内容正文:
第4节 加速度
学习目标
1. 理解加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量;知道其定
义,能进行相关的定义式计算。
2. 知道加速度是矢量;理解其方向与速度变化量(Δv)的方向相同;能
在一维直线运动中,根据速度增减情况判断加速度的方向。
3. 能辨析加速度与速度的区别:加速度的大小由速度变化的快慢决
定,与速度本身的大小无直接关系。
1. 加速度
(1)引入目的:描述物体速度变化快慢的物理量,即描述速度变化的
“急缓”程度。
(2)定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
公式:a=(其中Δv= )。
(3)定义方法:比值定义法。
(4)单位:米每二次方秒,符号: 。
v末-v初
m/s2
知识梳理:
2.速度、速度变化量、速度的变化率(加速度)
速度 速度变化量 加速度a即速度变化率
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=
方向 即运动的方向 与a的方向相同 与Δv的方向相同
大小
关系 三个物理量的大小没有必然联系
3.加速、减速运动的判断
方向关系 运动性质 实例与注意
a和v同向 加速直线
运动 加速度减小,只要与v同向,物体仍在加速,
只是速度增加得更 了。
a和v反向 减速直线
运动 加速度增大,只要与v反向,物体仍在减速,
只是速度减小得更 了。
慢
快
考点一 加速与减速的判断
例1 关于加速度的说法中正确的是( D )。
D
A. 加速度为正值时,物体做加速运动;加速度为负值时,物体做减速运动
B. 当加速度方向与速度方向相同时,若加速度减小,则物体的速度也减小
C. 当加速度方向与速度方向相反时,若加速度增大,则物体的速度也增大
D. 当加速度方向和速度方向相同时,加速度越大,物体的速度增加得越快
典例精析:
加速度的大小决定速度变化的快慢,加速度与速度的方向关系决定物体是
做加速运动还是减速运动。加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运
动,速度增加,故选项B错误;加速度方向与速度方向相反时,物体做减
速运动,速度减小,故选项C错误;若加速度为正值,则说明加速度方向
与选定的正方向相同,但是速度的方向未知,故无法判断物体是做加速还
是减速运动,选项A错误。本题选D。
加速度的大小决定速度变化的快慢,加速度与速度的方向关系决定物体是
做加速运动还是减速运动。加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运
动,速度增加,故选项B错误;加速度方向与速度方向相反时,物体做减
速运动,速度减小,故选项C错误;若加速度为正值,则说明加速度方向
与选定的正方向相同,但是速度的方向未知,故无法判断物体是做加速还
是减速运动,选项A错误。本题选D。
归纳:
判断加速还是减速,只看加速度与速度的方向关系:同向则加速,反
向则减速。加速度的大小决定速度变化的快慢。口诀:方向定增减,大小
定急缓。
[变式训练1]. 汽车原来的速度是v1,经过一小段时间Δt之后,速度变为v2。下列图中,速度v1、v2,速度变化量Δv和加速度a的表示正确的是( A )。
A
[变式训练2]某质点沿直线运动,规定向右为正方向,0时刻速度v0>
0,加速度a>0,在加速度a的值先由零增大到某一值后,再逐渐减小到零
的过程中,该质点( D )。
A. 速度先增大后减小,最后保持不变
B. 速度一直在增大,0时刻到加速度再次为零的过程位移先增大后减小
C. 当加速度达到最大值时,速度也达到最大值
D. 当加速度减小到零时,速度达到最大值
D
因为加速度方向始终与速度方向相同,所以速度一直增大,直到加速度为
零时速度达到最大值,之后匀速运动,故A、C错误,D正确;因为速度
方向始终未变,所以位移一直增大,故B错误。故选D。
因为加速度方向始终与速度方向相同,所以速度一直增大,直到加速度为
零时速度达到最大值,之后匀速运动,故A、C错误,D正确;因为速度
方向始终未变,所以位移一直增大,故B错误。故选D。
考点二 加速度公式的理解与辨析
例2 (多选)关于公式a=,下列说法正确的是( BC )。
A. 加速度a越大,则运动物体的速度变化量Δv越大
B. 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,数值上等于速度的变化率
C. 运动物体的加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同
D. 运动物体的加速度不变时,物体可能先做加速运动,再做减速运动
BC
运动物体的速度变化量Δv越大,加速度a不一定越大,还与时间有关,故
A错误;加速度的大小在数值上等于单位时间内速度变化量的大小,又叫
作速度的变化率,故B正确;公式a=是矢量式,加速度a的方向与速度
变化量Δv方向相同,故C正确;运动物体的加速度不变时,若加速度与速
度同向,则物体一直做加速运动,不会再做减速运动,故D错误。故选
B、C。
运动物体的速度变化量Δv越大,加速度a不一定越大,还与时间有关,故
A错误;加速度的大小在数值上等于单位时间内速度变化量的大小,又叫
作速度的变化率,故B正确;公式a=是矢量式,加速度a的方向与速度
变化量Δv方向相同,故C正确;运动物体的加速度不变时,若加速度与速
度同向,则物体一直做加速运动,不会再做减速运动,故D错误。故选
