5 第1章 第4节 速度变化快慢的描述——加速度-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用Word(人教版)

本高中物理讲义聚焦“速度变化快慢的描述——加速度”核心知识点，从速度变化量引入，系统梳理加速度的定义、公式、单位及矢量性，通过区分v、Δv与a的关系，结合v-t图像分析，搭建从运动现象到物理量本质的学习支架。 资料以小汽车与火车、羚羊与猎豹等生活实例引发科学探究，通过遮光条实验数据处理培养科学思维，结合拍篮球、蹦床等情境题强化物理观念。课中助力教师直观教学，课后通过分层练习与教材经典题辅助学生查漏补缺。

第4节　速度变化快慢的描述——加速度 1．掌握加速度的概念，能区分v、Δv、，理解加速度的矢量性。　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vt图像分析、计算加速度。 一、加速度 1．定义：加速度是__________________与发生这一变化所用时间之比。 2．公式：a＝__________。 3．物理意义：描述物体______________的快慢。 4．单位：在国际单位制中，加速度的单位是____________，符号为 ____________。 5．标矢性：加速度是________量，它既有大小，也有方向。 二、加速度的方向 1．加速度的方向：与____________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，如果速度增加，加速度的方向与初速度的方向__________，如果速度减小，加速度的方向与初速度的方向__________。 三、从v-t图像看加速度 1．定性判断 (1)v-t图像反映的是物体的__________随时间变化的情况。 (2)在v-t图像中，由图线的倾斜程度(斜率大小)可以判断____________的大小，倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大，加速度越大。 2．定量计算：在v-t图像中，直线的________表示加速度，在图线上取两点E(t1，v1)、F(t2，v2)，加速度的数值a＝＝。 判断下列说法是否正确。 (1)加速度是表示物体运动快慢的物理量。(　　) (2)速度大的物体加速度一定大。(　　) (3)速度变化大的物体加速度一定大。(　　) (4)物体A的加速度为2 m/s2，B的加速度为－3 m/s2，则A的加速度大于B的加速度。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)× [答案自填] 速度的变化量　　速度变化　米每二次方秒　m/s2或m·s－2　矢　速度变化量 相同　相反　速度　加速度　斜率 知识点一　加速度的理解和计算 　　　 (1)图1中一辆小汽车在10 s内速度从0增大到100 km/h，一列火车在300 s内速度也从0增大到100 km/h，如何比较汽车和火车的速度变化快慢？ (2)图2中羚羊在4 s内速度从0增大到25 m/s，猎豹在4 s内速度从0增大到30 m/s，如何比较羚羊和猎豹的速度变化快慢？ (3)图3中运动员起跑时在0.16 s内速度从0增大到8 m/s，图4中蜻蜓起飞时在0.4 s内速度从0增大到4 m/s，如何比较运动员和蜻蜓的速度变化快慢？ [提示]　(1)速度变化量相等，小汽车所用时间短，速度变化快。 (2)相等的时间内，猎豹的速度变化量大，速度变化快。 (3)看速度的变化量与所用时间的比值，即看加速度的大小a＝。 1．对加速度的理解 (1)加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值。 (2)加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量。 (3)加速度即速度的变化率。 (4)加速度描述物体速度变化的快慢。 2．加速度的计算 (1)公式a＝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＝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)正方向的规定是任意的，但考虑到分析问题的方便性，我们一般规定初速度的方向为正方向，在应用公式计算加速度时，各个物理量应根据规定的正方向加上相应的正、负号进行运算。 角度1　速度变化和加速度 　(2025·四川成都市期中)某大学著名物理学教授曾经说过这样一句话：“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掌握的概念……”。以下关于加速度的说法正确的是(　　) A．