高中物理教科版 (2019)必修第一冊5 速度變化的快慢與方向——加速度多媒體教學課件ppt-課件下載-教習網(wǎng)

1.知道加速度的概念和定義;理解加速度的矢量性,知道其方向與速度變化方向一致。2.知道直線運動中速度、加速度、速度變化量的關系;知道勻變速運動的概念。3.知道測量加速度的方法。4.知道v-t圖像中斜率的含義,會用v-t圖像求加速度。
知識點一　加速度1.定義:速度的與發(fā)生這一改變所用的比。2.公式:a= 。3.單位:在國際單位制中是米每二次方秒,符號是或m·s-2.4.標矢性:加速度是量,不僅有大小,而且有方向。5.意義:描述物體速度變化的和方向。6.方向:加速度a的方向與的方向相同。
7.直線運動中的方向在直線運動中,若取為正方向,則a的方向可用正、負號來表示。(1)在加速直線運動中,加速度的方向和初速度的方向相同,a為正值。(2)在減速直線運動中,加速度的方向和初速度的方向相反,a為負值。
知識點三　速度-時間圖像與加速度1.v-t圖像不僅能夠描述物體運動的速度隨時間變化的情況,還能確定物體的加速度。
3.若v-t圖像是一條曲線,它每一點的各不相同,即不同的時刻加速度不同,該運動稱為運動。
1.思考判斷(1)加速度是表示物體運動快慢的物理量。(　　)(2)加速度是表示物體速度變化大小的物理量。(　　)(3)直線運動中,加速度的方向與物體運動的方向一定相同。(　　)(4)物體的加速度變大,其速度一定變大。(　 )(5)v-t圖像為傾斜直線的運動是勻變速運動。(　　)(6)在同一v-t圖像中,圖線傾斜程度越大,對應物體的加速度越大。(　　)
答案:第一個“快”指戰(zhàn)斗機的速度大,運動得快;第二個“快”指小轎車比公交車速度增加得快,即前者加速度大。
2.思維探究(1)“我國的隱形戰(zhàn)斗機飛得很快?！薄靶∞I車比公交車起步快。”以上兩句話中的“快”的含義各是什么?
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。
(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:圖線越陡峭,表明加速度越大;圖線越平緩,表明加速度越小。圖中圖線a的加速度比b的大。
(3)如圖所示,v-t圖像中圖線的斜率與加速度的大小有什么關系?a、b兩圖線的加速度哪個大?
要點一　對加速度的理解
圖甲中獵豹捕食時能在4 s內(nèi)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(nèi)停下來,圖丙中戰(zhàn)斗機以866 m/s的速度在空中勻速飛行。
試結合以上情境分析:(1)哪一個物體的速度變化量最大?
答案:(1)獵豹的速度變化量Δv1=vt-v0=30 m/s,蜻蜓的速度變化量Δv2=-9 m/s,戰(zhàn)斗機的速度變化量 Δv3=0,即獵豹的速度變化量最大。
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)符號不同表明兩者的加速度方向與速度方向關系不同,獵豹的加速度為正值,加速度與速度同向,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.對加速度概念的理解加速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量,即加速度是速度的變化率,描述速度變化的快慢,與速度大小、速度變化量無關。
2.速度、速度變化量、加速度的比較
[例1] 一輛汽車沿平直公路向東行駛,如圖是該汽車的速度計,在汽車內(nèi)的觀察者觀察速度計指針的變化,開始時指針指在如圖甲所示的位置,經(jīng)過5 s后指針指示到如圖乙所示的位置。對于該過程中的下列說法正確的是(　　)A.汽車做加速運動,加速度為2.8 m/s2B.汽車做減速運動,加速度為-2.8 m/s2C.汽車做加速運動,加速度為10 m/s2D.汽車做減速運動,加速度為-10 m/s2
(1)加速度是矢量,其正負表示方向。若加速度的方向與規(guī)定的正方向相同,則a>0;若加速度的方向與規(guī)定的正方向相反,則a0,方向與正方向相同,并非速度增大,反之亦然。(3)加速度a的方向與v的方向無直接關系,但與速度變化量Δv的方向一定相同。
[針對訓練1] 下列關于速度和加速度的說法中,正確的是(　　)A.物體的速度越大,加速度也越大B.物體的速度為零時,加速度也為零C.物體的速度變化量越大,加速度越大D.物體的速度變化越快,加速度越大
要點二　加速度對物體運動的影響
1.如圖甲、乙所示的兩種情境中,小車的速度如何變化?為什么?
