内容正文:
指向问题链思考教学
高中物理必修一第一章第(4)节
速度变化快慢的描述—加速度
目录
加速度
加速度的方向
从v-t 图像看加速度
练习与应用
指向问题链思考教学
观察与思考
思考1:猎豹与汽车的运动有什么不同?
如何描述?
方案二:相同速度变化量,比较时间
方案一:相同时间,比较速度变化量
观察猎豹与汽车的运动
加速度
方案一:相同时间,比较路程;
方案二:相同路程,比较时间。
指向问题链思考教学
情景导入
概念:物理学中用速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt 的比值,来描述物体速度变化的快慢,通常用a代表。
定义式:
物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。
单位:国际单位m/s2(或m·s-2)
方向:加速度是矢量,既有大小又有方向,与物体速度变化量的方向相同。
思考2:物体的速度大,加速度一定大吗?
思考3:速度变化量大,则加速度一定大?
①加速度a大小与速度v或速度变化量Δv没有直接关系
概念辨析1:加速度大小与速度、速度变化量、速度变化率的关系
②加速度的大小由速度变化率Δv/Δt的大小决定
指向问题链思考教学
加速度
概念辨析2:加速度的方向与速度和速度变化量之间的关系
向右为正
加速运动
向右为正
减速运动
结论1:加速度方向与速度的变化量Δv的方向相同,与速度v方向无关。
结论2:a与v同向时,物体做加速运动; a与v反向时,物体做减速运动。
指向问题链思考教学
加速度的方向
变加速运动
t/s
1
0
2
3
4
5
6
2m/s
4m/s
7m/s
11m/s
a1=1m/s2
a2=1.5m/s2
a3=2m/s2
v0与a同向,物体做加速运动
做加速度增大的加速运动
a增大,物体速度v增加的快
请分别说明下列三幅图中小汽车在做什么运动?
t/s
1
0
2
3
4
5
6
11m/s
9m/s
6m/s
2m/s
a1=-1m/s2
a2=-1.5m/s2
a3=-2m/s2
t/s
1
0
2
3
4
5
6
11m/s
15m/s
18m/s
20m/s
a1=2m/s2
a2=1.5m/s2
a3=1m/s2
v0与a反向,物体做减速运动
做加速度增大的减速运动
a增大,物体速度v减小的快
v0与a同向,物体做加速运动
做加速度减小的加速运动
a减小,物体速度v增加的慢
指向问题链思考教学
加速度的方向
问题研究
如图所示是甲、乙两个质点运动的v-t图像,根据图像回答问题。
(1)根据图中数据求出甲乙的加速度的大小
(2)观察下图中甲乙两物体的运动,并说说两物体分别在做什么运动
结论2: v-t图像斜率的正负表示加速度的方向;
甲做匀加速直线运动,加速度的方向与速度方向相同;
乙做匀减速直线运动,加速度的方向与速度方向相反。
思考4:观察图像,斜率大小与加速度之间存在怎样的关系?
结论1:v-t图像斜率的大小表示加速度的大小;
思考5:图像斜率正负与加速度之间存在怎样的关系?
指向问题链思考教学
从v-t 图像看加速度
7
思考9:如图,在数学上k=tanα,那么物理上可以用tanα表示加速度的大小吗?
y
0
x
1
2
3
4
5
-1
-2
-3
-4
-5
1
2
3
4
-1
-2
-3
-4
-5
5
v/(m/s)
0
t/s
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
v/(m/s)
0
t/s
1
2
3
4
5
0.5
1
1.5
2
2.5
v/(m/s)
0
t/s
1
2
3
4
5
0.25
0.5
1
1.25
1.5
指向问题链思考教学
从v-t 图像看加速度
【例1】如图所示为一物体运动的v-t图像,请根据图像回答下列问题
v(m/s)
2
1
0
-1
-2
t/s
1
2
3
4
5
(1): 0~2s、 2s~3s、 3s~5s物体做什么运动,加速度的大小为多少?
答:0~2s做匀加速直线运动,加速度大小a1=1m/s2
2s~3s做匀速直线运动,加速度大小a2=0
3s~5s先做匀减速直线运动再反向做匀加速直线运动,
整个过程加速度大小一直不变a3=-2m/s2
4s末速度为零但加速度不为零!此时运动方向发生改变
3s末速度方向未发生变化,0~4s速度大于零说明一直向正方向运动
(2):3s末物体的速度方向有没有发生改变?0~4s内速度方向有没有改变?
(3):4s末物体的加速度是否为0?运动方向是否发生改变?
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例题赏析
v
t
t1
t2
t3
t4
t5
t6
0
0-t1:做加速度减小的加速直线运动
t1-t2:做匀加速直线运动
t2-t3:做加速度增大的减速直线运动
t3-t4:做加速度减小的反向加速直线运动
t4-t5:做反向匀减速直线运动
t5-t6:做加速度增大的反向减速直线运动
【例2】如图为某一物体的运动图像,请你来描述不同时间物体做直线运动的状态
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例题赏析
光电门测物体的速度和加速度
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拓展研究
指向问题链思考教学
拓展研究
1.小型轿车从静止开始加速到100km/h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。
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练习与应用
2.有没有符合下列说法的实例?若有,请举例。
A.物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0;
B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小;
C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西;
D.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大。
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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12 m/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(图1.4-5);
D.一列车在离开车站加速行驶,用了100s使速度由72km/h增加到144 km/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。
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练习与应用
指向问题链思考教学
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20m/s,然后开始减速,2min后该物体的速度减小为0。求物体的加速度大小及方向。
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练习与应用
5. 图1.4-6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。
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练习与应用
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