1.4 速度变化快慢的描述——加速度(知识解读)-2026-2027学年高一上学期物理同步知识点解读与专题训练(人教版必修第一册)
2026-06-30
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 4. 速度变化快慢的描述——加速度 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 加速度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.41 MB |
| 发布时间 | 2026-06-30 |
| 更新时间 | 2026-06-30 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58551289.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦高中物理“速度变化快慢的描述——加速度”核心知识点,系统梳理从速度变化量引入加速度定义,到明确其矢量性、与速度的区别,再到通过v-t图像和a-t图像分析加速度的完整知识脉络,搭建递进式学习支架。
该资料亮点在于题型设计紧密联系生活实例,如春晚篮球撞击、亚运会接力等情境,通过科学推理和模型建构培养学生科学思维,课中辅助教师高效讲解,课后随堂巩固助力学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
1.4 速度变化快慢的描述——加速度(知识解读)
【人教版】
题型归纳
【题型1 加速度的定义】 3
【题型2 速度、速度变化量和加速度的区别】 4
【题型3 加速度的计算】 6
【题型4 加速度的方向与速度变化的关系】 8
【题型5 利用vt图像分析加速度】 12
【题型6 利用at图像分析加速度】 14
【随堂巩固】 17
考点1
加速度
1、加速度定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,即a=。
(1)单位: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。
(2)物理意义:加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率。
(3)加速度又叫速度变化率,反应的速度变化的快慢,常见的一些问题有:加速度为零,说明速度不变化;
加速度为正或负,需要结合初速度方向判断加速或减速;加速度大或小,说明速度变化快或者慢。
2、加速度的特点
(1)加速度是矢量,既有大小也有方向。如果题目要求求加速度的话,一定要把加速度的大小和方向都写出来,千万不要漏点方向。
(2)a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关!
3、加速度和速度的区别
(1)它们具有不同的含义:加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位移改变的快慢;
(2)速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度变化量大,加速度不一定大;加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
4、加速度的方向:加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同,与速度v的方向无关。
5、加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢。
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速。
①如图甲所示,加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动。
②如图乙所示,加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动。
③在直线运动中,当a=0时,v不随时间的增加而发生变化,物体做匀速直线运动。
6、根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v同向(加速直线运动)⇒
7、用定义式计算物体的加速度的方法
(1)规定正方向,用正、负号表示初、末速度,正、负号表示方向。
(2)计算速度变化量。
(3)计算加速度,正、负号表示方向。
【题型1 】
【例1】2026年总台春晚舞台运用了先进的AI运动捕捉系统,其核心传感器可精准监测物体的瞬时速度。假设一颗质量为0.6 kg的篮球,以5m/s的速度水平撞击篮板后,被传感器记录下以3m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1 s,在该撞击过程中篮球加速度的大小为( )
A.2m/s2 B.8m/s2
C.20m/s2 D.80m/s2
【变式1-1】关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度是描述位置变化快慢的物理量
B.加速度与速度同向,物体可能做减速运动
C.速度的变化量越大,加速度越大
D.物体的速度变化越快,加速度就越大
【变式1-2】(多选)一辆小汽车沿直线加速,在0~10s内速度从0均匀增加到100km/h。一列火车沿直线加速,在0~300s内速度也从0均匀增加到100km/h。在小汽车和火车的加速过程中,下列判断正确的是( )
A.小汽车的加速度大小为10m/s2
B.小汽车比火车的速度变化快
C.小汽车的速度变化量等于火车的速度变化量
D.小汽车的速度为零时,加速度一定也为零
【变式1-3】(1)加速度是描述物体运动________变化快慢的物理量。
(2)定义式:a=________,Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间。
【题型2 速度、速度变化量和加速度的区别】
【例2】如图所示,在杭州亚运会4×100米接力决赛中,最后一棒的陈佳鹏奋力冲刺,在最后50米反超了日本选手,为中国队赢得了一枚金牌。陈佳鹏超越日本运动员瞬间,他与日本运动员的加速度分别为、,速度分别为、。则一定有( )
A. B. C. D.
【变式2-1】关于速度和加速度的关系,以下说法正确的是( )
A.物体的速度越大,其加速度也越大
B.物体的速度变化越快,其加速度也越大
C.物体的速度为零,其加速度一定为零
D.物体的加速度减小,其速度一定减小
【变式2-2】(多选)关于速度、速度变化量和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化量越大,加速度一定越大
B.速度变化越快,加速度一定越大
C.加速度方向与速度方向相同,物体一定做加速运动
D.加速度方向与速度变化量方向一定相同
【变式2-3】一辆小轿车在水平路面上向东行驶,某时刻速度大小为20m/s,然后开始减速。2.5s后该小轿车刚好停下。求:
(1)这段时间小轿车的速度变化量;
(2)这段时间小轿车的平均加速度。
【题型3 】
【例3】如图所示,子弹和足球的初速度均为,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s。那么:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为,求弹丸击穿木板时加速度大小及方向。
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为,求足球与木板碰撞反弹时的加速度大小及方向。
