第1章 第4节 加速度-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第一册创新导学案Word（鲁科版）

该高中物理导学案聚焦“加速度”核心知识点，涵盖概念、物理意义、定义式、单位及直线运动中加速度的计算与方向关系。通过高速列车与轿车起动的情境对比导入，引导学生思考速度变化快慢，衔接速度等前序知识，以情境问题、基础梳理表格、判一判等作为学习支架。 资料特色在于情境化设计激发科学探究兴趣，通过对比表格厘清速度、速度变化与加速度的区别联系，典例精析结合分层作业，强化物理观念建构与科学思维训练，帮助学生深化理解并应用于实际问题，提升学习效率与学科素养。

物理　必修 第一册(鲁科) 第4节　加速度 1．理解加速度的概念、物理意义、定义式和单位。2.知道加速度是矢量，会根据物体的运动性质判断速度和加速度的方向关系。3.能将加速度概念与生活中的相关现象联系起来并进行计算。 任务　加速度的理解 　如图，某高速列车起动，速度由0增加到300 km/h，约需500 s；某轿车起动，速度由0增加到100 km/h，约需8 s。想想看，对于高速列车和轿车，在起动过程中，哪个的速度变化更大？哪个的速度变化更快？ 提示：高速列车总体上速度变化较大。通过计算速度变化与所用时间之比来比较速度变化快慢。在高速列车加速起动过程中，速度变化与所用时间之比为＝，说明高速列车平均每秒速度的变化为0.167 m/s。同理，在轿车加速起动过程中，速度变化与所用时间之比为，说明轿车平均每秒速度的变化为3.47 m/s。因此轿车的速度变化更快。 1．加速度的定义：在物理学中，物体运动速度的变化跟发生这一变化所用时间之比，称为物体运动的加速度，用字母a表示。 2．加速度的定义式：如果用v0表示物体运动的初速度，vt表示末速度，则在时间t内物体运动速度的变化为vt－v0，加速度a可用以下定义式表示：a＝。 3．加速度的单位：由速度和时间的单位确定。若速度的单位是米/秒，时间的单位是秒，则加速度的单位是米/秒2，符号为m/s2或m·s-2，读作“米每二次方秒”。 4．加速度的标矢性：加速度是矢量，其方向与速度变化的方向相同。物体做加速直线运动时，加速度方向与速度方向相同；物体做减速直线运动时，加速度方向与速度方向相反。 5．与速度类似，加速度也有平均加速度和瞬时加速度之分，公式a＝中得到的加速度实际是时间t内的平均加速度。如果瞬时加速度保持不变，这种运动称为匀变速运动。 说明：t足够小时，用公式a＝所求的平均加速度可近似视为t时间内某时刻的瞬时加速度。 6．加速度的物理意义：描述物体运动速度变化的快慢。 1．判一判 (1)加速度的大小反映了速度变化的快慢。 (　　) (2)速度变化越大，加速度越大。 (　　) (3)加速度是矢量，加速度的方向与速度方向相同。 (　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)× 2．想一想 我国的新型战斗机歼－20飞得很快；小轿车比公交车起步快。以上两句话中的“快”的含义各是什么？ 提示：第一个“快”指战斗机的速度大，运动得较快；第二个“快”指起步时小轿车比公交车的速度增加得快，即小轿车的加速度比公交车的加速度大。 1．对加速度及其定义式a＝的理解 (1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢 (2)a＝是加速度的定义式，不能说a与vt－v0成正比，与t成反比。 (3)加速度a是矢量，与速度变化vt－v0的方向相同。 2．速度v、速度变化Δv(vt－v0)和加速度a的比较 　项目 比较　 速度v 速度变化Δv 加速度a 定义 位移与所用时间之比 末速度与初速度之差 速度变化与所用时间之比 表达式 v＝ Δv＝vt－v0 a＝ 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vt－v0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 下列说法正确的是 (　　) A．速度是矢量，速度的变化是标量 B．甲物体的速度变化为3 m/s，乙物体的速度变化为－5 m/s，甲物体的速度变化大 C．