一、加速度1.定義:在物理學中,物體運動速度的 跟發(fā)生這一變化所用 之比,稱為物體運動的加速度,用字母a表示。
3.單位:在國際單位制中,加速度的單位是米/秒2,符號為 或m·s-2,讀作“米每二次方秒”。?4.物理意義:用加速度來描述物體運動速度變化的快慢。
二、加速度的方向1.矢量性:加速度是矢量,既有大小,也有方向。2.加速度的方向:加速度的方向與 的方向相同。3.加速度與速度方向的關系
(2)加速度是表示物體速度變化快慢的物理量。(　 　)(3)加速度的方向與物體運動速度方向相同。(　 　)(4)物體A的加速度為2 m/s2,B的加速度為-3 m/s2,則A的加速度大于B的加速度。(　 　)(5)物體的加速度為2 m/s2,則一定做加速運動。(　 　)
(1)加速度是表示物體運動快慢的物理量。(　 　)
(1)在如圖所示的三種情況中,小車是否都有加速度?請說明理由。
答案:都有加速度。甲中速度大小發(fā)生變化;乙中速度方向發(fā)生變化;丙中速度的大小和方向都發(fā)生變化,所以三種情況中都有加速度。
(2)在直線運動中如果加速度為負,一定說明加速度的方向與速度方向相反嗎?物體的速度一定減小嗎?
答案:不一定。在分析問題時,正方向的規(guī)定是任意的,加速度為負,只能說明其方向與規(guī)定的正方向相反,但不一定與速度的方向相反,物體的速度也不一定減小。
要點一　對加速度的理解及計算
圖甲中獵豹捕食時能在4 s內速度由零增加到30 m/s,圖乙中以9 m/s的速度運動的蜻蜓能在1 s內停下來,圖丙中戰(zhàn)斗機以866 m/s的速度在空中勻速飛行。
答案:(1)獵豹的速度變化量vt-v0=30 m/s,蜻蜓的速度變化量vt′-v0′=-9 m/s,戰(zhàn)斗機的速度變化量vt″-v0″=0,即獵豹的速度變化量最大。
試結合以上情境分析:(1)哪一個物體的速度變化量最大?
試結合以上情境分析:(2)哪一個物體的加速度最大?
(3)蜻蜓的加速度和獵豹的加速度符號相反說明什么問題?
答案:(3)符號不同表明加速度方向與速度方向關系不同。獵豹的加速度為正值,加速度與速度方向相同,獵豹做加速運動;蜻蜓的加速度為負值,
加速度與速度方向相反,蜻蜓做減速運動。
1.速度、速度變化量、加速度的比較
2.加速度的計算(1)選擇正方向,將初、末速度含著方向符號代入加速度定義式進行求解。(2)利用加速度定義式求解的加速度一定是該過程的平均加速度,只有速度均勻變化時,平均加速度才等于瞬時加速度。
[例1] (2022·福建龍巖期中)(多選)關于速度、速度改變量、加速度,下列說法正確的是(　 　)A.物體運動的速度改變量越大,它的加速度一定越大B.速度很大的物體,其加速度可以很小,也可以為零C.速度、速度改變量、加速度均為矢量D.單位時間內速度改變量越大,加速度一定越大
(1)加速度是矢量,加速度的正負表示加速度的方向。若加速度的方向與規(guī)定的正方向相同,則加速度為正;若加速度的方向與規(guī)定的正方向相反,則加速度為負。
(3)加速度a與速度v無直接關系,與速度變化量(vt-v0)也無直接關系。v大,a不一定大;(vt-v0)大,a也不一定大。
[針對訓練1] (2022·福建三明聯(lián)考)蹦床是一項既好看又驚險的運動。運動員從高處自由落下,以大小為5 m/s的速度著網(wǎng),與網(wǎng)作用后,沿著豎直方向以大小為9 m/s的速度彈回。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間Δt=1 s,那么運動員在與網(wǎng)接觸的這段時間內的平均加速度大小為(　 　)A.5 m/s2B.9 m/s2C.4 m/s2D.14 m/s2
要點二　加速度對物體運動的影響
大街上,車輛如梭,有加速的,有減速的,有來有往。
(1)汽車做加速運動時,加速度的方向有什么特點?減速時呢?