加速度越大，则在相同的时间内速度改变量就越大 B．加速度增大，则物体的速度也正在增大 C．加速度越大，则物体的速度也越大 D．速率不变，则物体的加速度为0 [解析]　根据加速度定义式a＝，可知加速度越大，则在相同的时间内速度改变量就越大，故A正确；加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，加速度增大，物体的速度减小，故B错误；加速度与速度无必然联系，加速度越大，物体的速度不一定越大，故C错误；速率不变时，速度的方向可能改变，此时加速度不为0，故D错误。 [答案]　A 角度2　加速度的求解 　(2025·广东茂名市期中)如图所示，一同学拍篮球，某次篮球刚到达地面时的速度大小为8 m/s，然后与水平地面撞击后以大小为5 m/s的速度反弹。已知篮球与地面碰撞的作用时间为0.2 s，则篮球与地面碰撞过程中的平均加速度大小为(　　) A．15 m/s2 B．40 m/s2 C．65 m/s2 D．75 m/s2 [解析]　以竖直向上为正方向，则篮球与地面碰撞过程中的平均加速度大小a＝＝ m/s2＝65 m/s2。 [答案]　C 　【教材经典P34第4题】为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0 cm的遮光条。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1为0.20 s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.05 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.50 s，试估算滑块的加速度。 [解析]　滑块通过光电门1的速度v1＝＝＝0.1 m/s，滑块通过光电门2的速度v2＝＝＝0.4 m/s，滑块的加速度大小a＝＝＝0.12 m/s2，方向水平向左。 [答案]　0.12 m/s2，方向水平向左 知识点二　物体运动性质的判断 大街上，车辆如梭，有加速的，有减速的，有来有往。 （1）汽车做加速运动时，加速度的方向有什么特点？减速时呢？ （2）汽车的加速度越大（或越小），对汽车的速度变化有什么影响？ [提示]　（1）汽车做加速运动时，加速度方向与初速度方向相同；汽车做减速运动时，加速度方向与初速度方向相反。 （2）汽车的加速度越大，汽车速度变化得越快；汽车的加速度越小，汽车速度变化得越慢。 　汽车沿平直的道路运动，速度从v1变为v2，如图所示。下列关于汽车速度的变化量以及加速度的方向表示正确的是(　　) A．①② B．②③ C．①④ D．③④ [解析]　根据加速度的定义式a＝，可知速度的变化方向与加速度方向一致。表示初速度和末速度的有向线段箭尾重合时，从初速度的箭头指向末速度的箭头的有向线段表示速度的变化量。①④图示中速度的变化量方向与加速度标识正确且方向一致。②③图示速度的变化量标识错误，③图示加速度方向标识错误。 [答案]　C 　(2025·山西太原市期中)某同学查阅资料研究雨滴下落的规律，雨滴从高空形成并由静止下落，在竖直下落过程中受到空气阻力的作用，其加速度逐渐减小至零，则在雨滴下落的过程中，下列表述正确的是(　　) A．雨滴的速度不断减小 B．雨滴的速度变化量不断减小 C．雨滴的速度变化量的方向竖直向上 D．当雨滴的加速度为零时，其速度达到最大 [解析]　雨滴下落过程中的加速度方向与速度方向相同，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大，故D正确，A错误； 雨滴的速度变化量Δv＝aΔt，与时间有关，故B错误；雨滴的速度变化量的方向与加速度方向相同，竖直向下，故C错误。 [答案]　D 知识点三　从v-t图像看加速度 观察图，思考下列问题。 (1)坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系？ (2)图线斜率绝对值越大，说明速度变化越________，那么加速度越________，如图中aOA________aBC；斜率为0(如图中AB段)，说明速度保持________，即加速度为________。 (3)斜率为正(如图中OA段)，表示加速度的方向与正方向________。 斜率为负(如图中BC段)，表示加速度的方向与正方向________。 [提示]　(1)坡越陡，图线越陡；坡越缓，图线越缓 (2)快　大　＞　不变　0　(3)相同　相反 1．利用v-t图像可定性比较加速度的大小 同一坐标系中，利用不同物体的v-t图线的倾斜程度可以比较它们的加速度大小，如图所示，b的加速度大于c的加速度。 2．利用v-t图像可定量计算物体的加速度 (1)根据v-t图像的物理意义，图线的斜率在数值上等于物体运动的加速度。 (2)在v-t图像上任取两点(t1，v1)、(t2，v2)，根据a＝可确定加速度。 (3)的正、负表示加速度的方向，的绝对值表示加速度的大小。 　某质点运动的v-t图像如图所示。设向东为速度v坐标轴的正方向。请分析： (1)质点在图中各段时间内的运动方向； (2)在前4 s、8 s到10 s、10 s到12 s内质点的加速度的大小和方向。 [解析]　(1)质点在前10 s内向东运动，在10 s到12 s内向西运动。 (2)由a＝得前4 s内的加速度a1＝ m/s2＝2.5 m/s2，则加速度的大小为2.5 m/s2，方向向东；8 s到10 s内的加速度a2＝ m/s2＝－5 m/s2，则加速度的大小为5 m/s2，方向向西；10 s到12 s内的加速度a3＝ m/s2＝－5 m/s2，则加速度的大小为5 m/s2，方向向西。 [答案]　见解析 综合一练　运动学物理量的综合分析 　(多选)(2025·福建福州市期中)如图所示，将弹性小球以9 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时，向上的速度为6 m/s，小球从A点到B点共用时0.5 s，则此过程中(　　) A．小球通过的路程为1.5 m B．小球发生的位移大小为0.5 m，方向竖直向下 C.小球速度变化量的大小为3 m/s，方向竖直向上 D.小球平均加速度的大小为30 m/s2，方向竖直向上 [解析]　小球通过的路程为2 m＋1.5 m＝3.5 m，A错误；小球发生的位移大小为2 m－1.5 m＝0.5 m，方向竖直向下，B正确；小球速度变化量的大小Δv＝6 m/s－(－9 m/s)＝15 m/s，方向竖直向上，C错误；小球平均加速度的大小a＝＝ m/s2＝30 m/s2，方向竖直向上，D正确。 [答案]　BD 1．(加速度的理解)(2025·广东东莞市期中)小朱同学在现场观看赛车表演时，看到赛车一闪而过，感叹“真快啊”！当到了终点时，赛车突然刹车停住，小朱同学又感叹“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”也是描述速度大 C．第一个“真快”是描述加速度大；第二个“真快”也是描述加速度大 D．第一个“真快”是描述速度大；第二个“真快”是描述速度变化快 解析：选D。赛车一闪而过，第一个“真快”是描述速度大；赛车突然刹车停住，第二个“真快”是描述速度变化快，刹车停下来快。 2．(加速度的计算)(2025·福建泉州市期中)如图所示，在一次蹦床比赛中，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的速度离开网竖直向下弹回。已知运动员与网接触的时间Δt＝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和方向分别为(　　) A.2.0 m/s2，竖直向下 B．8.0 m/s2，竖直向上 C．18.0 m/s2，竖直向上 D．10.0 m/s2，竖直向下 解析：选C。规定竖直向下为正方向，v1方向与正方向相同，v2方向与正方向相反，根据加速度定义式得a＝＝ m/s2＝－18 m/s2，负号表示与正方向相反，即加速度大小为18.0 m/s2，方向竖直向上。 3．(从v-t图像看加速度)(多选)一个质点做直线运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A．第1 s内与第5 s内的速度方向相反 B．第1 s内的加速度大于第5 s内的加速度 C.OA、AB、BC段的加速度大小关系是aBC>aOA>aAB D．OA段的加速度方向与速度方向相同，BC段的加速度方向与速度方向相反 解析：选CD。第1 s内与第5 s内的速度均为正值，方向相同，A错误；第1 s内、第5 s内的加速度分别为a1＝ m/s2＝2 m/s2、a5＝ m/s2＝－4 m/s2，a1<|a5|，a1、a5的符号相反，仅表示它们的方向相反，B错误，D正确；由于AB段的加速度为零，故三段的加速度的大小关系为aBC>aOA>aAB，C正确。 4．(从v-t图像看加速度)【教材经典P31第5题】如图所示的三条直线a、b、c分别描述了A、B、C三个物体的运动。先初步判断一下哪个物体的加速度最大，再根据图中的数据计算它们的加速度，并说明加速度的方向。(计算结果保留小数点后两位) 解析：由题图可知，A的斜率最大，加速度最大，aA≈0.62 m/s2，aB≈0.08 m/s2，aC＝－0.25 m/s2，物体A、B的加速度方向与速度方向相同、物体C的加速度方向与速度方向相反。 答案：见解析 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $