人教版物理必修一1.5速度变化快慢的描述-加速度ppt课件.ppt

第一章 运动的描述 学案 5 　速度变化快慢的描述 —— 加速度 目标定位 1. 能说出 v 、 Δ v 、 的区别，掌握加速度的概念，认识加速度的矢量性 . 2. 能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况 . 3. 能根据 v － t 图象分析、计算加速度 . 知识探究 自我检测 一、加速度 问题设计 下列三种车辆起步后：自行车在 5 s 内速度增大到 14 m /s ；小型轿车在 20 s 内速度增大到 30 m/ s ；旅客列车在 100 s 内速度增大到 40 m/s . 通过计算分析，哪种车辆速度变化大？哪种车辆速度增加得快？ 知识探究 答案　 旅客列车速度变化大，自行车速度增加得快 . 因为：自行车速度增加 Δ v 1 ＝ 14 m /s ，小型轿车速度增加 Δ v 2 ＝ 30 m/ s ，旅客列车速度增加 Δ v 3 ＝ 40 m/s ，所以旅客列车速度变化大； 要点提炼 1. 定义：速度的 与发生这一变化所用时间的比值 . 即 a ＝ . 2. 单位：国际单位制中，加速度的单位是 ，符号是 或 . 变化量 米每二次方秒 m/s 2 m·s － 2 3. 物理意义 加速度 a 是表示物体速度 的物理量，也叫速度对时间的变化率 . 4. a ＝ 是用 定义法定义的物理量， a 的大小与 Δ v 、 Δ t ( 填 “ 有关 ” 或 “ 无关 ” ). 变化快慢 比值 无关 延伸思考 “ 速度 ( v ) 大 ” 、 “ 速度变化 ( Δ v ) 大 ” 和 “ 速度变化得快 ” 的意义相同吗？物体的速度很大，加速度一定很大吗？物体的速度变化很大，加速度一定很大吗？物体的速度变化快，加速度一定大吗？ 答案　 “ 速度 ( v ) 大 ” 、 “ 速度变化 ( Δ v ) 大 ” 和 “ 速度变化得快 ” 的意义不同 . 首先，速度 v 大表示物体运动得快，加速度 a 不一定大，如飞机匀速飞行时的速度很大， a 却等于零； v 小， a 也不一定小，如射击时火药爆炸瞬间，子弹的速度 v 可以看做零，这时加速度 a 却很大 . 其次，速度变化大，即 Δ v 大，加速度 a 却不一定大，如列车由静止到高速行驶，其速度变化量 Δ v 很大，但经历的时间 Δ t 也很长，所以加速度并不大 . 最后，速度变化得快，表示单位时间内速度变化大，即加速度 a ＝ 大 . 二、加速度方向与速度方向的关系 问题设计 1. 做直线运动的火车，在 40 s 内速度由 10 m /s 增加到 20 m/ s ，那么火车在 40 s 内速度的变化量是多少？火车的加速度是多少？加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？ 答案　 Δ v ＝ 20 m /s － 10 m/ s ＝ 10 m/s ，为正值，说明 Δ v 的方向与速度 v 的方向相同 . 2. 汽车紧急刹车时，在 2 s 内速度从 10 m/s 减小到 0 ，汽车 2 s 内速度的变化量是多少？加速度是多少？加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？ 答案　 Δ v ＝ 0 － 10 m /s ＝－ 10 m/ s ，为负值，说明 Δ v 的方向与速度 v 方向相反 . a ＝ ＝－ 5 m/s 2 ，也为负值，说明 a 的方向与 v 的方向相反，但加速度的方向与速度变化量的方向相同 . 要点提炼 1. 加速度的矢量性：由 a ＝ 知加速度的方向总是与 的方向相同 . 但与速度的方向没有必然联系 . 2. 加速度对运动的影响 (1) 加速度的大小决定物体速度变化的快慢 ① 加速度大表示物体速度变化得快 . ② 加速度小表示物体速度变化得慢 . 速度 变化量 Δ v (2) 加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速 ① 加速度方向与速度方向 时，物体做加速运动； ② 加速度方向与速度方向 时，物体做减速运动 . 相同 相反 延伸思考 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？ 答案　 不一定 . 若加速度 a 与初速度 v 0 同向，则物体做加速直线运动，这时若 a 逐渐减小，只是说明 v 增加得慢了；若加速度 a 与初速度 v 0 反向，则物体做减速直线运动，这时若 a 逐渐增大，只是说明 v 减小得快了 . 三、从 v － t 图象看加速度 问题设计 1. 如图 1 所示是甲、乙两个质点的速度 — 时间图象，求出它们加速度的大小 . 图 1 2. v － t 图象中图线的 “ 陡 ” 和 “ 缓 ” 与加速度有什么关系？ 答案　 由第 1 问知甲的加速度大于乙的加速度，由图象可以直观地看出，甲的图线比乙的图线 “ 陡 ” ，所以通过比较图线的 “ 陡 ” 、 “ 缓 ” 就可以比较加速度的大小 . 在同一个 v － t 图象中，图线 “ 陡 ” 的加速度较大 . 要点提炼 1. v － t 图象的斜率大小表示加速度大小 如图 1 所示，在 v － t 图象中，比值 反映了直线的 ，叫做直线的斜率，其值等于物体运动的 . (1) 在同一个坐标系中，斜率越大，加速度 . 