【变式3-1】一物体以的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过后,物体仍向上滑行,速度大小为;若增大木板倾角,仍使物体以的速度从底端向上滑行,经过后,物体向下滑行,其速度大小变为以沿木板向上为正方向,用、分别表示物体在前后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【变式3-2】(多选)为了响应学校积极锻炼的号召,周末留校的同学正在新改造的篮球场上练习原地运球。假设整个运球过程中,篮球始终在竖直方向运动,某次篮球运动过程如图所示,篮球从距离地面1m处的A点以大小为5m/s的速度竖直向下运动,落地反弹后以大小3m/s的速度竖直向上经过距离地面0.8m的B点,已知从A到B共用时0.2s,篮球可视为质点,则此过程( )
A.篮球的平均速度大小为1m/s,方向竖直向下
B.篮球的速度变化量大小为8m/s,方向竖直向上
C.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
D.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
【变式3-3】如图,在一个短边长为a,长边长为b的矩形场地上,跑步者(可视为质点)从A点出发以恒定速率v沿场地边缘顺时针第一次到达B点(A、B为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者所用时间以及位移的大小和方向;
(2)跑步者运动的平均速度大小和方向;
(3)跑步者运动的平均加速度大小。
【题型4 】
【例4】一个物体在一条直线上运动,速度和加速度方向相同,但加速度的大小逐渐减小直到为0,此后继续以加速度为0运动一段时间,下列说法正确的是( )
A.此过程中速度越来越小
B.此过程中位移一直增加
C.此过程中速度可能反向
D.当加速度为0时速度达到最大,全程的位移也达到最大
【变式4-1】蛟龙号是中国自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,是中国深海探索的“国之重器”。某次蛟龙号在西太平洋维嘉平顶海山海域进行海底作业,潜水器做直线运动,加速度方向与速度方向相同,但加速度逐渐减小直至减为零,则在此过程中,潜水器( )
A.速度逐渐减小,速度变化率逐渐减小 B.速度逐渐增大,速度变化率逐渐减小
C.速度逐渐减小,速度变化率逐渐增大 D.速度逐渐增大,速度变化率逐渐增大
【变式4-2】(多选)下列关于运动的描述正确的是( )
A.速度为零的物体,加速度不一定为零
B.物体的速度方向与加速度方向相同,速度可能逐渐减小
C.速度变化量越大,加速度一定也越大
D.速度变化量的方向为负,加速度的方向也一定为负
【变式4-3】(多选)北京大学已故物理学家赵凯华教授说过“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……”下列关于加速度说法中正确的是( )
A.加速度与速度没有直接的联系,速度很大时,加速度可能很小
B.物体的速度变化越快,加速度越大
C.物体的速度变化量越大,加速度越大
D.当加速度与速度方向相同,加速度在减小时,物体做减速运动
考点2
从图像中看加速度
1、利用vt图像分析加速度
(1)vt图像的斜率表示加速度。如图所示的vt图像中,图线的倾斜程度(斜率)k==a,表示物体的加速度。斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越小;斜率为零,加速度为零,即速度保持不变。
(2)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正方向相同;斜率为负,表示加速度的方向与正方向相反。
(3)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2、从速度—时间(vt)图像可以得到的信息
(1)物体运动的初速度,即图像中的纵轴截距。
(2)根据a=计算出加速度。
(3)物体是加速运动,还是减速运动。
(4)物体在某一时刻的速度或物体达到某一速度所需要的时间。
(5)物体在某一段时间内的位移。图线与坐标轴或坐标线围成的面积即该段时间内的位移。
3、由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关,如图所示。
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动。
4、v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
5、a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
6、根据v-t图象判断物体是加速运动还是减速运动的方法:看随着时间的增加,速度的大小如何变化,若越来越大,则加速,反之则减速。
【题型5 利用vt图像分析加速度】
【例5】若某台无人机将外卖从户外1楼送到20楼,其上升过程中的速度时间关系如图所示。则无人机做匀速直线运动的时段为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】2025年4月,全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办,如图甲所示。时,、两个机器人并排在同一位置,图乙为两机器人沿直线竞速的速度随时间变化的图像。则( )
A.两机器人同时开始运动 B.末两机器人相遇
C.末,在前,在后 D.末的加速度大小为
【变式5-2】(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )
A.两车在t1时刻也并排行驶 B.在t1时刻甲车在前,乙车在后
C.甲车的加速度大小先减小后增大 D.乙车的加速度大小先增大后减小
【变式5-3】如图所示为某物体做直线运动的v-t图像。试分析物体在各段时间内的运动情况,并计算:
(1)物体在0~1s内加速度的大小和方向;
(2)物体在1~3s内加速度的大小和方向;
(3)物体在3~4s内加速度的大小和方向。
【题型6 利用at图像分析加速度】
【例6】运动学中有人想引入“加速度的变化率”,关于“加速度的变化率”,下列说法错误的是( )
A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是 m/s3
B.加速度的变化率为0的运动是匀速运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,表示的是物体的速度在增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,已知物体在t=0时速度为5 m/s,则2 s末的速度大小为8 m/s
【变式6-1】如图所示,为了描述速度变化的快慢引入了加速度,同理若要描述加速度变化的快慢,类比可提出“加加速度”的概念,下列说法正确的是( )
A.“加加速度”为零的运动是匀速直线运动
B.“加加速度”是标量,单位为m/s3
C.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,表示的是物体的速度在均匀增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,已知物体在t=0时速度为1m/s,则4s末的速度大小为9m/s
【变式6-2】(多选)有人提出“加速度的变化率”的概念,基于你的理解,下列说法正确的是( )
A.“加速度的变化率”的单位应是
B.加速度的变化率为零的运动是匀速直线运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在减小