B、C。
归纳:
加速度是速度的“变化率”,描述速度变化快慢,是矢量,方向与速
度变化量Δv相同;比较加速度大小时,比较其绝对值。
[变式训练1]. (多选)飞机起飞时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s。公交车以72 km/h的速度行驶,急刹车时能在1.5 s内停下来,下列说法中正确的是
( BC )。
A. 10 s内飞机的速度改变量为10 m/s
B. 2 s内公交车的速度改变量为-20 m/s
C. 飞机的速度变化比公交车的慢
D. 飞机的加速度比公交车的加速度大
BC
[变式训练2](多选)飞机起飞时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s。公
交车以72 km/h的速度行驶,急刹车时能在1.5 s内停下来,下列说法中正
确的是( BC )。
A. 10 s内飞机的速度改变量为10 m/s
B. 2 s内公交车的速度改变量为-20 m/s
C. 飞机的速度变化比公交车的慢
D. 飞机的加速度比公交车的加速度大
BC
10 s内飞机的速度改变量为Δv1=100 m/s-0=100 m/s,A错误;72 km/h
=20 m/s,2 s内公交车的速度改变量为Δv2=0-20 m/s=-20 m/s,B正
确;飞机的速度变化率,即飞机的加速度为a1==10 m/s2,公交车的
速度变化率,即公交车的加速度为a2== m/s2=-13.3 m/s2,可知
飞机的速度变化比公交车的慢,飞机的加速度比公交车的加速度小,C正
确、D错误。故选B、C。
10 s内飞机的速度改变量为Δv1=100 m/s-0=100 m/s,A错误;72 km/h
=20 m/s,2 s内公交车的速度改变量为Δv2=0-20 m/s=-20 m/s,B正
确;飞机的速度变化率,即飞机的加速度为a1==10 m/s2,公交车的
速度变化率,即公交车的加速度为a2== m/s2=-13.3 m/s2,可知
飞机的速度变化比公交车的慢,飞机的加速度比公交车的加速度小,C正
确、D错误。故选B、C。
考点三 加速度的计算与方向判断
例3 如图所示,子弹和足球的初速度均为v1=5 m/s,方向向右。设
它们分别与木板作用的时间都是0.1 s,子弹击穿木板后速度大小变为2
m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5 m/s,则下列有关子弹和
足球作用木板时的加速度大小及方向,正确的是( D )。
D
A. 子弹:30 m/s2,方向向右
B. 子弹:70 m/s2,方向向左
C. 足球:30 m/s2,方向向右
D. 足球:100 m/s2,方向向左
取水平向右为正方向,可知子弹加速度为a1== m/s2=-30 m/s2,
即子弹加速度大小为30 m/s2,方向水平向左,故A、B错误;取水平向右
为正方向,则足球加速度为a2== m/s2=-100 m/s2,即足球加速
度大小为100 m/s2,方向水平向左,故C错误、D正确。故选D。
取水平向右为正方向,可知子弹加速度为a1== m/s2=-30 m/s2,
即子弹加速度大小为30 m/s2,方向水平向左,故A、B错误;取水平向右
为正方向,则足球加速度为a2== m/s2=-100 m/s2,即足球加速
度大小为100 m/s2,方向水平向左,故C错误、D正确。故选D。
归纳:
先规定正方向,将速度代入公式a=(矢量式)时,速度的“正/
负”表示其方向与规定正方向相同或相反。计算结果的正负即表示加速度
的方向。
[变式训练1]. 在第四次“天宫课堂”上,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图所示,桂海潮将一质量为m的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为M的大钢球发生碰撞,碰撞时间为Δt。碰撞前小钢球的速度为v0,碰撞后的速度大小为v1,方向与v0的方向相反。碰撞后大钢球的速度为v2,方向与v0的方向相同。
若规定v0的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( B )。
B
A. 小钢球速度的变化量为v1+v0
B. 小钢球的平均加速度的大小为
C. 大钢球速度的变化量为v2-v0
D. 大钢球的平均加速度的大小为
[变式训练2]杭州亚运会女排比赛中,某运动员跳起将水平飞来的速度
为20 m/s排球水平击出,排球以25 m/s的速率水平返回,假设排球被击打
过程的时间为0.25 s,则此过程中排球的速度变化量和平均加速度分别为
( C )。
A. Δv=5 m/s,a=20 m/s2
B. Δv=5 m/s,a=200 m/s2
C. Δv=-45 m/s,a=-180 m/s2
D. Δv=-45 m/s,a=-18 m/s2
C
规定初速度方向为正方向,则初速度v0=20 m/s,末速度vt=-25 m/s,速
度变化量为Δv=vt-v0=-25 m/s-20 m/s=-45 m/s,根据加速度定义式
a== m/s2=-180 m/s2,故选C。
规定初速度方向为正方向,则初速度v0=20 m/s,末速度vt=-25 m/s,速
度变化量为Δv=vt-v0=-25 m/s-20 m/s=-45 m/s,根据加速度定义式
a== m/s2=-180 m/s2,故选C。
$