一小球以10 m/s的速度与墙相撞，弹回时速度大小也为10 m/s，小球的速度变化的大小为20 m/s D．一汽车以10 m/s的速度开始刹车，一段时间后速度变为2 m/s，则汽车的速度变化为8 m/s [解析]　速度、速度的变化都是矢量，正负号表示方向，所以乙物体的速度变化大，A、B错误；以小球初速度方向为正方向，在小球与墙相撞过程中，小球的速度变化为Δv＝vt－v0＝(－10 m/s)－10 m/s＝－20 m/s，即大小为20 m/s，方向与初速度方向相反，C正确；汽车在刹车过程的速度变化Δv＝vt－v0＝2 m/s－10 m/s＝－8 m/s，D错误。 [答案]　C 直线运动中速度的变化 在直线运动中，末速度vt与初速度v0之差就是物体速度的变化，即Δv＝vt－v0，规定正方向，把vt、v0代入可得Δv，Δv为正表示其方向与规定的正方向相同，Δv为负表示其方向与规定的正方向相反。 关于加速度a，下列说法正确的是 (　　) A．由a＝可知，a与vt－v0成正比，与t成反比 B．a＝中的vt－v0，指的是速率的变化 C．a＝中的vt－v0，指的是速度的变化 D．速度v越大，加速度a一定越大 [解析]　加速度a是由比值定义法定义的物理量，其定义式为a＝，所以a与vt－v0和t无关，加速度a的大小与速度v的大小无关，A、D错误；a＝中的vt－v0，指的是速度的变化，B错误，C正确。 [答案]　C [跟进训练]　(多选)对下列运动情景中加速度的判断正确的是 (　　) A．运动的汽车在某时刻速度为零，故加速度一定为零 B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C．高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但加速度不一定很大 D．点火后即将升空的火箭，只要火箭的速度为零，其加速度一定为零 答案：BC 解析：汽车某时刻速度为零，加速度可能不为零，如汽车在由静止起动的瞬间，速度为零，但加速度不为零，故A错误；轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大，故B正确；高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但如果速度没有变化，则加速度为零，故C正确；点火后即将升空的火箭，点火瞬间火箭的速度为零，但其加速度不为零，否则火箭就不可能起飞，故D错误。 任务　直线运动中加速度的计算 一辆汽车沿直线运动，原来的速度是v0，经过一小段时间t之后，速度变为vt。可以用带箭头的线段表示速度这个矢量，箭头的方向表示速度的方向，线段的长度表示速度的大小，则图甲为速度增加时的情况，图乙为速度减小时的情况。 问题1：请分别在两图中表示速度的变化Δv这个矢量。 提示：速度的变化Δv＝vt－v0，则Δv对应的箭头线长度等于vt箭头线的长度与v0箭头线的长度之差；若规定x轴的正方向为速度的正方向，则图甲中Δv的方向沿x轴正方向，图乙中Δv的方向沿x轴负方向。综上所述，用带箭头的线段表示速度变化Δv这个矢量，则以原来的速度v0的箭头端为起点，以后来的速度vt的箭头端为终点，作出一个新的有向线段，它就表示速度的变化Δv，如图1、图2所示。 问题2：计算加速度，并分别在两图中表示加速度的方向。 提示：加速度a＝＝，所以加速度a的方向与速度的变化Δv的方向相同，如图3、图4所示。 直线运动中加速度的计算方法 (1)选定正方向(一般选定初速度v0的方向为正方向)。 (2)判断初速度v0、末速度vt的方向与正方向的关系，确定速度的正负号。v0、vt的方向与选定的正方向相同时取正值，相反时取负值。 (3)由定义式a＝计算加速度，并对a的方向加以说明。a为正值，说明a的方向与选定的正方向相同；a为负值，说明a的方向与选定的正方向相反。 计算下列各种条件下的加速度的大小，并说明方向： (1)显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到106 m/s，历时2×10-5 s； (2)火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1200 m/min。 [解析]　(1)选定从阴极指向阳极的方向为正方向，由加速度的定义式可得a＝＝＝5×1010 m/s2 即加速度大小为5×1010 m/s2，方向从阴极指向阳极。 (2)选定火车初速度的方向为正方向，有 vt＝1200 m/min＝20 m/s 由加速度的定义式可得 a＝＝＝0.5 m/s2 即加速度大小为0.5 m/s2，方向与初速度方向相同。 [答案]　(1)5×1010 m/s2　方向从阴极指向阳极　(2)0.5 m/s2　方向与初速度方向相同 一辆汽车在平直道路上向东做匀速直线运动，速度大小为20 m/s，司机发现前方有十字路口，开始刹车减速，刹车持续4 s，速度减到8 m/s，此后以该速度匀速通过路口。求汽车刹车过程的平均加速度。 [解析]　选定向东为正方向，则汽车刹车过程的初速度为v0＝20 m/s，汽车刹车过程的末速度为vt＝8 m/s，刹车时间t＝4 s 则汽车刹车过程的平均加速度＝ 联立并代入数据解得＝－3.0 m/s2 所以汽车刹车过程的平均加速度大小为3.0 m/s2，方向向西。 [答案]　3.0 m/s2，方向向西 计算直线运动中的加速度时，既可以选初速度的方向为正方向，也可以选末速度的方向为正方向，两种方法计算所得加速度的结果是相同的。 [跟进训练]　蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个运动员从高处自由落下，以大小为8 m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间t＝1.0 s，那么运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小是 (　　) A．2 m/s2 B．8 m/s2 C．10 m/s2 D．18 m/s2 答案：D 解析：解法一：取初速度的方向为正方向，即取着网时的速度方向为正方向，则v0＝8 m/s，vt＝－10 m/s，则＝＝＝－18 m/s2，负号说明平均加速度的方向与所取正方向相反，即向上，D正确。 解法二：取末速度的方向为正方向，即取运动员被弹回时的速度方向为正方向，则v0＝－8 m/s，vt＝10 m/s，则＝＝＝18 m/s2，说明平均加速度的方向与所取正方向相同，即向上，D正确。 课后课时作业 知识点一　加速度的理解 1．下列说法中的“快”，指加速度大的是 (　　) A．高铁提速后列车运行更快 B．张雨霏在50米自由泳比赛中游得最快 C．摩托车相比汽车起步更快 D．骑自行车上学比走路快 答案：C 解析：高铁提速指速度变大，运行更快就是速度更大，故A错误；张雨霏在50米自由泳比赛中游得最快，指速度最大，故B错误；摩托车相比汽车起步更快，是指摩托车的速度变化得快，加速度大，故C正确；骑自行车上学比走路快，指运动得快，即速度大，故D错误。 2．关于加速度，下列说法正确的是 (　　) A．加速度表示速度增加 B．加速度反映了速度变化的大小 C．速度变化用时越短，加速度越大 D．单位时间内速度变化越大，加速度越大 答案：D 解析：加速度表示速度变化的快慢，是描述物体速度变化快慢的物理量，A、B错误；根据a＝，加速度大小可由速度的变化和对应的时间计算求得，只看时间长短或速度变化无法确定加速度的大小，故C错误；根据a＝，加速度数值上等于单位时间内速度的变化，所以单位时间内速度变化越大，则加速度越大，D正确。 3．(多选)关于速度v、速度变化Δv(Δv＝vt－v0)、加速度a的关系，下列说法正确的是 (　　) A．加速度指的是速度的变化 B．速度很大的物体，其加速度可能很小，也可能为零 C．加速度方向一定与速度变化的方向相同 D．速度增大时物体有加速度，速度减小时物体没有加速度 答案：BC 解析：由加速度定义式a＝可知，加速度等于速度变化与发生这一变化所用时间的比值，指的是速度的变化率，加速度方向一定与速度变化的方向相同，故A错误，C正确；速度很大的物体，其加速度可能很小，也可能为零，如以较大速度匀速直线运行的动车，故B正确；速度增大和速度减小时，物体的速度变化Δv≠0，由公式a＝可知，物体均有加速度，故D错误。 4．(多选)关于加速度，下列说法正确的是 (　　) A．加速度是表示物体运动快慢的物理量 B．物体的加速度大小与物体的速度、速度变化没必然关系 C．物体速度变化越快，加速度越大 D．