(2)汽車的加速度越大(或越小),對汽車的速度變化有什么影響?
答案:(2)汽車的加速度越大,汽車速度變化得越快;汽車的加速度越小,汽車速度變化得越慢。
答案:(1)汽車做加速運動時,加速度方向與速度方向相同;汽車做減速運動時,加速度方向與速度方向相反。
1.加速度的大小決定了速度變化的快慢
2.加速度與速度的方向關系決定速度增大或減小物體的速度是增大還是減小與加速度的正負無關,取決于加速度與速度的方向關系,具體情況總結如下:
[例2] (2022·福建福州聯(lián)考)(多選)一個質點做方向不變的直線運動,加速度的方向始終與速度方向相同。在加速度的值由某一值a逐漸減小為零后再逐漸增加到a的過程中,該質點(　 　)A.速度一直增大,直到加速度等于零為止B.速度一直增大,直到加速度等于零之后仍然增大C.位移一直增大D.位移先減小后增大
解析:一個質點做方向不變的直線運動,加速度的方向始終與速度方向相同。在加速度的值由某一值a逐漸減小為零后再逐漸增加到a的過程中,由于加速度方向始終與速度方向相同,所以速度一直增大,故A錯誤,B正確;由于質點做方向不變的直線運動,所以位移一直增大,故C正確,D錯誤。
對加速度理解的九個“不一定”(1)物體具有加速度,但不一定做加速運動。(2)物體的速度方向改變,但加速度的方向不一定改變。(3)物體的速度方向不變,但加速度方向不一定不變。(4)物體的速度大,但加速度不一定大。(5)物體速度等于零,但加速度不一定等于零。(6)物體加速度為零,但速度不一定為零。(7)物體的加速度變大,但速度不一定變大。(8)物體的速度大小不變,但加速度不一定為零。(9)在加速直線運動中,加速度不一定總取正值。
[針對訓練2] 物體某時刻的速度v=10 m/s,加速度a=-2 m/s2,這表示(　 　)A.物體的加速度方向與速度方向相同,而且速度在減小B.物體的加速度方向與速度方向相同,而且速度在增大C.物體的加速度方向與速度方向相反,而且速度在減小D.物體的加速度方向與速度方向相反,而且速度在增大
解析:用正負號表示矢量的方向,故速度與加速度方向相反,物體做勻減速運動,C正確。
模型·方法·結論·拓展
對加速度正負的正確認識1.加速度的正負表示加速度的方向。若加速度與規(guī)定的正方向同向,則加速度為正;若加速度與規(guī)定的正方向反向,則加速度為負。2.根據(jù)加速度的正負無法判斷物體做加速運動還是減速運動,判斷物體加速還是減速的依據(jù)是看加速度與速度是同向還是反向。
[示例] (多選)根據(jù)給出的速度和加速度的正負,下列對運動性質的判斷正確的是(　 　)A.v00,物體先做加速運動,后做減速運動B.v00,a=0時,物體做勻速直線運動;當v0=0,a=0時,物體靜止,故B、C、D正確。
科學·技術·社會·環(huán)境
光電門的應用——測速度和加速度光電門是一個像門樣的裝置,一邊安裝發(fā)光裝置,一邊安裝接收裝置并與計時裝置連接。當物體通過光電門時光被擋住,計時器開始計時,當物體離開時停止計時,這樣就可以根據(jù)物體大小與運動時間計算物體運動的速度。若計時裝置具備運算功能,使用隨機配置的擋光片(寬度一定),可以直接測量物體的瞬時速度和計算瞬時加速度。
[示例] 光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結構如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。圖乙中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點,1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.5×10-2 s和1.0×10-2 s,小滑塊的寬度d為0.5 cm,則可測出滑塊通過光電門1的速度v1=　　　 　,滑塊通過光電門2的速度v2=　　　　?；瑝K從開始遮住第1個光電門到開始遮住第2個光電門的時間為Δt=3.0 s,則滑塊的加速度a=　　　 　。?

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第4節(jié) 加速度

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