C.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述加速度大
D.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述加速度大
【解析】第一个“真快”是指运动得快,描述速度大;第二个“真快”是指减速快,描述加速度大,选C.
3.关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( B )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
【解析】根据a=知,速度变化量大,加速度不一定大,故A项错误;某时刻速度为零,速度变化可能很快,即加速度可能很大,故B项正确;速度很大的物体,加速度可能为零,比如匀速直线运动的飞机,故C项错误;加速度很大的物体,速度变化很快,但是速度不一定大,故D项错误.
4.一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的( C )
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
【解析】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,速度增加得慢了,当a=0时,速度不再增加,速度达到最大值,位移不断增大.
5.有A、B两物体均做直线运动,其中A的加速度恒为a1=1.0 m/s2,B的加速度恒为a2=-2.0 m/s2.根据这些条件做出的以下判断,其中正确的是( A )
A.B的加速度大于A的加速度
B.A做的是加速运动,B做的是减速运动
C.任意时刻两个物体的速度都不可能为零
D.两个物体的运动方向一定相反
【解析】 A的加速度a1=1 m/s2,B的加速度a2=-2 m/s2,正负只表示方向,则B的加速度大于A的加速度,故A正确;因为不知道速度的方向,可能A加速,B减速,也可能A减速,B加速,故B错误;由于不知道两物体的初速度方向,无法判定两物体是加速还是减速,若为减速,则物体某个时刻速度可能为零,故C错误;由题意只知道加速度是相反的,两个物体的运动方向可能相同,也可能相反,故D错误.
6.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,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( A )
A.-100 m/s2 B.100 m/s2 C.20 m/s2 D.-20 m/s2
【解析】由题意知v1=8 m/s,v2=-12 m/s,根据加速度的定义式得a== m/s2=-100 m/s2,负号表示足球加速度方向与其初速度方向相反,选项B、C、D错误,A正确.
7.一个质点以某一加速度沿直线从A点加速运动到B点,在A点时速度为 3 m/s,到达B点时速度变为12 m/s,此过程历时6 s;通过B点后又以另一加速度沿直线减速运动到C点并停下来,此过程历时6 s.求:
(1)从A点到B点过程中的加速度大小;
(2)从B点到C点过程中的加速度.
【解析】(1)从A点到B点过程中,a1== m/s2=1.5 m/s2.
(2)从B点到C点过程中,a2== m/s2=-2 m/s2,负号表示加速度方向与B处的速度方向相反,即加速度方向由C点指向B点.
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第4讲 加速度
一、 考点精讲练本讲要点
考点1:加速度的理解(必备知识+1例+3变式)
考点2:加速度的计算(必备知识+1例+3变式)
二、 跟踪训练-考点拓展(精选7道题)
考点1:加速度的理解
1.加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,加速度越小,速度变化越慢.
2.a=是加速度的定义式,不能说a与Δv成正比,与Δt成反比,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.加速度是矢量,它的方向与速度的变化量Δv的方向相同.
4.在直线运动中,加速度方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动.如图甲所示.加速度方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动,如图乙所示.
5.叫速度变化率,表示单位时间速度变化大小.
【例题】关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化的方向为正,加速度的方向可能为负
B.加速度为负,速度一定越来越小
C.速度越来越大,加速度一定越来越大
D.加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向
【变式1-1】 一质点沿直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,加速度大小逐渐减小至零,然后又增大到原来的值,则在此过程中( )
A.速度先减小后增大,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度先减小后增大,当加速度增大到原来的值时,速度等于初始时刻的速度
C.速度一直增大,当加速度为零时,速度达到最大值
D.速度一直增大,当加速度增大到原来的值时,速度达到最大值
【变式1-2】 (多选)由公式a=可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.叫速度的变化率,就是加速度
【变式1-3】 (多选)下列说法中正确的是( )
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度可能减小
D.物体速度很大,加速度可能为零
考点2:加速度的计算
1.加速度是矢量,计算加速度时,必须同时考虑其大小和方向。一般步骤如下:(1)规定正方向。一般选初速度v0的方向为正方向。
2.确定末速度v的方向,与规定的正方向相同,为正值,与规定的正方向相反,为负值。
3.利用公式a=计算。要注意初、末速度反向的情况下,速度变化量的计算。
注意:如果初速度或末速度只知大小不知方向,需先规定正方向,然后按与正方向相同、相反两种情况分类讨论。
【例题】 (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度大小变为10 m/s,则关于该物体的加速度的说法可能正确的是( )
A.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同
B.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反
C.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同
D.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
【变式2-1】 足球运动员在罚点球时,设脚与球作用时间为0.1 s,若球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动,又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员接触球瞬间,球的加速度的大小.
【变式2-2】 某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度(可视为恒定),他在滑块上安装了宽度d=2 cm的遮光条,如图所示.然后利用气垫导轨和数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为Δt1=0.1 s,通过光电门2所用的时间为Δt2=0.05 s,遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t=2 s,则滑块的加速度大小为________ m/s2.
【变式2-3】(多选)一质点某时刻的速度大小为2 m/s,2 s后的速度大小变为4 m/s,则下列判断正确的是( )
A.该质点的速度变化量的大小一定为2 m/s
B.该质点的速度变化量的大小可能大于2 m/s
C.该质点的加速度大小一定为1 m/s2
D.该质点的加速度大小可能大于1 m/s2
跟踪训练-考点拓展
1.赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视。下列说法正确的是( )
A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大,但加速度不一定大
B.速度变化得越快,加速度就变化得越快
C.物体的加速度变大,则速度也一定是在变大
D.加速度的方向与速度变化量的方向不一定相同
2.朱军同学在现场观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹“真快啊!”;当到达终点时,赛车突然刹车停住,朱军同学又感叹“真快啊!”.下列说法正确的是( )
A.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述速度大
B.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大
C.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述加速度大
D.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述加速度大
3.关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
4.一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的( )
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
5.有A、B两物体均做直线运动,其中A的加速度恒为a1=1.0 m/s2,B的加速度恒为a2=-2.0 m/s2.根据这些条件做出的以下判断,其中正确的是( )
A.B的加速度大于A的加速度
B.A做的是加速运动,B做的是减速运动
C.任意时刻两个物体的速度都不可能为零
D.两个物体的运动方向一定相反
6.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,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( )
A.-100 m/s2 B.100 m/s2 C.20 m/s2 D.-20 m/s2
7.一个质点以某一加速度沿直线从A点加速运动到B点,在A点时速度为 3 m/s,到达B点时速度变为12 m/s,此过程历时6 s;通过B点后又以另一加速度沿直线减速运动到C点并停下来,此过程历时6 s.求:
(1)从A点到B点过程中的加速度大小;
(2)从B点到C点过程中的加速度.
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