图 1 倾斜程度 加速度 越大 (2) v － t 图线为倾斜直线时，表示物体的加速度 ，如图 1 中的图线甲、乙所示；图线为曲线时表示物体的加速度 ，图线 的斜率表示这一时刻的瞬时加速度，如图 2 中 A 点的切线 e 的斜率等于该时刻的瞬时加速度，整个运动过程中物体的加速度在 . 图 2 不变 变化 切线 减小 2. v － t 图象斜率的正负表示加速度的 . 3. 由 v － t 图象判断速度的变化 通过 v － t 图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关 . 如图 3 所示 . (1) 在 0 ～ t 0 时间内， v 0 ，物体做 运动； (2) 在 t > t 0 时间内， v >0 ， a >0 ，物体做 运动 . 图 3 方向 减速 加速 典 例精析 一、对加速度的理解 例 1 　关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 物体的速度越大，加速度也越大 B. 物体的速度为零时，加速度也为零 C. 物体速度的变化量越大，加速度越大 D. 物体速度变化越快，加速度越大 解析　 加速度是描述速度变化快慢的物理量 . 速度变化越快，加速度越大，故 D 正确； 加速度与速度及速度的变化量无直接关系，物体的速度大或速度变化量大，速度变化并不一定快，加速度不一定大，故 A 、 C 错误； 物体的速度为零时，加速度不一定为零，如汽车启动时，故 B 错误 . 答案　 D 例 2 　雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到变为零，在此过程中雨滴的运动情况是 ( 　　 ) A. 速度不断减小，加速度为零时，速度最小 B. 速度不断增大，加速度为零时，速度最大 C. 位移越来越小 D. 速度变化率越来越大 解析　 雨滴做加速直线运动，加速度减小，雨滴下落的速度增加的越来越慢；加速度为零时，雨滴的速度最大， A 错， B 对； 雨滴一直下落，位移逐渐增大， C 错 ； 加速度即为速度变化率，加速度减小，故速度变化率减小， D 错 . 答案　 B 二、 a ＝ 的应用 例 3 　沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路，现已进入试运行阶段，试运行时的最大时速达到了 413.7 公里，再次刷新世界纪录 . 沪杭高速列车在一次试运行中由 A 站开往 B 站， A 、 B 车站间的铁路为直线 . 技术人员乘此列车从 A 车站出发，列车从静止匀加速到 100 m/s ，用了 250 s 时间，然后匀速运动了 10 分钟后，列车做匀减速运动，经过 300 s 后刚好停在 B 车站 . 求此高速列车加速、减速时的加速度大小 . 答案　 0.4 m / s 2 　－ 0.33 m / s 2 三、 v － t 图象与加速度 例 4 　如图 4 所示是一个物体向东运动的速 度 — 时间图象 . 由图可知在 0 ～ 10 s 内物体 的加速度大小是 ________ ，方向 ________ ， 物体做 ______ 运动；在 10 ～ 40 s 内物体的加 速度为 __________ ，物体做 ________ 运动；在 40 ～ 60 s 内物体的加速度大小是 ________ ，方向 ________ ，物体做 ________ 运动 . 图 4 答案　 3 m / s 2 　向东　加速直线　 0 　匀速直线　 1.5 m/ s 2 　向西　减速直线 课堂要点小结 1. 加速度 (1) 加速度 a ＝ ，也称为 “ 速度变化率 ” ，反映了速度变化的快慢； (2) 加速度是矢量，其方向与速度变化量 Δ v 的方向相同； (3) a 与 Δ v 、 Δ t 、 v 的大小无关 . v 大， a 不一定大； Δ v 大， a 也不一定大 . 2. 判断物体加速运动和减速运动的方法 3. 从 v － t 图象看加速度 (1) 斜率大小表示加速度的大小； (2) 斜率正负表示加速度的方向 . 1.( 对加速度的理解 ) 由 a ＝ 可知 ( 　　 ) A. a 与 Δ v 成正比 B. 物体加速度大小由 Δ v 决定 C. a 的方向与 Δ v 的方向相同 D. 叫速度变化率，就是加速度 1 2 3 自我检测 解析　 加速度的大小与 Δ v 和 Δ t 的比值有关，只知道 Δ v 或 Δ t 的大小，不能确定加速度的大小， A 、 B 错； a 的方向与 Δ v 的方向相同， C 对； 1 2 3 答案　 CD 1 2 3 2.( 加速度的计算 ) 一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为 4 m /s ， 2 s 后速度大小变为 10 m/ s ，则在这 2 s 内该物体的加速度大小可能为 ( 　　 ) A.2 m /s 2 B.3 m/ s 2 C.5 m /s 2 D.7 m/ s 2 BD 1 2 3 3.( v － t 图象与加速度 ) 甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的 v － t 图象如图 5 所示，则在 t 1 时刻 ( 　　 ) A. 甲、乙运动的速度大小相等，方向相反 B. 甲、乙运动的速度大小相等，方向相同 C. 甲、乙运动的加速度大小不等，方向相同 D. 甲、乙运动的加速度大小不等，方向相反 图 5 1 2 3 解析　 由题图知，两条直线的斜率大小不等，且一正一负，所以甲、乙在 t 1 时刻速度相同，加速度大小不等，方向相反 . 答案　 BD