答案:圖甲中加速度的方向與速度方向相同,小車速度越來越大,做加速運動;圖乙中加速度的方向與速度方向相反,小車速度越來越小,做減速運動。
2.若物體的加速度逐漸減小,速度一定減小嗎?若物體的加速度逐漸增大,速度一定增大嗎?答案:不一定。若加速度a與初速度v0同向,則物體的速度一定增大,這時若a逐漸減小,說明v增大得慢了;若加速度a與初速度v0反向,則物體的速度一定減小,這時若a逐漸增大,說明v減小得快了。
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,即
3.勻變速運動與物體運動的軌跡(1)物體的v-t圖像是傾斜直線的運動一定是勻變速運動。(2)勻變速運動中,若加速度方向與速度方向在同一條直線上,物體做勻變速直線運動。若加速度方向與速度方向不在同一直線上,物體做勻變速曲線運動,速度方向變化,但任意時間內(nèi)速度變化的方向不變。
[例2] 一個質(zhì)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,但加速度大小逐漸減小直至為零。則在此過程中(　　)A.速度逐漸減小,當加速度減小到零時,速度達到最小值B.速度逐漸增大,當加速度減小到零時,速度達到最大值C.位移逐漸增大,當加速度減小到零時,位移將不再增大D.位移逐漸減小,當加速度減小到零時,位移達到最小值
解析:由于加速度的方向始終與速度方向相同,無論加速度大小如何變化,速度一定增加,加速度逐漸減小,則速度增加變慢,當加速度減小到零時,速度不再增加,此時速度達到最大值,故A錯誤,B正確;由于質(zhì)點做方向不變的直線運動,所以位移逐漸增大,當加速度減小到零時,速度不為零,所以位移繼續(xù)增大,故C、D錯誤。
速度與加速度關系的易錯提醒(1)物體存在加速度,說明物體做變速運動,不一定是加速運動。(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,判斷的依據(jù)是加速度與速度的方向關系,同向加速,反向減速。
[針對訓練2] 如圖所示,汽車向右沿直線運動,原來的速度是v1,經(jīng)過一小段時間之后,速度變?yōu)関2,Δv表示速度的變化量。由圖中所示信息可知(　　)A.汽車在做加速直線運動B.汽車的加速度方向與v1的方向相同C.汽車的加速度方向與Δv的方向相同D.汽車的加速度方向與Δv的方向相反
解析:由題圖可知v1>v2,表示汽車做減速直線運動,選項A錯誤;Δv的方向與v1的方向相反,又加速度與Δv的方向相同,所以汽車的加速度方向與v1的方向相反,選項B、D錯誤,C正確。
要點三　v-t圖像和加速度
1.物體的速度-時間圖像為一條傾斜直線時,物體的加速度有何特點?如圖所示,甲、乙兩個質(zhì)點的加速度分別是多少?
2.如果v-t圖像是一條曲線,如圖所示,物體的運動有什么特點?
答案:曲線上某點的切線的斜率表示該時刻的瞬時加速度,圖中表明物體在做加速度逐漸減小的加速運動。
①圖線為直線時,物體的加速度大小和方向都不變。
②斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越小;斜率為零,加速度為零,即速度保持不變。圖中a的加速度大于b的加速度。
(2)曲線型的v-t圖像①在圖線上作某點的切線,切線的斜率表示對應時刻的瞬時加速度。
②圖線為曲線時,物體的加速度是變化的。切線斜率變大,則加速度變大,如圖甲中A、B圖線;切線斜率變小,則加速度變小,如圖乙中C、D圖線。
2.由v-t圖像確定加速度的方向(1)圖像斜率為正,表示加速度的方向與正方向相同;如圖甲、乙中各質(zhì)點的加速度均為正方向。
(2)圖像斜率為負,表示加速度的方向與正方向相反;如圖丙、丁中各質(zhì)點的加速度為負方向。
[例3]如圖為在定點跳傘項目中某運動員跳傘運動過程的v-t圖像,假設運動只在豎直方向,在t1時刻,速度達到v1時打開降落傘,做減速運動,在t2時刻以速度v2著地。其速度-時間圖像如圖所示。下列有關運動過程的分析正確的是(　　)A.在0～t1時間內(nèi)加速度增大,在t1～t2時間內(nèi)加速度減小B.在t1～t2時間內(nèi)運動員及其降落傘的加速度越來越小C.運動員在t1～t2時間內(nèi),加速度大小總是小于在0～t1時間內(nèi)的加速度大小D.t1～t2時間里,運動員的加速度方向豎直向下
解析:v-t圖像的斜率表示加速度,則在0～t1時間內(nèi)加速度恒定,在t1～t2時間內(nèi)加速度逐漸減小,故A錯誤;在 t1～t2時間內(nèi),由圖線的斜率可知加速度逐漸減小,故B正確;在t1～t2時間內(nèi)運動員的加速度大小等于圖線斜率的絕對值,開始階段大于0～t1時間內(nèi)的加速度,故C錯誤;由運動過程的v-t圖像可知,豎直向下為正方向,而t1～t2時間內(nèi)的加速度aaOA>aABD.OA段的加速度與速度方向相同,BC段的加速度與速度方向相反
模型·方法·結論·拓展
比值定義法——一種定義新物理量的方法比值定義法就是用兩個基本的物理量“之比”來定義一個新的物理量的方法。例如物質(zhì)的密度、電阻、速度、加速度等。該方法的基本特點是被定義的物理量往往反映物質(zhì)或運動的最本質(zhì)的屬性,它不隨定義所用物理量的大小取舍而改變。
解析:平均速度、加速度都是用比值法定義的,平均速度是描述物體某一過程位置變化快慢的物理量,與Δx、Δt無決定關系,故A錯誤,B正確;加速度是描述物體速度變化快慢的物理量,與Δv、Δt無決定關系,故C錯誤,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一樣的裝置,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其上的遮光條擋住,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)遮光條的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,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d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d的寬度為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=　　　　。?
答案:0.2 m/s　0.5 m/s　0.1 m/s2

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