2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第五節(jié) 速度變化的快慢 加速度學(xué)案 粵教版必修1

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1、第五節(jié)　速度變化的快慢　加速度 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握加速度的概念，能區(qū)分v、Δv、的區(qū)別，理解加速度的矢量性.2.知道什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，能根據(jù)速度和加速度的方向關(guān)系判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)． 一、加速度 1．定義：物體速度的變化(vt－v0)與完成這一變化所用時(shí)間t的比值． 2．公式：a＝. 3．物理意義：表示速度變化快慢的物理量． 4．單位：在國(guó)際單位制中，加速度的單位是米每二次方秒，符號(hào)是m/s2. 二、加速度的矢量性 加速度的方向：加速度是矢量，在直線運(yùn)動(dòng)中，若選取初速度v0的方向?yàn)檎较颍? (1)當(dāng)vt＞v0時(shí)，加速度a為正值，表明加速度的方向與初速度v0的方向相同

2、，物體在加速． (2)當(dāng)vt＜v0時(shí)，加速度a為負(fù)值，表明加速度的方向與初速度v0的方向相反，物體在減速． 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1．定義：如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)且其速度均勻變化(增大或減小)，該物體的運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)． 2．特點(diǎn)：因?yàn)槭呛愣?填“變化”或“恒定”)的，因此加速度不隨時(shí)間改變． 1．判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)加速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量．(　×　) (2)加速度是表示物體速度變化快慢的物理量．(　√　) (3)物體運(yùn)動(dòng)速度越大，加速度越大．(　×　) (4)物體速度變化越大，加速度越大．(　×　) (5)物體加速度的方向總與速度方向相同．(　×　)

3、 2．做直線運(yùn)動(dòng)的汽車，看到前面有險(xiǎn)情，立即緊急剎車，在2s內(nèi)速度從10m/s均勻減小到0，則汽車的加速度為________ m/s2. 答案　－5 一、對(duì)加速度的理解 下表列出了三種車輛起步后的速度變化情況 初速度 時(shí)間 末速度 自行車 0 5s 14m/s 小型轎車 0 20s 30m/s 旅客列車 0 100s 40m/s (1)哪種車輛速度變化大？哪種車輛速度增加得快？ (2)三種車輛的加速度分別為多大？ (3)由計(jì)算結(jié)果分析加速度與速度v、速度的變化量Δv有無(wú)必然聯(lián)系． 答案　(1)旅客列車速度變化大　自行車速度增加得快 (

4、2)三種車輛的加速度分別是 自行車a1＝＝m/s2＝2.8 m/s2 轎車a2＝＝m/s2＝1.5 m/s2 列車a3＝＝m/s2＝0.4 m/s2 (3)加速度a與速度v、速度變化量Δv無(wú)必然聯(lián)系． 1．v、Δv、意義的比較 v描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢；Δv描述運(yùn)動(dòng)速度變化的多少；描述運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢(也叫速度對(duì)時(shí)間的變化率)． 2．對(duì)加速度定義式a＝的理解 a＝只是加速度a的定義式，不是決定式，加速度a與v、Δv沒(méi)有必然的聯(lián)系． (1)v大，a不一定大，比如勻速直線飛行的飛機(jī)速度很大，但加速度卻為零；v小，a也不一定小，如射擊時(shí)火藥爆炸瞬間，子彈的速度v可以看成零，這時(shí)加

5、速度卻很大． (2)速度變化量Δv大，加速度a不一定大，比如列車由靜止到高速行駛，速度變化量很大，但經(jīng)歷時(shí)間也長(zhǎng)，所以加速度并不大． (3)速度變化得快，即大，表示單位時(shí)間內(nèi)速度變化量大(或速度的變化率大)，加速度才大． 例1　(多選)由加速度的定義式a＝可知(　　) A．a(chǎn)與Δv成正比，與Δt成反比 B．物體的加速度大小可根據(jù)Δv與Δt的比值計(jì)算出來(lái) C．a(chǎn)的方向與Δv的方向相同，與v的方向無(wú)關(guān) D.叫速度的變化率，就是加速度 答案　BCD 解析　公式a＝是加速度的定義式，是采用比值定義法定義的，不是決定式，所以a與Δv、Δt無(wú)關(guān)，只是a的大小可根據(jù)Δv與Δt的比值計(jì)算出來(lái)

6、，且a的方向與Δv的方向相同，與v的方向無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B、C正確；是速度的變化率，根據(jù)加速度的定義可知，就是加速度，故D正確． 例2　(2019·淇濱高中月考)足球以8m/s的速度飛來(lái)，運(yùn)動(dòng)員把它以12 m/s的速度反向踢出，踢球時(shí)間為0.2s，設(shè)球飛來(lái)的方向?yàn)檎较颍瑒t足球在被踢出這段時(shí)間內(nèi)的加速度是(　　) A．－100 m/s2 B．100 m/s2 C．20 m/s2 D．－20 m/s2 答案　A 解析　由題意知v0＝8m/s，vt＝－12 m/s，根據(jù)加速度的定義式得a＝＝m/s2＝－100 m/s2，負(fù)號(hào)表示足球加速度方向與初速度方向相反，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，A正確．

7、 加速度的計(jì)算 1．規(guī)定正方向．一般選初速度v0的方向?yàn)檎较颍? 2．判定vt的方向，確定vt的符號(hào)． 3．利用公式a＝計(jì)算．要注意速度反向情況下，速度變化量的計(jì)算． 針對(duì)訓(xùn)練1　如圖1，爆炸性的加速度往往是跑車的賣點(diǎn)．某品牌跑車由靜止加速至100km/h，只需4.2s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 圖1 (1)求該品牌跑車的平均加速度大?。? (2)假設(shè)普通私家車的平均加速度為3m/s2，求它由靜止加速至100 km/h需要的時(shí)間． 答案　(1)6.61m/s2　(2)9.26s 解析　(1)v＝100 km/h＝ m/s≈27.78 m/s，平均加速度a＝＝ m/

8、s2≈6.61 m/s2； (2)所需時(shí)間t′＝＝＝9.26s. 二、加速度方向與速度方向的關(guān)系 如圖2為蜻蜓、火箭的運(yùn)動(dòng)示意圖． 圖2 圖甲：以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內(nèi)停下來(lái)． 圖乙：火箭發(fā)射10s內(nèi)速度由0增加到100m/s. (1)計(jì)算蜻蜓和火箭加速度的大小并說(shuō)明誰(shuí)的速度變化快？ (2)分析蜻蜓和火箭的加速度方向與速度方向的關(guān)系． (3)試根據(jù)上述情景和問(wèn)題討論在直線運(yùn)動(dòng)中物體做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)的條件是什么？ 答案　(1)11.4m/s2　10 m/s2　蜻蜓的速度變化快 (2)蜻蜓的加速度方向與速度方向相反；火箭的加速度方向與速度方向相

9、同． (3)在直線運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)． 1．判斷物體速度的大小變化，不必去管加速度大小，只需看加速度的方向與速度的方向是否相同．若加速度方向與速度的方向相同，則物體一定加速；若加速度方向與速度的方向相反，則物體一定減速．具體情況概括如下： 2．判斷物體速度變化的快慢，只需看加速度的大?。矬w的加速度大，則表明物體的速度變化較快；加速度小，則表明物體的速度變化較慢． 注意：不能根據(jù)加速度的正、負(fù)來(lái)判斷物體做加速運(yùn)動(dòng)還是做減速運(yùn)動(dòng)，要根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系來(lái)判斷．例如做直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻物體的速

10、度v＝－5m/s，加速度a＝－1 m/s2，則物體沿與規(guī)定的正方向相反的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)． 例3　一質(zhì)點(diǎn)自原點(diǎn)開始在x軸上運(yùn)動(dòng)，初速度v0>0，加速度a>0，當(dāng)a值不斷減小直至為零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的(　　) A．速度不斷減小，位移不斷減小 B．速度不斷減小，位移繼續(xù)增大 C．速度不斷增大，當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大，位移不斷增大 D．速度不斷減小，當(dāng)a＝0時(shí)，位移達(dá)到最大值 答案　C 解析　由于初速度v0>0，加速度a>0，即速度和加速度同向，不管加速度大小如何變化，速度都是在增加的，當(dāng)加速度減小時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)速度的增加量減小，當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大值，位移不斷增大． 例4　物體A

11、、B做直線運(yùn)動(dòng)，A的加速度為3m/s2，B的加速度為－5 m/s2，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體A的加速度比物體B的加速度大 B．物體B的速度變化比物體A的速度變化快 C．物體A的速度一定在增加 D．物體B的速度一定在減小 答案　B 解析　比較加速度的大小應(yīng)比較它們的絕對(duì)值，物體A的加速度比物體B的加速度小，物體B的速度變化較快，A錯(cuò)，B對(duì)；當(dāng)加速度與初速度方向相同時(shí)，物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，反之則做減速直線運(yùn)動(dòng)，本題由于不知A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)方向與其加速度方向的關(guān)系，故不能確定它們是做加速運(yùn)動(dòng)還是做減速運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)． 1．物體存在加速度，表明物體在做變速運(yùn)動(dòng)，但不一定