物体A的加速度为3 m/s2，物体B的加速度为－4 m/s2，则A的加速度大于B的加速度 答案：BC 解析：速度是表示物体运动快慢的物理量，加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，物体的速度变化越快，其加速度越大，A错误，C正确；加速度大小与速度、速度变化的大小没有必然关系，B正确；正负号表示的是加速度的方向，不表示大小，3 m/s2<4 m/s2，则A的加速度小于B的加速度，D错误。 知识点二　直线运动中加速度的计算 5．沙盒树的果实在成熟后会炸开，种子在十分之一秒时间内能以216 km/h的速度激射四周，宛如天然暗器一样。则沙盒树弹射种子瞬间，种子的加速度大小为 (　　) A．60 m/s2 B．600 m/s2 C．216 m/s2 D．2160 m/s2 答案：B 解析：种子的初速度为v0＝0，末速度为vt＝216 km/h＝60 m/s，故沙盒树弹射种子瞬间，种子的加速度大小为a＝＝＝600 m/s2，故选B。 6．桌球(台球)比赛中，某球以1.5 m/s的速度垂直撞击边框后，以1.3 m/s的速度反向弹回，球与边框接触的时间为0.08 s，以初速度方向为正方向，该撞击过程中 (　　) A．球的速度变化是－0.2 m/s B．球的加速度是2.5 m/s2 C．球的加速度是35 m/s2 D．球的加速度是－35 m/s2 答案：D 解析：依题意v0＝1.5 m/s，vt＝－1.3 m/s，该撞击过程中，球的速度变化是Δv＝vt－v0＝－2.8 m/s，A错误；由加速度定义式，可得球的加速度是a＝＝＝－35 m/s2，B、C错误，D正确。 7．高铁在平直铁轨上行驶时，某两个时刻的信息标识如图所示。以高铁运动的方向为正方向，则高铁在这两个时刻间的平均加速度约为 (　　) A．1.12 m/s2 B．－1.12 m/s2 C．0.019 m/s2 D．－0.019 m/s2 答案：D 解析：由题图可知，高铁在第一个时刻时的速度为v0＝254 km/h＝70.56 m/s，高铁在第二个时刻时的速度为vt＝246 km/h＝68.33 m/s，t＝2 min＝120 s，则高铁在这两个时刻间的平均加速度为＝＝≈－0.019 m/s2，故D正确。 8．如图所示，位于地面上的一个足球被水平踢出时，速度大小为v0＝10 m/s，接下来足球在地面上做减速直线运动，经过时间2 s撞上球门柱，足球撞上球门柱时的速度大小为v1＝5 m/s，方向向右。足球与球门柱作用后反向弹回的速度大小为v2＝5 m/s，已知足球与球门柱作用的时间为0.1 s，弹回过程加速度恒定。求： (1)足球在地面上做减速直线运动的加速度； (2)足球在撞上球门柱弹回过程中的加速度。 答案：(1)2.5 m/s2，方向向左 (2)100 m/s2，方向向左 解析：(1)设水平向右为正方向，足球在地面上做减速直线运动的加速度为 a1＝＝＝－2.5 m/s2 所以足球在地面上做减速直线运动的加速度大小为2.5 m/s2，方向向左。 (2)设水平向右为正方向，则足球反向弹回的速度为－v2，足球在撞上球门柱弹回过程中的加速度为 a2＝＝ ＝－100 m/s2 所以足球在撞上球门柱弹回过程中的加速度大小为100 m/s2，方向向左。 9．计算下列物体的加速度： (1)一辆汽车从车站出发，向前方做速度均匀变化的直线运动，经10 s速度达到108 km/h； (2)在高速公路上汽车向前方做速度均匀变化的直线运动，经5 s速度从54 km/h提高到144 km/h； (3)沿光滑水平地面以2 m/s运动的小球，撞墙后以原来速度大小反弹回来，与墙壁接触时间为0.2 s。 答案：(1)3 m/s2，方向向前 (2)5 m/s2，方向向前 (3)－20 m/s2，与原来速度方向相反 解析：(1)108 km/h＝30 m/s，则根据a＝，加速度a1＝ m/s2＝3 m/s2，方向向前。 (2)54 km/h＝15 m/s，144 km/h＝40 m/s，则加速度a2＝ m/s2＝5 m/s2，方向向前。 (3)以原来速度方向为正方向，则加速度a3＝ m/s2＝－20 m/s2，负号表示加速度方向与原来速度方向相反。 知识点三　加速度对运动的影响 10．根据给出的初速度和加速度的正负，对下列运动性质的判断错误的是 (　　) A．v0>0，a<0，物体做减速运动 B．v0<0，a>0，物体做减速运动 C．v0>0，a>0，物体做加速运动 D．v0<0，a<0，物体做减速运动 答案：D 解析：v0>0，a<0，初速度和加速度的方向相反，所以物体做减速运动，A正确；v0<0，a>0，初速度和加速度的方向相反，所以物体做减速运动，B正确；v0>0，a>0，初速度和加速度的方向相同，所以物体做加速运动，C正确；v0<0，a<0，初速度和加速度的方向相同，所以物体做加速运动，D错误。本题选判断错误的，故选D。 11．一个质点做方向不变的直线运动，初速度v0>0，加速度a>0，且加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中 (　　) A．速度逐渐减小，且减小得越来越快 B．速度逐渐减小，且减小得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最小值 C．速度逐渐增加，且增加得越来越快 D．速度逐渐增加，且增加得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最大值 答案：D 解析：由题意知，加速度方向与初速度方向相同，故质点做加速运动，速度逐渐增加，加速度逐渐减小，则速度增加得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最大值，故A、B、C错误，D正确。 [名师点拨]　由加速度判断物体的运动情况 加速度的方向与初速度的方向的关系决定物体加速还是减速，加速度的大小决定物体速度变化的快慢。 a和v同向（加速直线运动） a和v反向（减速直线运动） 12．如图，“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到100 km/h(百公里加速)的平均加速度(其单位为国际单位)的10倍。某车百公里加速时间为6.2 s，由此推算，该车的尾标应该是 (　　) A．30TFSI B．35TFSI C．40TFSI D．45TFSI 答案：D 解析：由题意知，vt＝100 km/h＝27.8 m/s，根据加速度定义可得汽车的加速度为a＝＝≈4.5 m/s2，则可知，该车的G值为4.5×10＝45，所以其尾标应为45TFSI，D正确。 13．(多选)一物体做直线运动，某时刻速度的大小为2 m/s，1 s后速度的大小变为6 m/s，在这1 s内该物体的 (　　) A．速度变化的大小可能小于4 m/s B．速度变化的大小可能大于4 m/s C．加速度的大小可能小于4 m/s2 D．加速度的大小可能大于4 m/s2 答案：BD 解析：设初速度方向为正方向，则v0＝2 m/s，若末速度方向与初速度方向相同，则vt＝6 m/s，在这1 s内该物体的速度变化Δv1＝vt－v0＝6 m/s－2 m/s＝4 m/s，加速度a1＝＝＝4 m/s2；若末速度方向与初速度方向相反，则vt′＝－6 m/s，在这1 s内该物体的速度变化Δv2＝vt′－v0＝－6 m/s－2 m/s＝－8 m/s，加速度a2＝＝＝－8 m/s2。综上可知，速度变化的大小可能为4 m/s或8 m/s，加速度的大小可能为4 m/s2或8 m/s2，故B、D正确，A、C错误。 14．(多选)一骑行爱好者在平直公路上骑行，从某时刻开始刹车下坡，自行车的加速度沿斜坡向上，其值由零逐渐增大到某一值后又立即逐渐减小到零(自行车始终在运动)，在该过程中自行车 (　　) A．速度一直减小，直到加速度减到零为止 B．速度先增大后减小，直到加速度等于零为止 C．位移先增大后减小，直到加速度等于零为止 D．位移一直增大，加速度减小到零之后位移仍继续增大 答案：AD 解析：由题意可知，自行车下坡的初速度方向沿斜坡向下，加速度沿斜坡向上，加速度方向与初速度方向相反，则速度减小，根据题意可知，速度没有减小到零；加速度由零逐渐增大到某一值后又立即逐渐减小到零，则自行车的速度先减小得快，后减小得慢，直到加速度等于零为止；自行车始终沿斜坡向下运动，位移一直在增大，当加速度减小到零后，自行车将继续向下运动。综上分析可知，A、D正确，B、C错误。 13 学科网（北京）股份有限公司 $