D.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在增大
【变式6-3】有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应,车辆平稳加速(即加速度变化率基本不变)会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”,其单位应为______;若加速度与速度同向,其随时间变化的图像如图所示,已知物体在t=0时速度为0,则4s末速度的大小为______m/s。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.关于加速度的物理意义,下列说法正确的是( )
A.加速度描述物体速度变化的快慢
B.加速度描述物体速度的大小
C.加速度增大,物体速度一定增大
D.速度为零,加速度一定为零
2.下表是四种交通工具的速度改变情况,下列说法正确的是( )
初始速度(m/s)
末速度(m/s)
经过时间(s)
①
2
11
4
②
0
3
3
③
0
5
20
④
0
20
100
A.①的速度变化最大,加速度最大 B.②的速度变化最小,加速度最小
C.③的速度变化最大,加速度最大 D.④的末速度最大,但加速度最小
3.下列说法中正确的是( )
A.物体的速度大,其加速度一定也大
B.加速度越大,速度变化得越快
C.比大
D.物体速度为零时,加速度一定也为零
4.CR450动车组是中国自主研发的新一代高速动车组,被称为“全球最快高铁”,动车组启动时从静止加速至350km/h,仅需280秒。如图所示,若动车从北京到上海(高铁里程约1325公里)旅行时间约为3小时。下列说法正确的是( )
A.280秒是指时刻
B.研究动车从北京到上海的轨迹,动车可视为质点
C.1325公里是指位移大小
D.启动过程的平均加速度约为1.25m/s2
5.小龙虾在水中快速移动时,主要依靠尾部的快速弯曲产生推进力。某时刻,小龙虾受到威胁,由静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示。则小龙虾( )
A.t=t0时,小龙虾的速度达到最大 B.0~t0内,小龙虾速度先增大后减小
C.t0~2t0内,小龙虾速度先增大后减小 D.t=2t0时,小龙虾的速度达到最大
6.2026年4月2日15时,某中学举办春季趣味运动会,图中师生正在进行“龙舟竞速”。起点和终点之间的距离为60米,比赛规则为:龙舟整体越过终点线才算完成比赛。下列说法正确的是( )
A.“2026年4月2日15时”指的是时间间隔
B.正常完成比赛的队伍,运动路程一定大于60米
C.比赛开始瞬间,“龙舟”速度为零,加速度也为零
D.比赛中,可以把“龙舟”看作质点
7.一个物体做直线运动,下列关于这个物体的加速度、速度及速度变化量的说法,正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度越大
B.物体的速度变化量越大,加速度越大
C.加速度为正值,表示速度大小一定越来越大
D.如果物体做匀加速直线运动,加速度的方向和速度变化量的方向相同
8.(多选)“文明出行,一路平安”,地铁已成为江西省会南昌的主要绿色交通工具之一。下列关于地铁运动的描述,可能发生的是( )
A.地铁的速度很大,而加速度很小甚至为零 B.地铁的加速度的方向与速度的方向相反
C.地铁的速度的变化量很大,而加速度很小 D.地铁的加速度很大,而速度变化的很慢
9.(多选)下列描述的运动中,可能存在的是( )
A.速度变化很大,加速度却很小 B.加速度方向改变,速度方向保持不变
C.速度变化方向为正,加速度方向为负 D.加速度大小不断变小,速度大小不断变大
10.(多选)中国机器人在运动性、灵巧性等方面实现重大突破。在某宾馆,送餐机器人在一段时间内沿直线运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在0~15 s内,机器人通过的路程为30 m
B.在0~15 s内,机器人的平均速度大小为2 m/s
C.机器人在第7 s末时的速度与加速度方向相反
D.机器人在第12 s末时的速度与加速度方向相反
11.(多选)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车和电梯的设计等多种工作都用到急动度的概念。急动度是描述加速度变化快慢的物理量,可以用加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值来定义,即。关于这一物理概念,下列说法错误的是( )
A.加速度越大,急动度越大
B.加速度变化越多,急动度越大
C.急动度等于0,加速度不变
D.急动度等于0,物体一定做匀速直线运动
12.一个篮球从高处落下,以速度竖直落到水平地面上,碰撞后以速度反弹,已知篮球与地面碰撞的时间为,则碰撞过程,篮球的平均加速度大小为______,方向竖直______选填“向上”或者“向下”。
13.一篮球从高由静止开始下落,由于阻力的作用,经落到地面时的速度大小为,篮球与地面碰撞的时间为,然后以的速度反弹,经到达最高点处。求:
(1)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(2)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
14.在某次车辆检测中,小车东西方向公路上以10m/s的速度向东做匀速直线运动。
(1)若小车从某时刻起开足马力加速,经2s钟速度变为16m/s,求小车加速过程中加速度大小和方向;
(2)若小车撞墙,撞击时间为0.1s,如果墙很牢固,车与它碰撞后的一瞬间,以5m/s的速度被弹回来,求这一碰撞过程中的加速度大小及方向。
15.一篮球从高h1=4.8m处由静止开始下落,经t1=1.5s落到地面时的速度大小为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=4m/s的速度反弹,经t2=0.4s到达最高点h2=1.6m处。求:
(1)篮球下落过程平均速度的大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
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1.4 速度变化快慢的描述——加速度(知识解读)
【人教版】
题型归纳
【题型1 加速度的定义】 3
【题型2 速度、速度变化量和加速度的区别】 4
【题型3 加速度的计算】 6
【题型4 加速度的方向与速度变化的关系】 8
【题型5 利用vt图像分析加速度】 12
【题型6 利用at图像分析加速度】 14
【随堂巩固】 17
考点1
加速度
1、加速度定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,即a=。
(1)单位: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。
(2)物理意义:加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率。
(3)加速度又叫速度变化率,反应的速度变化的快慢,常见的一些问题有:加速度为零,说明速度不变化;
加速度为正或负,需要结合初速度方向判断加速或减速;加速度大或小,说明速度变化快或者慢。
2、加速度的特点
(1)加速度是矢量,既有大小也有方向。如果题目要求求加速度的话,一定要把加速度的大小和方向都写出来,千万不要漏点方向。
(2)a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关!
