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1、速度改變快慢的描述 加速度
基礎(chǔ)知識導(dǎo)引
1.理解加速度是表示速度變化快慢的物理量,理解定義、公式,符號和單位.
2.理解加速度是矢量,并掌握加速度的方向與速度變化方向之間的關(guān)系.
3.理解什么樣的運動是勻變速直線運動,并掌握判斷勻變速運動的方法,能借助于v-t圖象理解加速度的意義.
教材內(nèi)容全解
知識的發(fā)生:討論物體沿一直線運動的時候,會發(fā)現(xiàn)物體的速度隨時間的變化有不同的方式.第一種是物體速度不變,為勻速運動;另一種物體速度隨時間變化如圖2—5—1和2—5—2所示.根據(jù)v-t圖的意義可以看出,2—5—1圖中,每隔相同時間,速度的增加量相同,而2—
2、5—2圖中,每隔相同時間速度的減小量相同,這兩種運動物體的速度都隨時間在變化,在圖象中,圖線的“斜率”大速度變化就快.為了描述物體的速度變化快慢的程度,引入加速度的慨念.下面兩圖,速度變化的快慢程度是恒定的,如果物體的速度隨時間如圖2—5—3所示變化,顯然,速度隨時間的增加越來越快.
1.加速度的概念
(1)定義:加速度表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時間的比值.
(2)大?。涸O(shè)記時開始時的速度,經(jīng)過t s,速度為,速度增加為
單位為
當(dāng),表示速度增加,a>0,用矢量圖表示△v為:如圖2—5—4
當(dāng),
3、表示速度在減小,a<0,用矢量圖表示△v為:如圖2—5—5
(3)物體的速度是矢量,速度的變化也是矢量,以初速度的方向為正.若速度變化△v為正,表示速度增加,加速度為正.因此加速度的方向應(yīng)和△v的方向始終相同,這樣對于物體作加速運動時,加速度a和v的方向相同.
(4)注意區(qū)別
①加速并不是增加出來的速度.
②加速度的方向與初速度和末速度方向沒有直接關(guān)系.
③加速度的方向一定與速度的變化方向相同.
④速度大和加速度大是完全不同的兩個概念,速度大表示運動的速度快,加速度大表示速度的變化快.速度很大的物體運動時速度可以不變,即加速度為0
4、,加速度很大的物體速度可以為0.
2.加速度的計算
(1)勻速直線運動的加速度計算,因為速度恒定不變,所以a=0
(2)勻加速、勻減速運動的加速度計算:
例1 物體沿一直線做勻加速運動,經(jīng)過3s,速度達到了9m/s,求加速度.
例2 物體沿一直線以v=12m/s做勻減速運動,經(jīng)過2秒,速度減為6m/s,求加速度.
首先規(guī)定速度的正方向,
解例1:,,△v=6m/s,
解例2:,,△v=-6m/s,
“+”、“-”分別表示加速運動和減速運動
3.一般變速運動物體的加速度
當(dāng)一物體沿一直線運動時的速度隨時
5、間的關(guān)系如圖2—5—6所示,從圖中容易看出:0—1秒內(nèi),速度變化2 m/s,1—2 s內(nèi),速度變化4 m/s,
可以看出,隨時間的推移,相同的時間內(nèi)的速度變化越來越大.因此,定性討論一般變速運動物體的加速度,就可以根據(jù)這種方法來討論.
典型例題分析
例1 關(guān)于物體的加速度,下列說法正確的是( )
A.物體的加速度越大,則物體的運動速度就越大
B.物體只要有加速度,速度的大小一定在增加
C.物體速度為零的時候,物體的加速度就一定為零
D.物體加速度的方向可能與物體的速度方向相同或相反
解析 這是一個加深對加速度概念理
6、解的訓(xùn)練題,要依加速度的定義就比較容易得到答案.A選項是錯的,加速度大表示速度變化快,并不表示速度大;B選項也是錯的.加速度是描述速度的變化,并不是速度增加才有加速度;C選項成立的話,那么一靜止的物體就永遠不會運動起來.顯然D選項是正確的.
點評 從這一問題看出,要準確理解物體具有加速度的內(nèi)涵,是解決問題的關(guān)鍵.
例2 甲、乙兩物體沿同直線運動,v-t圖線如圖2—5—7所示.
