1.4 速度变化快慢的描述——加速度（培优教学课件）物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“加速度”核心知识点，通过小汽车与火车速度变化对比的导入实例，搭建从速度概念到速度变化快慢描述的学习支架，系统衔接加速度定义、公式及矢量性等内容。 其亮点在于运用比值定义法和图像法培养科学思维，通过多组运动数据（如猎豹与飞机加速度对比）引导科学探究，强化加速度与速度的物理观念辨析。典例与v-t图像分析具体，助力学生提升逻辑思维，也为教师提供结构化教学资源。

1.4 速度变化快慢的描述——加速度 第一章 运动的描述 人教版必修第一册 物理观念 掌握加速度定义、公式与矢量性，能区分速度、速度变化量、加速度三个物理量。 科学思维 运用比值定义法、图像法分析速度变化快慢，形成对比辨析与矢量逻辑思维。 科学探究 通过多组运动数据对比，自主归纳加速度物理意义，提升数据归纳探究能力。 科学态度 与责任 学会区分表象与本质，养成用定量物理量客观描述运动变化的严谨习惯。 学习目标 重点 加速度定义、公式计算，v-t 图像斜率表示加速度，加速减速判断方法。 难点 理解加速度与速度无必然关联，依据速度、加速度方向判断物体加速或减速。 重点难点 1. 加速度 2. 加速度的方向 3. 从v-t图像看加速度 4. 科学漫步：变化率 5. 课堂总结 6. 练习与应用 7. 提升训练 学习内容 一辆小汽车在 10 s 内，速度从0 达到100km/h，一列火车在 300s内速度也从0达到100 km/h。虽然汽车和火车速度都从0 达到100km/h，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同吗？如果不能，应该怎样描述呢？ 导入新课 小汽车的速度“增加”得比较快！ 10 s 速度0 100km/h(约28m/s) 速度平均1 s 增加为 300 s 速度0 100km/h(约28m/s) 速度平均1 s 增加为 导入新课 导入新课 怎么理解 “速度大”、“速度变化大”、“速度变化快”这三种不同的描述情况呢？ “速度大”，是指位置变化快 。 “速度变化大”，是指末速度与初速度的差别大。 “速度变化快” ，是指单位时间内速度变化大。 一、加速度 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 ⒈ 定义：速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。 ⒉ 定义式： 5.物理意义：描述物体速度变化“快慢”的物理量。 3.单位：在国际单位制中，加速度的单位是m/s2，读作“米每二次方秒”，常用单位还有cm/s2。 4.方向：与速度变化量的方向相同。 v0----初速度（时间△t开始时的速度） v----末速度（时间△t末了时的速度） 一、加速度 一、加速度 【典例1】猎豹起跑时在4s内速度能达到30m/s，喷气式飞机着陆时在10s内速度600m/s降为540m/s，下列对二者运动的分析正确的有（　　） A．猎豹用时较短，所以猎豹的加速度更大 B．飞机速度变化量大，所以飞机的加速度更大 C．单位时间内猎豹的速度变化量大，所以猎豹的加速度更大 D．猎豹的速度在增加，所以猎豹的加速度更大 C 一、加速度 【详解】猎豹起跑的速度变化量为 其加速度大小为 喷气式飞机着路时的速度变化量为 其加速度大小为 比较可知 但 故选C。 二、加速度的方向 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 　　在加速直线运动中，v2>v1，速度增大，Δv 的方向与 v 的方向相同，故 a 的方向与 v 的方向相同。 Δv v2 v1 a 二、加速度的方向 速度增加时的情况 由公式可知， a的方向应该与∆v的方向一致。确定了∆v的方向也就确定了a的方向。 Δv v1 v2 a 　　在减速直线运动中，v2<v1，速度减小，Δv 的方向与 v 的方向相反，故 a 的方向与 v 的方向相反。 速度减小时的情况 二、加速度的方向 结论：加速度方向和速度变化量的方向相同，与物体的运动方向无关。 v2=-2m/s v1=2 m/s v2=-8m/s v1 Δv v＞0、Δv＞0 v1=5m/s v1 v2=2 m/s v1 Δv 正方向 v＞0、Δv＜0 a＞0 a＜0 v1 v1=-5m/s v2=5 m/s Δv v1=-5m/s Δv v＜0、Δv＜0 v＜ 0、Δv＞0 a＜ 0 a＞0 加速 减速 加速 减速 举例说明 二、加速度的方向 二、加速度的方向 【归纳总结】 从图中可以看出，汽车在直线运动中，如果速度增加，即加速运动，加速度的方向与初速度的方向相同；如果速度减小，即减速运动，加速度的方向与初速度的方向相反。 