第一章 4 第1课时 加速度的概念及计算(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记(人教版 提高A版)
4 速度变化快慢的描述——加速度
第1课时 加速度的概念及计算
[学习目标] 1.理解加速度的概念,知道加速度的方向并会用公式a=进行定量计算(重难点)。2.学习并体会用物理量之比定义新物理量的方法。3.理解加速度与速度、速度变化量和速度变化率之间的区别与联系,初步体会变化率对描述变化过程的意义(重点)。
一、速度变化量
看图回答问题(向右为运动的正方向)
(1)速度变化量:Δv= 。
(2)请分别把甲物体和乙物体的速度变化量在图中表示出来,并写出数据。
(3)图中两物体的速度变化量相同吗?你能得到什么结论?
答案 (1)v2-v1
(2)
(3)不相同,两物体速度变化量大小相等、方向不同,速度变化量有方向,为矢量,可以用速度变化量的正负表示它的方向。Δv为正表示与规定的正方向相同,Δv为负表示与规定的正方向相反。
(1)速度是矢量,速度的变化量是标量。( × )
(2)甲物体的速度变化量为3 m/s,乙物体的速度变化量为-5 m/s,甲物体的速度变化量大。( × )
(3)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,则汽车的速度变化量为8 m/s。( × )
二、加速度
不同物体的运动速度往往不相同,同一物体的运动快慢也常常是变化的。下表列举了几个物体的运动速度的变化情况。填写下表,并回答下列问题:
| 自行车下坡 | 公共汽车出站 | 火车出站 |
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初速度v1/(m·s-1) | 2 | 0 | 0 |
所用时间t/s | 3 | 3 | 100 |
末速度v2/(m·s-1) | 7 | 6 | 20 |
速度的变化量Δv/(m·s-1) |
|
|
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速度的变化率 |
|
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|
(1)各物体中,速度变化最大的是 。
(2)哪个物体的速度变化得最快?说出你判断的依据。
答案 5 6 20 2 0.2
(1)火车 (2)公共汽车;它的最大。
加速度
(1)定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比,叫作加速度。
(2)定义式:a=。其中Δv表示速度的变化量,Δv=v末-v初。
(3)物理意义:表示速度变化快慢的物理量。
(4)单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是 m/s2或 m·s-2。
(5)加速度是矢量。
结合生活中的情景举例说明。
(1)有没有速度很大,但加速度很小的运动?
(2)有没有速度很小,但加速度很大的运动?
答案 (1)匀速飞行的飞机,速度很大,但加速度为0。
(2)步枪射击的瞬间,子弹初速度为0,但加速度很大。
例1
(2024·山西省高一联考)北京大学物理系赵凯华教授说过“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……”。关于加速度,下列说法正确的是( )
A.物体的速度大,加速度一定大
B.物体的速度变化越快,加速度就越大
C.物体的速度变化量越大,加速度就越大
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D.物体的加速度变大,则速度也一定变大
答案 B
解析 物体的速度和加速度没有必然的联系,速度大可能加速度很小,如高速匀速运行的火车,速度很大,加速度为0,故A错误;加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,物体的速度变化越快,加速度就越大,故B正确;物体加速度的大小与速度变化量和时间无关,则物体的速度变化量越大,加速度不一定越大,故C错误;物体的加速度与速度方向相反时,物体的加速度变大,速度减小,故D错误。
a=只是加速度a的定义式,不是决定式,a与Δv、Δt无关,计算结果为Δt内的平均加速度。
三、加速度的方向及计算
一辆汽车做直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间Δt后,速度变为v2,试在图中标出速度变化量Δv及加速度的方向。
答案
由于加速度a=,所以加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同。确定了Δv的方向,也就确定了加速度a的方向。
例2
(2025·绵阳市高一期中)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.10.0 m/s2 竖直向下
D.18.0 m/s2 竖直向上
答案 D
解析 若取竖直向下为正方向,则初速度为v0=8 m/s,末速度为v=-10 m/s,根据加速度的定义式可得
a==
m/s2=-18.0 m/s2
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