第1章 第5节 速度变化的快慢与方向——加速度-【优学精讲】2026-2027学年高中物理必修一同步教参（教科版）

本高中物理讲义聚焦“速度变化的快慢与方向——加速度”核心知识点，系统梳理加速度的物理意义、定义公式及单位，衔接速度变化量与时间的关系，构建从概念理解到测量方法（打点计时器、光电门），再到v-t图像分析及运动性质判断的完整学习支架。 资料以汽车与火车速度变化对比、猎豹与羚羊加速实例等生活情境为切入点，通过辨析题（如加速度与速度关系判断）强化物理观念，结合实验测量与v-t图像分析培养科学思维和科学探究能力。课中助力教师高效授课，课后帮助学生回顾知识、弥补薄弱环节。

第5节　速度变化的快慢与方向——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v-t图像分析、计算加速度。 　 一、加速度 1．物理意义：描述物体速度变化的快慢和方向。 2．定义：加速度是速度的改变量Δv与发生这一改变所用时间Δt的比。 3．公式：a＝。 4．单位：加速度的单位是米每二次方秒，符号为 m/s2。 二、加速度的测量 1．用打点计时器测加速度 通过测量一段时间Δt内的位移Δx，Δx与Δt的比就是这段时间内的平均速度，只要Δt足够小，就可以认为它是这段时间内某时刻的瞬时速度。如果求得了两个不同时刻t1和t2的速度v1和v2，则加速度a＝＝。 2．用光电门测加速度 在相近的位置固定两个光电门，分别测量出小车通过这两个光电门的瞬时速度v1和v2，以及在两个光电门间的运动时间ΔT，则这段时间内有a＝＝。 三、速度—时间图像与加速度 1．定性判断 (1)v-t图像能反映物体运动的速度随时间的变化规律。 (2)在v-t图像中，加速度的数值等于该图像的斜率。 2．定量计算：如图所示，在v-t图像上取两点E(t1，v1)、F(t2，v2)，加速度的数值a＝＝。 3．匀变速运动 物体运动的v-t图像是一条直线，物体的速度每隔相同时间增加的数值相等，这种运动称为匀变速运动。匀变速运动的速度变化的快慢和方向都不变，即加速度不变。 (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，物体B的加速度为－3 m/s2，则物体A的加速度大于物体B的加速度。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 知识点一　加速度的理解和计算 如图所示。 　　 (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，在数值上等于单位时间内速度的变化量。加速度即速度的变化率，描述物体速度变化的快慢。 (2)加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同，与v的方向不一定相同。 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 　(2026·广东深圳市红岭中学期中)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……”，一个物体的加速度为－7 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．该物体做减速运动 B．该物体的加速度－7 m/s2一定比3 m/s2的加速度大 C．该物体的速度每秒减小7 m/s D．该物体的加速度方向与速度变化的方向相反 [解析]　物体是否减速取决于加速度方向与速度方向是否相反，若速度方向为负，加速度为负时物体加速，故A错误；通过绝对值比较加速度大小，7 m/s2>3 m/s2，故B正确；加速度为－7 m/s2时，速度每秒变化量为－7 m/s，若速度方向为正，则每秒减小7 m/s，若速度方向为负，则速度每秒增大7 m/s，故C错误；加速度方向始终与速度变化的方向相同，故D错误。 [答案]　B 角度2　加速度的求解 　(2026·广东中山市期中)由中国南车制造的CIT500型高速列车，在15分钟内，速度由108 km/h增加到了594 km/h，打破了法国高速列车574.8 km/h的世界纪录。该车设计灵感来源于中国古代的兵器“剑”，车体则是“火箭”造型，实现了头车降低阻力、尾车升力接近于零的最优技术匹配。请根据提供的数据，计算CIT500型高速列车的加速度大小为(　　) A．0.54 m/s2 B．0.15 m/s2 C．9 m/s2 D．32 m/s2 [解析]　108 km/h＝30 m/s，594 km/h＝165 m/s，则加速度a＝＝0.15 m/s2，故选B。 [答案]　B 　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 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，加速度方向与速度方向相同；汽车做减速运动时，加速度方向与速度方向相反。 (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。 在直线运动中，当加速度方向与初速度方向相同时，速度增加；当加速度方向与初速度方向相反时，速度减小。 　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 　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________，图中aOA________aBC；斜率为0，说明速度保持______，即加速度为______(如图中AB段)。 (3)斜率为正，表示加速度的方向与正方向________(如图中OA段)。 斜率为负，表示加速度的方向与正方向________(如图中BC段)。 [提示]　(1)坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化得快，坡“缓”与图线“缓”均表示速度变化得慢　(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图像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，请分析： (1)质点在图中各段时间内分别做什么运动？ (2)在前4 s、8 s到10 s、10 s到12 s内质点的加速度各是多少？ [解析]　(1)在前4 s内质点做匀加速直线运动，4 s到8 s 内质点做匀速直线运动，8 s到10 s内质点做匀减速直线运动，10 s到12 s内质点反向做匀加速直线运动。 (2)由a＝ 得前4 s内的加速度a1＝ m/s2＝2.5 m/s2 8 s到10 s内的加速度a2＝ m/s2＝－5 m/s2 10 s到12 s内的加速度a3＝ m/s2＝－5 m/s2。 [答案]　(1)见解析 (2)2.5 m/s2　－5 m/s2　－5 m/s2 综合一练 位移、速度和加速度的综合分析 　 (多选)(2026·广州市天天向上联盟期中)如图所示，将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直向上反弹，经过距地面1.5 m高的B点时，向上的速度为7 m/s，从A到B过程，小球共用时0.3 s，则此过程中(　　) A．小球的位移大小为0.5 m，方向竖直向下 B．小球速度变化量的大小为3 m/s，方向竖直向下 C．小球平均速度的大小为8.5 m/s，方向竖直向下 D．小球平均加速度的大小约为56.7 m/s2，方向竖直向上 [解析]　位移是初位置指向末位置的有向线段，小球从A到B位移为0.5 m，方向竖直向下，A正确；规定向下为正，则Δv＝－7 m/s－10 m/s＝－17 m/s，负号表示与正方向相反，即速度变化量的方向竖直向上，大小为17 m/s，B错误；小球的位移为0.5 m，方向竖直向下，所以小球的平均速度大小＝＝ m/s，方向竖直向下，C错误；规定向下的方向为正方向，由加速度公式有a＝＝ m/s2≈－56.7 m/s2，小球平均加速度的大小约为56.7 m/s2，负号表示方向竖直向上，D正确。 [答案]　AD 1．(加速度的理解)小朱同学在观看赛车表演时，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上弹回。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)一个质点做变速直线运动的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段的加速度与速度方向相同，BC段的加速度与速度方向相反 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，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．(运动学物理量的综合分析)(2026·广东湛江市八校联考)汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。在某次正面碰撞试验中，汽车从固定的碰撞试验台左侧x＝22.5 m处由静止开始沿直线加速运动，经t1＝3 s以v1＝15 m/s的速度撞上碰撞试验台，撞后瞬间汽车的速度大小变为v2＝1 m/s，方向与原方向相反，汽车与碰撞试验台的碰撞时间t2＝0.05 s。求： (1)汽车从开始运动到撞上碰撞试验台前瞬间的过程中的平均速度大小v； (2)汽车与碰撞试验台碰撞前后的速度变化量Δv； (3)汽车与碰撞试验台碰撞过程中的平均加速度大小。 解析：(1)平均速度大小v＝ 解得v＝7.5 m/s。 (2)以初速度方向为正方向，则速度变化量 Δv＝－v2－v1 解得Δv＝－16 m/s(负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反)。 (3)加速度的大小a＝，解得a＝320 m/s2。 答案：(1)7.5 m/s　(2)16 m/s，与初速度方向相反 (3)320 m/s2 章末知识网络建构 学科网（北京）股份有限公司 $