3、加速度和速度的区别
(1)它们具有不同的含义:加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位移改变的快慢;
(2)速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度变化量大,加速度不一定大;加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
4、加速度的方向:加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同,与速度v的方向无关。
5、加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢。
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速。
①如图甲所示,加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动。
②如图乙所示,加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动。
③在直线运动中,当a=0时,v不随时间的增加而发生变化,物体做匀速直线运动。
6、根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v同向(加速直线运动)⇒
7、用定义式计算物体的加速度的方法
(1)规定正方向,用正、负号表示初、末速度,正、负号表示方向。
(2)计算速度变化量。
(3)计算加速度,正、负号表示方向。
【题型1 】
【例1】2026年总台春晚舞台运用了先进的AI运动捕捉系统,其核心传感器可精准监测物体的瞬时速度。假设一颗质量为0.6 kg的篮球,以5m/s的速度水平撞击篮板后,被传感器记录下以3m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1 s,在该撞击过程中篮球加速度的大小为( )
A.2m/s2 B.8m/s2
C.20m/s2 D.80m/s2
【答案】D
【详解】设篮球撞击篮板前的速度方向为正方向,初速度
末速度反向,故
接触时间
加速度定义式
代入数据得
因此加速度大小为
故选D。
【变式1-1】关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度是描述位置变化快慢的物理量
B.加速度与速度同向,物体可能做减速运动
C.速度的变化量越大,加速度越大
D.物体的速度变化越快,加速度就越大
【答案】D
【详解】A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,位置变化快慢由速度描述,故A错误;
B.加速度与速度同向时,物体做加速运动,不可能做减速运动,故B错误;
C.根据,加速度由速度变化量和时间共同决定,速度变化量大但时间长时加速度可能小,故C错误;
D.加速度定义即为速度变化快慢,速度变化越快,加速度越大,故D正确。
故选D。
【变式1-2】(多选)一辆小汽车沿直线加速,在0~10s内速度从0均匀增加到100km/h。一列火车沿直线加速,在0~300s内速度也从0均匀增加到100km/h。在小汽车和火车的加速过程中,下列判断正确的是( )
A.小汽车的加速度大小为10m/s2
B.小汽车比火车的速度变化快
C.小汽车的速度变化量等于火车的速度变化量
D.小汽车的速度为零时,加速度一定也为零
【答案】BC
【详解】A.小汽车的加速度大小为,A错误;
B.火车的加速度大小为,可知小汽车比火车的速度变化快,B正确;
C.小汽车的速度变化量等于火车的速度变化量,均为∆v=v-0=100km/h,C正确;
D.小汽车的速度为零时,加速度不一定也为零,D错误。
故选BC。
【变式1-3】(1)加速度是描述物体运动________变化快慢的物理量。
(2)定义式:a=________,Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间。
【答案】 速度
【详解】(1)[1]加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。
(2)[2]定义式
Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间。
【题型2 速度、速度变化量和加速度的区别】
【例2】如图所示,在杭州亚运会4×100米接力决赛中,最后一棒的陈佳鹏奋力冲刺,在最后50米反超了日本选手,为中国队赢得了一枚金牌。陈佳鹏超越日本运动员瞬间,他与日本运动员的加速度分别为、,速度分别为、。则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】CD.陈佳鹏完成超越的瞬间,只有速度更大才能追上并超过对手,因此该时刻一定满足陈佳鹏的速度大于日本运动员的速度,即,故C正确,D错误;
AB.加速度是描述速度变化快慢的物理量,题目条件无法确定二人加速度的大小关系,因此与的关系无法判断,故A、B错误。
故选C。
【变式2-1】关于速度和加速度的关系,以下说法正确的是( )
A.物体的速度越大,其加速度也越大
B.物体的速度变化越快,其加速度也越大
C.物体的速度为零,其加速度一定为零
D.物体的加速度减小,其速度一定减小
【答案】B
【详解】A.加速度与速度无直接关系,物体的速度越大,其加速度不一定也越大,A错误;
B.加速度等于速度的变化率,物体的速度变化越快,其加速度也越大,B正确;
C.物体的速度为零,其加速度不一定为零,例如竖直上抛运动的物体到达最高点时,C错误;
D.若加速度和速度同向,则当物体的加速度减小时,其速度仍然增加,D错误。
故选B。
【变式2-2】(多选)关于速度、速度变化量和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化量越大,加速度一定越大
B.速度变化越快,加速度一定越大
C.加速度方向与速度方向相同,物体一定做加速运动
D.加速度方向与速度变化量方向一定相同
【答案】BCD
【详解】A.根据加速度定义,速度变化量越大,即越大,所用时间也可能越大,则加速度不一定越大,故A错误;
B.加速度表示速度变化快慢,可知速度变化越快,即加速度一定越大,故B正确;
C.加速度方向与速度方向相同,物体一定做加速运动,故C正确;
D.根据加速度定义,可知加速度方向与速度变化量方向一定相同,故D正确。
故选BCD。
【变式2-3】一辆小轿车在水平路面上向东行驶,某时刻速度大小为20m/s,然后开始减速。2.5s后该小轿车刚好停下。求:
(1)这段时间小轿车的速度变化量;
