内容正文:
第4节 加速度
学习任务一 对加速度的理解
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)物理意义:加速度是描述物体运动 快慢的物理量.
(2)定义:在物理学中,物体运动速度的 与发生这一变化所用 之比叫作加速度.
(3)公式:a= ,v0表示物体运动的 ,vt表示 ,vt-v0表示 ,t表示速度变化所用的时间.
(4)单位:在国际单位制中,加速度的单位是 ,符号是 ,读作 .
【辨别明理】
(1)加速度很大时,速度可能很小. ( )
(2)若速度很大,则加速度一定很大. ( )
(3)若速度变化量很大,则加速度一定很大. ( )
例1 (多选)关于物体运动的速度、速度变化与加速度之间的关系,下列说法正确的是 ( )
A.速度大时,速度变化量不一定大,但加速度一定大
B.加速度的方向保持不变时,速度方向和速度变化量的方向也一定保持不变
C.速度变化得越慢,则速度的变化率越小,加速度一定越小
D.速度、速度变化与加速度三者之间没有必然的联系
[反思感悟]
例2 [2023·莆田一中高一月考] “爆竹声中一岁除”是传承千百年的中国春节习俗.如图所示,烟花燃放了绝美的焰火.有关烟花腾空的过程,下列说法中正确的是 ( )
A.烟花的速度越小,则加速度一定越小
B.烟花的速度变化越快,则加速度一定越大
C.烟花的速度变化量越大,则加速度一定越大
D.某时刻烟花速度为零,则加速度一定为零
[反思感悟]
【要点总结】
速度、速度变化量、速度的变化率(加速度)
速度v
速度变化量Δv
速度的变化率
(加速度a)
物理
意义
描述运动的快慢和方向
描述速度变化的大小和方向
描述速度变化的快慢和方向
表达式
v=
Δv=vt-v0
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
即运动的方向,与a的方向不一定相同
与a的方向相同
与Δv的方向相同,与v的方向不一定相同
大小
关系
三个物理量的大小没有必然联系
学习任务二 加速度的计算和方向判断
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)加速度是 量,其方向与 的方向相同.
(2)在直线运动中,物体加速运动时加速度与速度方向 ,物体减速运动时加速度与速度方向 .
例3 足球以6 m/s的速度水平向左飞来,运动员把它以8 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,则足球在这段时间内的加速度大小和方向是 ( )
A.70 m/s2,方向水平向右
B.70 m/s2,方向水平向左
C.10 m/s2,方向水平向右
D.10 m/s2,方向水平向左
[反思感悟]
例4 如图甲所示是我国复兴号高铁,考虑到旅客的舒适程度,出站时,速度能在10分钟内由0增加到350 km/h;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来.下列说法中正确的是 ( )
A.2.5 s内汽车的速度改变量为20 m/s
B.复兴号高铁的加速度比汽车的大
C.汽车的速度变化比复兴号高铁的快
D.复兴号高铁单位时间内的速度变化比汽车的大
[反思感悟]
【要点总结】
加速度的求解步骤
(1)选定正方向(一般以初速度的方向为正方向,即v0>0).
(2)确定末速度的正负:若与正方向相同,末速度取正值;若与正方向相反,末速度取负值.
(3)代入公式a=计算.
(4)对计算结果做必要说明:若加速度为正值,表示其方向与选定的正方向相同;若加速度为负值,表示其方向与选定的正方向相反.
学习任务三 加速度对速度的影响
[科学探究]
(1)如图甲、乙所示的两种情景中,小车的速度如何变化?
(2)若物体的加速度逐渐减小,速度一定减小吗?若物体的加速度逐渐增大,速度一定增大吗?
例5 如图所示,汽车在做直线运动过程中,原来的速度是v1,经过一小段时间t以后,速度变为v2.下列说法正确的是 ( )
A.图中a是矢量,Δv是标量
B.图甲中汽车速度v1的方向可能与加速度a的方向相反
C.图甲中汽车速度v1的方向一定与加速度a的方向相同
D.图乙中汽车速度v1的方向一定与加速度a的方向相同
[反思感悟]
例6 [2024·永定一中高一月考] 一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,若加速度大小先保持不变,再逐渐减小直至零,则在此过程中 ( )
A.速度先逐渐增大,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度先均匀增大,然后增大得越来越慢,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
[反思感悟]
【要点总结】
加速度a与速度v的方向决定速度的增减,加速度a的大小决定速度变化的快慢.
