1.4 速度变化快慢的描述——加速度(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册(人教版)
2026-08-25
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教辅
摘要:
该高中物理导学案围绕“速度变化快慢的描述——加速度”展开,引导学生理解加速度的概念、定义式、方向及单位,通过v-t图像分析加速度,衔接速度概念,以汽车与火车速度变化对比为导入,用问题支架引导思考速度变化快慢的描述需求。
资料特色在于情境导入激发兴趣,通过表格计算对比速度、速度变化量与加速度培养科学推理能力,v-t图像分析强化模型建构,易错辨析与微思考提升质疑能力,例题结合足球点球等实际问题,助力物理观念形成与科学思维发展。
内容正文:
4.速度变化快慢的描述——加速度
1.理解加速度的概念,知道加速度的定义式、方向和单位。(物理观念)
2.会根据速度与加速度方向的关系判断物体的运动性质。(科学思维)
3.学习并体会用物理量之比定义新物理量的方法。(科学思维)
4.能用v-t图像分析、计算加速度的大小,体会数学方法在物理研究中的应用及意义。(科学思维)
知识点一 加速度
一辆小汽车在10 s内速度从0达到100 km/h,一列火车在300 s内速度也从0达到100 km/h。虽然汽车和火车的速度都从0达到100 km/h,但是它们的运动情况显然不同。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?
(阅读教材P27—P28,完成下列填空)
1.定义:速度的 与发生这一变化所用时间之比,即a= 。
2.单位:在国际单位制中,加速度的单位是 ,符号是m/s2或m·s-2。
3.矢量性:加速度既有大小,又有方向,是矢量。
4.物理意义:表示物体速度 的物理量,也叫速度对时间的变化率,即加速度在数值上等于单位时间内速度变化量的大小。
1.加速度是表示物体运动快慢的物理量。( )
2.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。( )
3.伞兵着陆时的加速度是-15 m/s2,赛车起步时的加速度是4.5 m/s2,则赛车的加速度大。( )
仔细观察表格,思考下列问题。
启动物体
初速度
末速度
所用时间
速度变化量
加速度
A(自行车)
0
10 m/s
5 s
B(列车)
0
20 m/s
5 s
C(小汽车)
0
20 m/s
4 s
D(跑车)
5 m/s
20 m/s
2 s
(1)通过计算,将数据填入表格。
(2)C、D两物体谁的速度变化量大,谁的加速度大?
(3)由计算结果分析,速度越大,加速度越大吗?速度变化量越大,加速度越大吗?
1.速度、速度的变化量、加速度的比较
项目
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
表达式
v=
Δv=v2-v1
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
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
三者大小没有必然联系,其中一个物理量越(或增)大时,其余两个物理量不一定越(或增)大。
2.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=只是加速度a的定义式,不是决定式,计算结果为Δt内的平均加速度。
角度1 速度、速度变化量、加速度的比较
下列关于速度v、速度变化量Δv、加速度a的说法正确的是( )
A.三者都是矢量,且方向一致
B.速度变化量Δv很大,加速度a一定很大
C.加速度a不为零时,速度v也不为零
D.在相同时间内速度变化量Δv越大,则加速度a一定越大
尝试解答
角度2 加速度大小的计算
(8分)足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出①,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s速度沿原路弹回②,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员接球瞬间,球的加速度的大小。
【教你审题】
信息提取
信息加工
①
规定正方向,计算罚点球时球Δv和Δt,从而计算球加速度的大小
②
守门员接球瞬间,计算球Δv和Δt,从而计算球加速度的大小
尝试解答
(2026·安徽芜湖高一联考)长征某型号火箭竖直发射时速度能在10 s内由零增加到100 m/s;对某品牌汽车进行刹车测试,以30 m/s的速度在平直道路上行驶,刹车后能在5 s内停下来。关于这两个过程,下列说法中错误的是( )
A.10 s内火箭的速度变化量为100 m/s
B.5 s内汽车的速度变化量为30 m/s
C.火箭的速度变化量比汽车的速度变化量大
D.火箭的加速度比汽车的加速度大
知识点二 加速度的方向
(阅读教材P28,完成下列填空)
1.加速度的方向:与速度 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 。
【微思考】
1.加速度为负值,速度一定减小吗?