(2)这段时间小轿车的平均加速度。
【详解】(1)以向东为正方向,小轿车末速度为0,则这段时间小轿车的速度变化量
方向向西。
(2)这段时间小轿车的平均加速度
方向向西。
【题型3 】
【例3】如图所示,子弹和足球的初速度均为,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s。那么:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为,求弹丸击穿木板时加速度大小及方向。
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为,求足球与木板碰撞反弹时的加速度大小及方向。
【详解】(1)规定向右为正方向,子弹击穿木板后,速度方向依旧为正。根据加速度定义可知
即弹丸的加速度大小为,方向水平向左。
(2)足球与木板作用后反向弹回后,速度方向为负,则
即足球的加速度大小为,方向水平向左。
【变式3-1】一物体以的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过后,物体仍向上滑行,速度大小为;若增大木板倾角,仍使物体以的速度从底端向上滑行,经过后,物体向下滑行,其速度大小变为以沿木板向上为正方向,用、分别表示物体在前后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】取沿倾斜木板向上为正方向 根据加速度的定义式
可得
故选C。
【变式3-2】(多选)为了响应学校积极锻炼的号召,周末留校的同学正在新改造的篮球场上练习原地运球。假设整个运球过程中,篮球始终在竖直方向运动,某次篮球运动过程如图所示,篮球从距离地面1m处的A点以大小为5m/s的速度竖直向下运动,落地反弹后以大小3m/s的速度竖直向上经过距离地面0.8m的B点,已知从A到B共用时0.2s,篮球可视为质点,则此过程( )
A.篮球的平均速度大小为1m/s,方向竖直向下
B.篮球的速度变化量大小为8m/s,方向竖直向上
C.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
D.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
【答案】ABC
【详解】A.篮球从A到B的位移竖直向下,位移大小为0.2m,所以篮球的平均速度大小为,方向竖直向下,故A正确;
B.选向下为正方向,则速度变化量为,负号说明速度变化方向竖直向上,故B正确;
CD.选向下为正方向,平均加速度为,负号表示方向竖直向上,故C正确,D错误。
故选ABC。
【变式3-3】如图,在一个短边长为a,长边长为b的矩形场地上,跑步者(可视为质点)从A点出发以恒定速率v沿场地边缘顺时针第一次到达B点(A、B为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者所用时间以及位移的大小和方向;
(2)跑步者运动的平均速度大小和方向;
(3)跑步者运动的平均加速度大小。
【详解】(1)跑步者从A到B的运动时间为
位移是从初位置指向末位置的有向线段,所以跑步者从A到B的位移大小为
方向由A指向B。
(2)跑步者运动的平均速度大小为
方向由A指向B。
(3)根据题意,以初速度方向为正方向,则初速度为v,末速度为,故跑步者运动的平均加速度为
加速度是矢量,负号表示其方向与规定的正方向相反,所以跑步者运动的平均加速度大小为
【题型4 】
【例4】一个物体在一条直线上运动,速度和加速度方向相同,但加速度的大小逐渐减小直到为0,此后继续以加速度为0运动一段时间,下列说法正确的是( )
A.此过程中速度越来越小
B.此过程中位移一直增加
C.此过程中速度可能反向
D.当加速度为0时速度达到最大,全程的位移也达到最大
【答案】B
【详解】A.加速度与速度同向时,速度始终增大,加速度减小仅表示速度增加的快慢程度降低,故A错误;
B.整个过程速度方向不变,物体始终向同一方向运动,因此位移一直增加,故B正确;
C.速度始终沿初始方向增大,没有减速至0的过程,不可能反向,故C错误;
D.加速度为0时速度不再增大,达到最大值,但此后物体仍沿原方向匀速运动,位移会继续增加,此时位移未达到最大,故D错误。
故选B。
【变式4-1】蛟龙号是中国自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,是中国深海探索的“国之重器”。某次蛟龙号在西太平洋维嘉平顶海山海域进行海底作业,潜水器做直线运动,加速度方向与速度方向相同,但加速度逐渐减小直至减为零,则在此过程中,潜水器( )
A.速度逐渐减小,速度变化率逐渐减小 B.速度逐渐增大,速度变化率逐渐减小
C.速度逐渐减小,速度变化率逐渐增大 D.速度逐渐增大,速度变化率逐渐增大
【答案】B
【详解】A.加速度与速度方向相同,速度应逐渐增大;加速度逐渐减小,即速度变化率逐渐减小,故A错误;
B.加速度与速度同向,速度逐渐增大;加速度是速度变化率,加速度逐渐减小则速度变化率逐渐减小,故B正确;
C.加速度与速度同向,速度应逐渐增大,且加速度减小则速度变化率减小,故C错误;
D.加速度是速度变化率,加速度减小则速度变化率减小,故D错误。
故选B。
【变式4-2】(多选)下列关于运动的描述正确的是( )
A.速度为零的物体,加速度不一定为零
B.物体的速度方向与加速度方向相同,速度可能逐渐减小
C.速度变化量越大,加速度一定也越大
D.速度变化量的方向为负,加速度的方向也一定为负
【答案】AD
【详解】A.速度为零的物体,加速度不一定为零,例如竖直上抛物体到达最高点时,A正确;
B.物体的速度方向与加速度方向相同,速度将逐渐增加,B错误;
C.根据,速度变化量越大,加速度不一定也越大,C错误;
D.速度变化量的方向与加速度的方向相同,则速度变化量的方向为负,加速度的方向也一定为负,D正确。
故选AD。
【变式4-3】(多选)北京大学已故物理学家赵凯华教授说过“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……”下列关于加速度说法中正确的是( )
A.加速度与速度没有直接的联系,速度很大时,加速度可能很小
B.物体的速度变化越快,加速度越大
C.物体的速度变化量越大,加速度越大
D.当加速度与速度方向相同,加速度在减小时,物体做减速运动
【答案】AB
【详解】A.加速度与速度没有直接的联系,速度很大时,加速度可能很小,例如匀速直线运动的物体加速度为零,A正确;
B.加速度等于速度的变化率,则物体的速度变化越快,加速度越大,B正确;
C.根据可知,物体的速度变化量越大,加速度不一定越大,C错误;
D.当加速度与速度方向相同,加速度在减小时,物体做加速运动,D错误。
故选AB。
考点2