速度增加时的情况 速度减小时的情况 二、加速度的方向 对运动的物体而言，可以问“它运动了多远”，这是路程或位移的概念；也可以问 “它运动得多快”，这是速度的概念。然而，在生活用语中，却没有与加速度对应的词语。 日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”，这里有时指的是速度，有时模模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例子吗？ 速度v 速度的变化量Δv 加速度a 表达式 方向 v的方向与Δt内 Δx的方向相同 Δv的方向由初、 末速度决定 a的方向与Δt内 Δv的方向相同 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 二、加速度的方向 速度、速度的变化量和加速度的对比 二、加速度的方向 【典例2】如图，汽车向右沿直线运动，原来速度为，经过一小段时间之后，速度变为，表示速度变化量，由图中所示信息可知（　　） A．汽车做匀加速直线运动 B．的方向与方向相同 C．汽车加速度方向与的方向相同 D．汽车加速度方向与的方向相同 【详解】A．由题中信息不能确定汽车是否做匀变速直线运动，A错误； B．由图可知，的方向与方向相反，B错误； CD．加速度等于速度的变化率，可知汽车加速度方向与的方向相同，方向与的方向相反，C正确，D错误。 C 二、加速度的方向 【典例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。 二、加速度的方向 三、从v-t 图像看加速度 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 三、从v-t图像看加速度 思考：v-t图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。我们能否由v-t 图像求物体的加速度呢？ 图中的两条直线a、b分别是两个物体A 和B 运动的v-t图像。E、F 两点所表示的时刻和速度分别为t1、t2 1. v-t 图像物理意义 （1）可以读出任意一个时刻对应的速度，也可以读出物体在任意一个速度时所对应的时刻； （2）可以求出任意一段时间内的速度变化量； v(m/s) 4 3 2 1 0 5 10 15 20 t/s （3）速度的方向： ①速度图像在t轴上方，速度为正； ②速度图像在t轴下方，速度为负。 三、从v-t图像看加速度 ∆t ∆v t1 v1 t2 v2 v(m/s) O 时间间隔：∆t= t2-t1 速度的变化量：∆v=v2-v1 t/s 三、从v-t图像看加速度 2. v-t 图像看加速度 a= （1）从曲线的倾斜程度就能判断加速度的大小，比值就是加速度的数值。 （2）v-t 图像斜率的绝对值越大，说明加速度越大；斜率的绝对值越小，则加速度越小；斜率为零，即加速度为零，物体的速度保持不变。 三、从v-t 图像看加速度 3. v-t 图像判断速度的变化 t0 v O t t0 v O t （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 （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 速度均有变化，即加速度恒定 速度非均匀变化，即加速度变化 三、从v-t 图像看加速度 v 0 t ① ② v （1）对于图像①，倾斜程度越来越大，即加速度越来越大，故物体做加速度越来越大的加速运动； （2）对于图像②，倾斜程度越来越小，即加速度越来越小，故物体做加速度越来越小的加速运动； 一些运动物体的加速度（近似值） 三、从v-t图像看加速度 【典例4】2025年4月24日17点17分，载有三位航天员的神舟二十号飞船成功发射，火箭发射过程中某段的速度—时间关系可简化为图中的图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（　　） A．时刻，火箭速度达到最大 B．时刻，火箭距离地面最远 C．时间内，火箭的加速度方向与速度方向相反 D．时间内，火箭的加速度方向与速度方向相同 【详解】A．由图可知，时刻，火箭速度达到最大，故A正确； B．