2.有没有可能出现加速度增大,而速度减小的情况呢?
如图甲、乙所示,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。
(1)在图甲中标出速度变化量Δv的方向,与汽车的速度方向相同还是相反?汽车是加速还是减速?
(2)在图乙中标出速度变化量Δv的方向,与汽车的速度方向相同还是相反?汽车是加速还是减速?
(3)在图甲中,若加速度增大,汽车的速度如何变化?
注意:速度变化得快可能是速度增大得快,也可能是速度减小得快。
下列关于物体运动的说法,正确的是( )
A.物体加速度方向为正,速度一定增加
B.物体加速度方向保持不变,速度方向一定保持不变
C.物体速度变化率越大,则加速度越大
D.物体加速度逐渐变大,速度一定逐渐变大
尝试解答
一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
知识点三 从v-t图像看加速度
(阅读教材P28—P29,完成下列填空)
1.v-t图线的斜率:表示物体运动的 ,即a= (如图所示)。
2.加速度a的定性判断:在同一v-t图像中,图线的 越大,其加速度也越大。
1.v-t图像的斜率为负值,则物体一定做减速运动。( )
2.v-t图像的斜率有正、负,其正、负表示加速度的方向。( )
如图是甲、乙两个质点的速度—时间图像。
(1)求出它们加速度的大小。
(2)v-t图像中图线的“陡”和“缓”与加速度有什么关系?
1.v-t图像的理解
(1)v-t图像的斜率表示物体的加速度。斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。斜率为正,加速度沿正方向;斜率为负,加速度沿负方向。
(2)斜率(加速度)的计算
v-t图像为直线:如图甲所示,在图线上取两点E、F,坐标分别为(t1,v1)、(t2,v2),则a=k==。
2.由v-t图像分析加速度大小的变化
v-t图像为曲线时(如图乙),曲线上某点切线的斜率表示加速度。如图乙中d图线在t1时刻的加速度等于切线Ae的斜率。图线c表示物体做加速度逐渐增大的加速运动,图线d表示物体做加速度逐渐减小的加速运动。
某质点沿直线运动的v-t图像如图所示,请回答:
(1)质点在图中各段的过程中做什么性质的运动?
(2)在0~4 s内、8~10 s内、10~12 s内质点的加速度各是多少?
尝试解答
一质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,则关于该质点在前3 s内的加速度a随时间t变化关系的图像,正确的是( )
变化率
1.定义:自然界中某量D的变化可记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,两者之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。
2.物理意义:描述某量随时间变化的快慢。
〔多选〕(2026·安徽阜阳高一月考)下列关于变化率的说法正确的是( )
A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量
B.某量D越大,则其变化率也越大
C.由v=可知,位移Δx越大,则速度v越大
D.由a=可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快
尝试解答
完成课后作业 第一章 4.