(1)a、v0同向→加速运动→
(2)a、v0反向→减速运动→
1.(对加速度的理解)[2024·莆田一中高一月考] 关于加速度,下列说法中不正确的是 ( )
A.在某一段时间内,可能会出现速度变化量很大,而加速度却很小的情况
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,所以速度变化越快,则加速度一定越大
C.速度变化量相同时,所用的时间越短,则加速度一定越大
D.物体运动的速度变化量越大,则物体的加速度一定越大
2. (加速度的计算)(多选)[2024·泉州安溪八中高一月考] 一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为5 m/s,则在这1 s内该物体 ( )
A.速度变化的大小一定为1 m/s
B.速度变化的大小可能为9 m/s
C.加速度的大小一定为9 m/s2
D.加速度的大小可能为1 m/s2
3.(加速度对速度的影响)根据给出的初速度v0和加速度a的正负,对下列物体的运动性质的判断不正确的是 ( )
A.v0<0、a>0,物体先做加速运动,后做减速运动
B.v0<0、a<0,物体做加速运动
C.v0>0、a<0,物体先做减速运动,后做加速运动
D.v0>0、a=0,物体做匀速直线运动
学科网(北京)股份有限公司
$
第4节 加速度
[教材链接] (1)速度变化 (2)变化 时间 (3) 初速度 末速度 速度的变化 (4)米/秒2 m/s2或m·s-2 米每二次方秒
【辨别明理】 (1)√ (2)× (3)×
例1 CD [解析] 速度大时,速度变化量不一定大,加速度也不一定大,选项A错误;加速度的方向保持不变时,速度方向可能会发生变化,速度变化量的方向也可能会发生变化,选项B错误;速度变化越慢,则速度的变化率越小,加速度一定越小,选项C正确;速度、速度变化与加速度三者之间没有必然的联系,选项D正确.
例2 B [解析] 根据a=可知,速度小时,速度变化不一定慢,加速度不一定小,故A错误.加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越快,则加速度一定越大,故B正确.根据a=可知,速度变化量大时,可能时间也长,所以加速度不一定大,故C错误.速度为零时,速度的变化率不一定为零,即加速度不一定为零,故D错误.
[教材链接] (1)矢 速度变化 (2)相同 相反
例3 A [解析] 选定球飞来方向(向左)为正方向,则足球的初速度v0=6 m/s,末速度vt=-8 m/s,根据加速度的定义,足球的加速度为a== m/s2=-70 m/s2,负号表示加速度的方向与规定的正方向相反,即方向水平向右,故A正确.
例4 C [解析] 汽车初速度为v1'=108 km/h=30 m/s,2.5 s 内汽车的速度改变量为v2'-v1'=0-30 m/s=-30 m/s,选项A错误;因350 km/h=350× m/s= m/s,根据a=,可得复兴号高铁的加速度为a1= m/s2≈0.16 m/s2,汽车的加速度为a2= m/s2=-12 m/s2,负号只表示方向,所以复兴号高铁的加速度比汽车的加速度小,复兴号高铁的速度变化比汽车的慢,复兴号高铁单位时间内的速度变化比汽车的小,选项C正确,B、D错误.
[科学探究] (1)图甲中的加速度方向与初速度方向相同,小车速度越来越大,做加速运动;图乙中的加速度方向与初速度方向相反,小车速度越来越小,做减速运动.
(2)不一定.若加速度a与初速度v0同向,则物体的速度增大,这时若a逐渐减小,说明v增大得慢了;若加速度a与初速度v0反向,则物体的速度减小,这时若a逐渐增大,说明v减小得快了.
例5 C [解析] 速度、速度变化量以及加速度均是矢量,选项A错误;图甲中汽车做加速运动,则速度v1的方向一定与加速度a的方向相同,选项B错误,C正确;图乙中汽车做减速运动,则速度v1的方向一定与加速度a的方向相反,选项D错误.
例6 B [解析] 加速度与速度同向,则速度应增大,当加速度不变时,速度均匀增大;当加速度减小时,速度仍增大,但增大得越来越慢;当加速度为零时,速度达到最大值,A错误,B正确.因质点的速度方向不变,始终向前运动,最终做匀速运动,所以位移一直在增大,C、D错误.
随堂巩固
1.D [解析] 由a=可知,速度变化量很大时,若所用时间很长,则加速度可以很小,故A正确,D错误.由加速度的定义式a=可知,速度变化越快,则加速度一定越大,故B正确.由a=可知,速度变化量相同时,时间t越短,则加速度一定越大,C正确.
2.BD [解析] 若1 s后速度方向与初速度方向同向,速度变化量为Δv=5 m/s-4 m/s=1 m/s,根据加速度定义式得a== m/s2=1 m/s2,若1 s后速度方向与初速度方向反向,速度变化量为Δv=-5 m/s-4 m/s=-9 m/s,根据加速度定义式得a== m/s2=-9 m/s2,所以速度变化的大小可能为9 m/s、1 m/s;加速度的大小可能为9 m/s2、1 m/s2.故选B、D.
3.A [解析] 物体运动的初速度、加速度方向的规定是任意的,但是当初速度方向与加速度方向同向时,物体做加速运动,B正确;当初速度方向与加速度方向反向时,物体做减速运动,当时间足够长,且加速度始终存在时,物体先做减速运动至速度为零,后反向做加速运动,A错误,C正确;当初速度不为零,加速度为零时,物体做匀速直线运动,D正确.
学科网(北京)股份有限公司
$