由于图像与坐标轴围成的面积表示位移，因此时刻火箭距离地面最远，故B错误； C．由图像可知，时间内，火箭的速度逐渐增大，火箭做加速运动，因此火箭的加速度方向与速度方向相同，故C错误； D．由图像可知，时间内，火箭的速度逐渐减小，火箭做减速运动，因此火箭的加速度方向与速度方向相反，故D错误。 A 三、从v-t 图像看加速度 四、科学漫步：变化率 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 四、科学漫步：变化率 番茄在成熟的过程中，它的大小、含糖量等会随时间变化；树木在成长过程中，它的高度、树干的直径会随时间变化；河流、湖泊的水位会随时间变化；某种商品的价格会随时间变化；我国的人口生育量也会随时间变化……这些变化，有时快、有时慢。描述变化快慢的量就是变化率。 1. 生活中变化快慢的量 四、科学漫步：变化率 自然界中某量D的变化可以记为ΔD，发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt，变化量ΔD与Δt之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。显然，变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作用，速度和加速度就是两个很好的例子。 2. 变化率的概念理解 生活中还有哪些实例与变化率相关？例如飞机起飞时，在同样的时间间隔内，飞机的位移不断增大。 3. 与生活相关的变化率 四、科学漫步：变化率 某个量大，不表示它的变化率大。速度大，加速度不一定大。例如匀速飞行的高空侦察机，尽管它的速度可能接近1 000 m/s，但它的加速度为0。相反，速度小，加速度也可以很大。例如枪筒里的子弹，在开始运动时，尽管子弹的速度接近0，但它的加速度可以达到5×104 m/s2。 4. 变化率的理解 五、课堂总结 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 加速度 加速度 加速度的方向 定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。 公式：，单位： m/s2 物理意义：表示速度 变化快慢的物理量。 方向：加速度是矢量，其方向与速度变化量的方向相同 a与v同向，物体做加速运动 a与v方向，物体做减速运动 v-t 图像 v-t 图像的斜率表示物体的加速度 |k|越大，则a越大； |k|越小，则a越小； |k| =0，则a=0，物体的速度保持不变 注意：区分速度、速度的变化量、速度的变化率（即加速度） 五、课堂总结 六、练习与应用 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 六、练习与应用 【解析】汽车的速度 由加速度的定义式可得， 1．小型轿车从静止开始加速到100所用的最短时间，是反映汽车性能的重要参数。A、B、C三种型号的轿车实测的结果分别为11.3s、13.2s、15.5s，分别计算它们在测试时的加速度有多大。 六、练习与应用 2．以下描述了四个不同的运动过程。其中加速度最大的过程是下列哪个选项（    ） A．一架超音速飞机以500 m/s的速度在天空沿直线匀速飞行了300 s B．一辆自行车以4 m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下，经过3 s到达坡路底端时，速度变为16 m/s C．一只蜗牛由静止开始爬行，经过0.2 s， 获得了0.002 m/s的速度 D．一列动车在离开车站加速行驶中，用了 100 s使速度由72 km/h增加到144 km/h 【详解】A．超音速飞机匀速飞行，它的加速度的大小为零。 B．自行车的加速度大小 C．蜗牛的加速度大小 D．动车的加速度大小 B 六、练习与应用 3．以下描述了四个不同的运动过程。 A．一架超音速飞机以500m/s的速度在天空沿直线匀速飞行了10s； B．一辆自行车以3m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下，经过3s到达坡路底端时，速度变为12m/s； C．一只蜗牛由静止开始爬行，经过0.2s，获得了0.002m/s的速度； D．一列动车在离开车站加速行驶中，用了100s使速度由72km/h增加到144km/h。 （1）以上四个运动过程，哪个过程速度最大?请按速度的数值把它们由大到小排列。 （2）以上四个运动过程，哪个过程速度的变化量最大?