答案
4.速度变化快慢的描述——加速度
知识点一
情境导入
提示:不能 用速度变化的快慢来描述。
自主学习
1.变化量 2.米每二次方秒 4.变化快慢
易错辨析
1.× 2.√ 3.×
课堂互动
探究
提示:(1)第1行:10 m/s,2 m/s2;第2行:20 m/s,4 m/s2;第3行:20 m/s,5 m/s2;第4行:15 m/s,7.5 m/s2
(2)C的速度变化量大,D的加速度大。
(3)均不是,加速度等于Δv与Δt的比值,与速度v、速度变化量Δv无关。
【例1】 D 根据a=可知,加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同,与速度v的方向无关,A错误;根据a=可知,速度变化量Δv很大时,若所需时间Δt很长,加速度a有可能很小,B错误;加速度a不为零时,说明速度v在发生变化,但某时刻速度v有可能为零,C错误;根据a=可知,在相同时间Δt内,速度变化量Δv越大,则加速度a一定越大,D正确。
【例2】 (1)300 m/s2 (2)400 m/s2
规范解答:(1)设初速度的方向为正方向,罚点球瞬间,球的加速度大小为
a1== m/s2=300 m/s2。(3分)
(2)守门员接球瞬间,球的加速度为
a2== m/s2=-400 m/s2(3分)
负号表示加速度方向与速度方向相反。(2分)
即学即练
B 火箭初速度0,末速度100 m/s,10 s内火箭速度变化量Δv=100 m/s-0=100 m/s,故A正确,不符合题意;汽车初速度30 m/s,末速度0,速度变化量Δv'=0-30 m/s=-30 m/s,故B错误,符合题意;火箭的速度变化量Δv=100 m/s,汽车的速度变化量Δv'=-30 m/s,负号表示方向,故火箭的速度变化量比汽车的速度变化量大,故C正确,不符合题意;火箭加速度a1==10 m/s2,汽车加速度a2==-6 m/s2,负号表示方向,故火箭的加速度比汽车的加速度大,故D正确,不符合题意。
知识点二
自主学习
1.变化量 2.相同 相反
【微思考】
1.提示:不一定。
2.提示:有可能。
课堂互动
探究
提示:(1) 相同,加速
(2) 相反,减速
(3)汽车速度增加得越来越快。
【例3】 C 物体加速度方向为正,如果速度方向为负,则速度减小,故A错误;物体加速度方向保持不变,如果速度方向与加速度方向相反,则物体速度减为0后,将反向加速运动,故B错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,物体速度变化率越大,则加速度越大,故C正确;物体加速度逐渐变大,如果速度方向与加速度方向相反,则速度逐渐减小,故D错误。
即学即练
C 由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小增大还是减少,速度都是在增大的,当加速度减小时,速度增加得慢了,当a=0时,速度不再增加,速度达到最大值,位移不断增大,故选C。
知识点三
自主学习
1.加速度 2.斜率
易错辨析
1.× 2.√
课堂互动
探究
提示:(1)a甲==2 m/s2,a乙==1 m/s2
(2)由(1)知甲的加速度大于乙的加速度,由图像可以直观地看出:甲的图线比乙的图线“陡”,所以通过比较图线的“陡”和“缓”就可以比较加速度的大小。在同一个图像中,图线“陡”的加速度较大。
【例4】 (1)见解析 (2)2.5 m/s2 -5 m/s2
-5 m/s2
解析:(1)在0~4 s内,质点的速度不断增大,且方向始终沿正方向,则质点做方向为正方向的加速直线运动;
在4~8 s内,质点的速度始终为10 m/s,则质点做方向为正方向的匀速直线运动;
在8~10 s内,质点的速度不断减小,且方向始终为正方向,则质点做方向为正方向的减速直线运动;
在10~12 s内,质点的速度不断增大,且方向始终为负,则质点做方向为负方向的加速直线运动。
(2)由a=可知,
0~4 s内的加速度a1= m/s2=2.5 m/s2;
8~10 s内的加速度a2= m/s2=-5 m/s2;
10~12 s内的加速度a3= m/s2=-5 m/s2。
即学即练
A 由题图所示的v-t图像可知,质点在0~1 s内的加速度a1== m/s2=4 m/s2,质点在1~3 s内的加速度a2== m/s2=-2 m/s2,故A正确。
【提能驿站】
【典例】 AD 变化率是描述相关量变化快慢的物理量,A正确;某量D的变化率与D无关,故D越大,不一定越大,B错误;速度v与Δx无关,位移Δx越大,v不一定越大,C错误;由a=可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快,D正确。
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