从图像中看加速度
1、利用vt图像分析加速度
(1)vt图像的斜率表示加速度。如图所示的vt图像中,图线的倾斜程度(斜率)k==a,表示物体的加速度。斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越小;斜率为零,加速度为零,即速度保持不变。
(2)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正方向相同;斜率为负,表示加速度的方向与正方向相反。
(3)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2、从速度—时间(vt)图像可以得到的信息
(1)物体运动的初速度,即图像中的纵轴截距。
(2)根据a=计算出加速度。
(3)物体是加速运动,还是减速运动。
(4)物体在某一时刻的速度或物体达到某一速度所需要的时间。
(5)物体在某一段时间内的位移。图线与坐标轴或坐标线围成的面积即该段时间内的位移。
3、由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关,如图所示。
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动。
4、v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
5、a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
6、根据v-t图象判断物体是加速运动还是减速运动的方法:看随着时间的增加,速度的大小如何变化,若越来越大,则加速,反之则减速。
【题型5 利用vt图像分析加速度】
【例5】若某台无人机将外卖从户外1楼送到20楼,其上升过程中的速度时间关系如图所示。则无人机做匀速直线运动的时段为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】匀速直线运动的特征是速度不随时间变化,在速度-时间()图像中,对应图像为平行于时间轴的水平线段,对应的时间段为。
故选B。
【变式5-1】2025年4月,全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办,如图甲所示。时,、两个机器人并排在同一位置,图乙为两机器人沿直线竞速的速度随时间变化的图像。则( )
A.两机器人同时开始运动
B.末两机器人相遇
C.末,在前,在后
D.末的加速度大小为
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,机器人先开始运动,机器人时才开始运动,A错误;
BC.图像面积表示位移,前内的位移大于的位移,前内的位移也大于的位移,且、并排在同一位置开始运动,则末、末都是在前,在后,B错误、C正确;
D.图像斜率表示加速度,内匀加速运动,加速度大小为,D错误。
故选C。
【变式5-2】(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.在t1时刻甲车在前,乙车在后
C.甲车的加速度大小先减小后增大
D.乙车的加速度大小先增大后减小
【答案】BC
【详解】A B.因在速度—时间图像中面积表示位移,故时间内乙车的位移大,又两车在t2时刻并排行驶,故在t1时刻甲车在前,乙车在后,故A错误,B正确;
CD.在速度—时间图像中斜率表示加速度,故两车的加速度大小都是先减小后增大,故C正确,D错误。
故选BC。
【变式5-3】如图所示为某物体做直线运动的v-t图像。试分析物体在各段时间内的运动情况,并计算:
(1)物体在0~1s内加速度的大小和方向;
(2)物体在1~3s内加速度的大小和方向;
(3)物体在3~4s内加速度的大小和方向。
【详解】(1)物体在0~1s内做加速直线运动,速度变化量,
加速度,方向与速度方向相同.
(2)物体在1~3s内做减速直线运动,速度变化量,
加速度,方向与速度方向相反.
(3)物体在3~4s内做加速直线运动,速度变化量,
加速度,方向与速度方向相同.
【题型6 利用at图像分析加速度】
【例6】运动学中有人想引入“加速度的变化率”,关于“加速度的变化率”,下列说法错误的是( )
A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是 m/s3
B.加速度的变化率为0的运动是匀速运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,表示的是物体的速度在增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,已知物体在t=0时速度为5 m/s,则2 s末的速度大小为8 m/s
【答案】B
【详解】A.加速度的变化率是指加速度的变化与所用时间的比值,即,根据单位制知,其单位为 m/s3,故A正确;
B.加速度变化率为0是指加速度保持不变,如果加速度为0则物体做匀速直线运动,如果加速度不为0,则物体做匀变速运动,故B错误;
C.根据图像可知,2 s内加速度一直为正值,说明加速度与速度同向,则物体作加速运动,如图示加速度减小,则物体速度增加得慢了,但仍是加速运动,故C正确;
D.根据v-t图像可知,图像与时间轴所围图形面积表示物体的位移,同理在a-t图像中可知图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量即Δv,则得
Δv=×2×3=3 m/s
由于加速度与速度同向,故物体做变加速直线运动,已知初速度为5 m/s,则小球在2 s末的速度为8 m/s,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
【变式6-1】如图所示,为了描述速度变化的快慢引入了加速度,同理若要描述加速度变化的快慢,类比可提出“加加速度”的概念,下列说法正确的是( )
A.“加加速度”为零的运动是匀速直线运动
B.“加加速度”是标量,单位为m/s3
C.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,表示的是物体的速度在均匀增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,已知物体在t=0时速度为1m/s,则4s末的速度大小为9m/s
【答案】D
【详解】A.“加加速度”为零说明加速度不变,做匀变速直线运动,故A错误;
B.“加加速度”是加速度的变化量和时间的比值,加速度是矢量,加速度变化量也是矢量,“加加速度”是矢量,单位为m/s3,故B错误;
C.若加速度与速度同方向,如图所示的a-t图像,表示的是物体的加速度在均匀增加,故C错误;