请按速度变化量的数值把它们由大到小排列。 （3）以上四个运动过程，哪个过程加速度最大?请按加速度的数值把它们由大到小排列。 六、练习与应用 【详解】（1）由题可知四个运动过程的速度分别为 所以飞机的速度最大，速度数值由大到小的排列为 六、练习与应用 （2）以上四个运动过程的速度变化量分别为 所以列车的速度变化量最大，按速度变化量的数值由大到小排列为 六、练习与应用 （3）以上四个运动过程的加速度分别为 所以自行车的加速度最大，按加速度的数值把它们由大到小排列为 六、练习与应用 4．一个物体在水平面上向东运动，某时刻速度大小为20，然后开始减速，2后该物体的速度减小为0，求物体的加速度大小及方向。 【详解】选初速度方向为正方向，由加速度定义式得物体的加速度为 负号表示加速度方向与初速度方向相反，即向西 六、练习与应用 5．如图中的三条直线a、b、c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。 【详解】因v-t图像的斜率等于加速度，可知a的加速度最大； ，方向为正方向； ，方向沿正方向； ，方向沿负向。 七、提升训练 第4节 速度变化快慢的描述——加速度 七、提升训练 1．（多选）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易出现错误。下列说法中正确的是（      ） A．加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大 B．速度变化得越快，加速度就越大 C．物体加速度变大，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相同 【详解】A．加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大，例如匀速飞行的子弹加速度却为零，故A正确； B．加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化得越快，加速度就越大，故B正确； C．只有当加速度和速度同向时物体加速度变大，则速度也一定是在变大，故C错误； D．加速度的方向与速度变化量的方向相同，故D正确。 ABD 七、提升训练 2．（25-26高一上·江苏苏州·期中）汽车原来的速度是v1，经过一小段时间Δt 之后，速度变为v2。下列作图中，速度v1、v2，速度变化量Δv和加速度a的表示正确的是（    ） A 七、提升训练 3．（25-26高一上·江西赣州·阶段检测）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8m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间Δt＝1.0s，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为（     ） A．2.0m/s2，向下 B．8.0m/s2，向上 C．10.0m/s2，向下 D．18m/s2，向上 【详解】以竖直向上为正方向，初速度（向下）， 末速度（向上）， 加速度为,加速度大小为，方向竖直向上。 D 七、提升训练 4．多选）如图所示，某同学在练习投篮时，失误没能将篮球投入筐内，篮球以的速度水平撞击篮板后以的速度反向弹回，篮球与篮板接触的时间为，对于篮球在这一过程中的速度变化量和加速度，下列说法正确的是（　　） A．篮球的速度变化量大小为 B．篮球的速度变化量大小为 C．篮球的加速度大小为 D．篮球的加速度大小为 BD 【详解】AB．规定篮球飞来的速度方向为正方向，则篮球的速度变化量为 故篮球的速度变化量大小为，A错误，B正确； CD．篮球的加速度为 故篮球的加速度大小为，C错误，D正确。 七、提升训练 5．（25-26高一上·江苏徐州·期中）物体做直线运动，取向右为运动的正方向，其速度—时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．内，加速度为 B．内，速度变化得越来越慢 C．内，向左做匀加速运动 D．内，向左做匀加速运动 【详解】A．由图可知，图像的斜率表示加速度，则内， B．内，物体做匀减速直线运动，则速度均匀减小，故B错误； C．内，速度为负，斜率为负，加速度为负，速度与加速度同向，则说明物体向左做匀加速运动，故C正确； D．内，速度为负，斜率为正，加速度为正，速度与加速度反向，则说明物体向左做匀减速运动，故D错误。 C $