下列說法正確的有( )
A.甲、乙兩物體運動方向不同
B.甲、乙兩物體運動時離t=0時刻的位置越來越遠
C.t=2s時刻,兩物體相遇了
D.甲
7、、乙兩物體的運動方向相同,2s前,兩物體之間的距離越來越大.
解析 從v-t圖象中獲得有關(guān)信息,首先要比較深刻理解v-t圖線的含義,并能和s-t圖象進行區(qū)別.根據(jù)這種思想方法得,A、C是錯誤的,實際上甲、乙勻變速沿一直線運動,只不過甲做加速,乙做減速運動,t=2秒時速度相同.根據(jù)圖線與坐標軸圍成的面積的物理意義,可以得到,B、D選項是正確的.
答案 BD
點評 理解v-t圖線的含義,是討論這樣的問題依據(jù).
例3 起重機豎直吊起一貨物,貨物的速度隨時間的關(guān)系如圖2—5—8,物體上升運動有幾個過程?每一階段的加速度大小多少?6s內(nèi)上升的高度是多少?
8、 解析 根據(jù)v-t圖象的物理意義得,
0—2s內(nèi)△v=4m/s,所以,勻加速運動
2—5s內(nèi)△v=0,a=0,勻速運動,
5—6s內(nèi)△v=(0-4)m/s=-4 m/s,勻減速運動
上升的高度應(yīng)為圖線下圍成的“面積”所表示,.
從這個v-t可以分析得到,物體在不同階段的運動情況不同,也可求出物體的加速度,求出運動的位移。
點評 不同的運動階段遵守不同的規(guī)律,要運用不同的公式,是解決問題的重要方法,同學(xué)要加以總結(jié).
【同步達綱練習(xí)】
1.關(guān)于物體沿直線運動的速度和加速度的說法正確的有( )
A.
9、物體運動時,加速度增大,速度必定增大
B.物體可以具有向東的速度,而它的加速度的方向向西
C.物體加速度的方向一定和速度變化的方向相同
D.物體運動時,加速度在減小,速度可能會增大
2.一質(zhì)點做直線運動,并選定運動的方向為坐標的正方向,某時刻它的加速度a>0,位移s>0,若從此時刻開始,使質(zhì)點的加速度逐漸減小到零則( )
A.質(zhì)點的速度逐漸減小,直到加速度變?yōu)榱銥橹?
B.質(zhì)點的速度逐漸增大,直到加速度變?yōu)榱銥橹?
C.質(zhì)點的位移繼續(xù)增大,直到加速度變?yōu)榱銥橹?
D.質(zhì)點的位移繼續(xù)增大,直到速度等于零為止
10、 3.有A、B、C三個質(zhì)點從同一位置沿一直線作直線運動,它們的位移隨時間的關(guān)系如2—5—9所示,根據(jù)圖象的知識分析可得到 ( )
A.質(zhì)點A做加速直線運動
B.質(zhì)點B做勻速直線運動
C.三個質(zhì)點在時間內(nèi)的平均速度相同
D.三個質(zhì)點在時內(nèi)的平均速率是不同的
4.一質(zhì)點沿曲線運動,在A、B兩點的速度大小均為5 m/s,如圖2—5—10所示,物體運動中的加速度是否為零?為什么?
5.物體做勻加速直線運動,如果加速度為,那么在任何一時間內(nèi)( )
A.物體的末速度一定等于初速度的2倍
B.物體的末速度一定比
11、初速度大2m/s
C.物體這一秒的初速度一定比前一秒的末速度大2m/s
D.物體這一秒的末速度一定比前一秒的初速度大2m/s
6.如圖2—5—11所示,是某一個質(zhì)點運動的v-t圖象,請回答下列問題:
(1)質(zhì)點在AB、BC、CD段的過程中各做什么運動?
(2)AB、CD段的加速度各是多少?
(3)質(zhì)點在2s末的速度多大?
【參考答案】
1.B、C、D (點撥:閱讀教材理解加速度的物理意義)
2.B、C (點撥:認真區(qū)別加速度、位移和速度三者之間的關(guān)系)
3.A、C、D (點撥:理解位移、路程、平均速度、平均速率之間的聯(lián)系與區(qū)別)
4.不為零,速度變化了,因為方向變了, (點撥:速度是矢量)
5.B (點撥:準確掌握加速度的含義就能解決)
6.(1)AB勻加速,BC勻速,CD勻減速
(2)AB段,CD段(負表示減速)
(3)2秒末的速度為4m/s (點撥:根據(jù)圖象的物理意義分析能得到結(jié)果)