D.a-t图像与坐标轴包围的面积表示速度变化量
则4s末的速度大小为
故D正确。
故选D。
【变式6-2】(多选)有人提出“加速度的变化率”的概念,基于你的理解,下列说法正确的是( )
A.“加速度的变化率”的单位应是
B.加速度的变化率为零的运动是匀速直线运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在减小
D.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在增大
【答案】AD
【详解】A.根据加速度可以知道,加速度的变化率的单位为
选项A正确;
B.加速度的变化率为零,说明物体的加速度不变,但不一定为零,不一定是匀速直线运动,选项B错误;
CD.若加速度与速度同向,即使加速度减小,物体的速度仍然增大,选项C错误,D正确。
故选AD。
【变式6-3】有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应,车辆平稳加速(即加速度变化率基本不变)会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”,其单位应为______;若加速度与速度同向,其随时间变化的图像如图所示,已知物体在t=0时速度为0,则4s末速度的大小为______m/s。
【答案】 12
【详解】[1]加速度的变化率即为,则其单位应为m/s3;
[2]图像与坐标轴所围面积表示速度变化量,即
则4s末速度的大小为。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.关于加速度的物理意义,下列说法正确的是( )
A.加速度描述物体速度变化的快慢
B.加速度描述物体速度的大小
C.加速度增大,物体速度一定增大
D.速度为零,加速度一定为零
【答案】A
【详解】A.根据加速度的定义式,加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,故A正确;
B.速度的大小由速度物理量本身描述,加速度描述的是速度变化的快慢,不描述速度大小,故B错误;
C.若加速度方向与速度方向相反,加速度越大,速度减小得越快,因此加速度增大时速度不一定增大,故C错误;
D.速度为零时加速度不一定为零,例如竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零,加速度等于重力加速度,故D错误。
故选A。
2.下表是四种交通工具的速度改变情况,下列说法正确的是( )
初始速度(m/s)
末速度(m/s)
经过时间(s)
①
2
11
4
②
0
3
3
③
0
5
20
④
0
20
100
A.①的速度变化最大,加速度最大 B.②的速度变化最小,加速度最小
C.③的速度变化最大,加速度最大 D.④的末速度最大,但加速度最小
【答案】D
【详解】加速度的定义式为
先计算四种情况的速度变化量Δv和加速度a
可得结论,速度变化量最大的是④,最小的是②;加速度最大的是①,最小的是④;末速度最大的是④。
故选D。
3.下列说法中正确的是( )
A.物体的速度大,其加速度一定也大
B.加速度越大,速度变化得越快
C.比大
D.物体速度为零时,加速度一定也为零
【答案】B
【详解】A.加速度是速度的变化率,大小与速度本身大小无关,例如高速匀速飞行的飞机速度很大,但加速度为0,故A错误;
B.加速度的物理意义就是描述速度变化的快慢,加速度越大,速度变化的速率越大,即速度变化越快,故B正确;
C.加速度是矢量,正负号仅表示方向,大小由绝对值决定,,故C错误;
D.速度为零时加速度不一定为零,例如竖直上抛运动到最高点时速度为零,加速度为重力加速度,故D错误。
故选B。
4.CR450动车组是中国自主研发的新一代高速动车组,被称为“全球最快高铁”,动车组启动时从静止加速至350km/h,仅需280秒。如图所示,若动车从北京到上海(高铁里程约1325公里)旅行时间约为3小时。下列说法正确的是( )
A.280秒是指时刻
B.研究动车从北京到上海的轨迹,动车可视为质点
C.1325公里是指位移大小
D.启动过程的平均加速度约为1.25m/s2
【答案】B
【详解】A.280秒是指时间间隔,故A错误;
B.研究动车从北京到上海的轨迹,动车大小可以忽略,可视为质点,故B正确;
C.1325公里是轨迹的长度指路程,故C错误;
D.启动过程的平均加速度约为,故D错误。
故选B。
5.小龙虾在水中快速移动时,主要依靠尾部的快速弯曲产生推进力。某时刻,小龙虾受到威胁,由静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示。则小龙虾( )
A.t=t0时,小龙虾的速度达到最大
B.0~t0内,小龙虾速度先增大后减小
C.t0~2t0内,小龙虾速度先增大后减小
D.t=2t0时,小龙虾的速度达到最大
【答案】A
【详解】AB.小龙虾从静止开始运动,内加速度始终为正,与速度方向(正方向)一致,因此速度一直增大,直到时加速度减为0,速度不再增大,达到最大值。因此A正确,B错误。
CD.内加速度始终为负,与速度方向(正方向)相反,因此速度从开始持续减小,到时正面积与负面积抵消,速度减为0,因此速度最大的时刻是,不是。故C、D错误。
故选A 。
6.2026年4月2日15时,某中学举办春季趣味运动会,图中师生正在进行“龙舟竞速”。起点和终点之间的距离为60米,比赛规则为:龙舟整体越过终点线才算完成比赛。下列说法正确的是( )
A.“2026年4月2日15时”指的是时间间隔
B.正常完成比赛的队伍,运动路程一定大于60米
C.比赛开始瞬间,“龙舟”速度为零,加速度也为零
D.比赛中,可以把“龙舟”看作质点
【答案】B
【详解】A.“2026年4月2日15时”是一个时间点,对应的物理量是时刻,故A错误;
B.起点和终点间距为60米,规则要求龙舟整体越过终点线才算完赛,即使龙舟沿直线运动,也需要额外行进一个龙舟自身长度的距离才能满足要求,若运动过程偏离直线,路程会更大,因此正常完赛的队伍运动路程一定大于60米,故B正确;
C.比赛开始瞬间,龙舟刚启动,速度为零,但此时龙舟受到动力,合力不为零,因此加速度不为零,故C错误;
D.本题中判断完赛需要考虑龙舟自身的长度,龙舟的大小对研究问题不可忽略,因此不能把龙舟看作质点,故D错误。
故选B。
7.一个物体做直线运动,下列关于这个物体的加速度、速度及速度变化量的说法,正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度越大
B.物体的速度变化量越大,加速度越大
C.加速度为正值,表示速度大小一定越来越大
D.如果物体做匀加速直线运动,加速度的方向和速度变化量的方向相同
【答案】D
【详解】A.加速度是速度变化率,与速度大小无关。例如匀速运动时速度大但加速度为零,故A错误;
B.加速度由速度变化量Δv和时间Δt共同决定,Δv大但Δt可能更大,导致加速度不一定大,故B错误;
C.加速度为正值时,若速度方向为负(如物体向左减速),速度大小会减小,故C错误;
D.根据定义,加速度方向始终与速度变化量Δv方向相同,故D正确。
故选D。
8.(多选)“文明出行,一路平安”,地铁已成为江西省会南昌的主要绿色交通工具之一。下列关于地铁运动的描述,可能发生的是( )
A.地铁的速度很大,而加速度很小甚至为零
B.地铁的加速度的方向与速度的方向相反
C.地铁的速度的变化量很大,而加速度很小
D.地铁的加速度很大,而速度变化的很慢
【答案】ABC
【详解】A.地铁高速匀速运行时,速度很大,加速度为0;若仅微小变速,加速度也可以很小,可能发生,故A正确;
B.地铁进站刹车做减速运动时,加速度方向与速度方向相反,可能发生,故B正确;
C.根据,若速度变化量很大,但所用时间足够大,加速度就可以很小,可能发生,故C正确;
D.加速度的物理意义就是描述速度变化的快慢,加速度越大,速度变化一定越快,不可能发生,故D错误。
故选ABC。
9.(多选)下列描述的运动中,可能存在的是( )
A.速度变化很大,加速度却很小 B.加速度方向改变,速度方向保持不变
C.速度变化方向为正,加速度方向为负 D.加速度大小不断变小,速度大小不断变大
【答案】ABD
【详解】A.由加速度定义式,当很大,若也很大,则加速度可能很小,故A正确;
B.物体做直线单向运动时速度方向不变,若其先加速后减速,则加速度方向发生改变,故B正确;
C.加速度方向与速度变化方向相同,不可能一正一负,故C错误;
D.只要加速度方向与速度方向相同,物体就做加速运动,速度大小就会变大,此过程中可能合外力减小,则加速度减小,故D正确。
故选ABD。
10.(多选)中国机器人在运动性、灵巧性等方面实现重大突破。在某宾馆,送餐机器人在一段时间内沿直线运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在0~15 s内,机器人通过的路程为30 m
B.在0~15 s内,机器人的平均速度大小为2 m/s
C.机器人在第7 s末时的速度与加速度方向相反
D.机器人在第12 s末时的速度与加速度方向相反
【答案】BC
【详解】A.由图可知0~10s,机器人运动至60m,10s~15s,机器人从60m运动至30m,则路程应为,故A错误;
B.在0~15 s内,机器人的位移为30m,平均速度大小为,故B正确;
C.第7s末在0~10s区间内:斜率为正,说明速度方向为正;斜率逐渐减小,说明正方向速度在减小,则加速度方向与速度方向相反,故C正确;
D.第12s末在10~15s区间内:斜率为负,说明速度方向为负;斜率的绝对值逐渐增大,说明负方向速度在增大,加速度方向与速度方向相同,故D错误。
故选BC。
11.(多选)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车和电梯的设计等多种工作都用到急动度的概念。急动度是描述加速度变化快慢的物理量,可以用加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值来定义,即。关于这一物理概念,下列说法错误的是( )
A.加速度越大,急动度越大
B.加速度变化越多,急动度越大
C.急动度等于0,加速度不变
D.急动度等于0,物体一定做匀速直线运动
【答案】ABD
【详解】A.加速度越大,但加速度的变化率不一定越大,所以急动度不一定越大,故A错误;
B.加速度变化越多,大,但是所用时间也可能很大,加速度的变化率不一定越大,所以急动度不一定越大,B错误;
CD.急动度等于0,加速度的变化率为0,则加速度不变,如果加速度不为零,则物体可能做匀变速运动,故C正确;D错误。
本题选错误的,故选ABD。
12.一个篮球从高处落下,以速度竖直落到水平地面上,碰撞后以速度反弹,已知篮球与地面碰撞的时间为,则碰撞过程,篮球的平均加速度大小为______,方向竖直______选填“向上”或者“向下”。
【答案】 向上
【详解】[1]取竖直向下方向为正方向,球与地面碰撞前速度为
球与地面碰撞后速度为
球与地面碰撞过程中的平均加速度为
可得篮球的平均加速度大小为
[2]负号表示与正方向相反,即加速度方向竖直向上。
13.一篮球从高由静止开始下落,由于阻力的作用,经落到地面时的速度大小为,篮球与地面碰撞的时间为,然后以的速度反弹,经到达最高点处。求:
(1)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(2)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
【详解】(1)选竖直向下为正方向,由加速度的定义式有
故篮球与地面碰撞过程中的加速度大小为,方向竖直向上。
(2)选竖直向下为正方向,篮球从开始下落到反弹至最高点的总位移为
总时间为
由平均速度的定义式有
方向竖直向下。
14.在某次车辆检测中,小车东西方向公路上以10m/s的速度向东做匀速直线运动。
(1)若小车从某时刻起开足马力加速,经2s钟速度变为16m/s,求小车加速过程中加速度大小和方向;
(2)若小车撞墙,撞击时间为0.1s,如果墙很牢固,车与它碰撞后的一瞬间,以5m/s的速度被弹回来,求这一碰撞过程中的加速度大小及方向。
【详解】(1)小车东西方向公路上以10m/s的速度向东做匀速直线运动,从某时刻起开足马力加速,经2s钟速度变为16m/s,则小车加速过程中加速度大小为
方向向东。
(2)若小车撞墙,撞击时间为0.1s,如果墙很牢固,车与它碰撞后的一瞬间,以5m/s的速度被弹回来,以向东为正方向,则有
可知这一碰撞过程中的加速度大小为,方向向西。
15.一篮球从高h1=4.8m处由静止开始下落,经t1=1.5s落到地面时的速度大小为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=4m/s的速度反弹,经t2=0.4s到达最高点h2=1.6m处。求:
(1)篮球下落过程平均速度的大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
【详解】(1)由平均速度的定义式有
得篮球下落过程的平均速度大小为,方向竖直向下。
(2)选竖直向下为正方向,由加速度的定义式有
故篮球与地面碰撞过程中的加速度大小为,方向竖直向上。
(3)选竖直向下为正,篮球从开始下落到反弹至最高点的总位移为
总时间为
由平均速度的定义式有
方向竖直向下。
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