12、做加速運(yùn)動(dòng)． 2．物體做加速運(yùn)動(dòng)還是做減速運(yùn)動(dòng)，不能根據(jù)加速度的正、負(fù)來(lái)判斷，要根據(jù)加速度的方向與速度的方向的關(guān)系來(lái)判斷． 1．(對(duì)加速度的理解)(多選)下列關(guān)于加速度的描述中，正確的是(　　) A．加速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化 B．當(dāng)加速度與速度方向相同且又減小時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng) C．速度方向?yàn)檎铀俣确较蚩赡転樨?fù) D．速度變化越來(lái)越快，則加速度越來(lái)越大 答案　ACD 解析　由加速度的定義可知，A正確；加速度與速度方向相同時(shí)，雖然加速度減小，但仍是加速，B錯(cuò)誤；速度方向?yàn)檎?，加速度的方向可正可?fù)，C正確；速度變化越快，加速度越大，D正確． 2．(加速度、速度

13、、速度變化量的比較)(2018·朔州市高一檢測(cè))在下面所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)情況中，不可能出現(xiàn)的是(　　) A．物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度很大，并且加速度很大 B．物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度很小，而加速度很大 C．物體在某一時(shí)刻速度為0，而加速度不為0 D．做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，當(dāng)物體加速度減小時(shí)，其速度也減小 答案　D 3．(加速度對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響)(多選)雨滴從高空由靜止開始沿直線下落，由于受到空氣阻力作用，其加速度逐漸減小，直到變?yōu)榱?，在此過(guò)程中雨滴的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．速度逐漸減小，加速度為零時(shí)，速度最小 B．速度逐漸增大，加速度為零時(shí)，速度最大 C．速度的變化

14、率越來(lái)越小 D．速度與加速度的方向相反 答案　BC 解析　雨滴做加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向和速度方向相同，只要加速度不為零，速度就增大，加速度減到零時(shí)，雨滴速度最大，之后變?yōu)閯蛩?，A、D錯(cuò)，B對(duì)；加速度即為速度的變化率，加速度減小，所以速度的變化率也減小，C對(duì)． 4．(加速度的計(jì)算)2016年6月24日至26日，世界女排大獎(jiǎng)賽在中國(guó)香港站的比賽中某運(yùn)動(dòng)員跳起將速度為20m/s水平飛來(lái)的排球迎面擊出，排球以30 m/s的速率水平返回(如圖3)，假設(shè)排球被擊打過(guò)程中的平均加速度大小為200m/s2，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球的擊打時(shí)間為(　　) 圖3 A．0.05s B．0.25s C．0.1

15、s D．0.15s 答案　B 解析　規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍? 根據(jù)加速度的定義式a＝＝ 得：Δt＝＝s＝0.25s. 一、選擇題 考點(diǎn)一　加速度 1．對(duì)于一個(gè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在它靜止前，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．速度越來(lái)越小 B．速度越來(lái)越大 C．加速度越來(lái)越小 D．加速度越來(lái)越大 答案　A 解析　因?yàn)槭莿驕p速直線運(yùn)動(dòng)，故物體運(yùn)動(dòng)的加速度a保持不變，由vt＝v0＋at知，當(dāng)a為負(fù)值時(shí)，vt逐漸變小，所以B、C、D錯(cuò)誤，A正確． 2．關(guān)于加速度的概念，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．加速度不為零，物體的速度一定增大 B．加速度反映了速度變化的大小 C．

16、加速度反映了速度變化的快慢 D．加速度為正值，表示速度的大小一定越來(lái)越大 答案　C 解析　加速度是描述速度變化快慢的物理量，大小等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，B錯(cuò)誤，C正確；速度越來(lái)越大的條件是加速度與速度方向相同，但加速度為正值時(shí)，加速度不一定與速度同向，A、D錯(cuò)誤． 3．若汽車的加速度方向與速度方向相反，當(dāng)加速度增大時(shí)(　　) A．汽車速度增加得越來(lái)越慢 B．汽車速度增加得越來(lái)越快 C．汽車速度減小得越來(lái)越快 D．汽車速度減小得越來(lái)越慢 答案　C 解析　汽車的加速度方向與速度方向相反，汽車在做減速運(yùn)動(dòng)，速度減??；加速度增大，汽車速度減小得越來(lái)越快，C正確． 4．(多選)

17、(2018·杭州市期中)一質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的速度大小為2m/s,2 s后的速度大小變?yōu)? m/s，則下列判斷正確的是(　　) A．該質(zhì)點(diǎn)的速度變化量的大小一定為2m/s B．該質(zhì)點(diǎn)的速度變化量的大小可能大于2m/s C．該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小一定為1m/s2 D．該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小可能大于1m/s2 答案　BD 解析　規(guī)定初速度方向?yàn)檎较?，則初速度v0＝2m/s，而末速度可能是vt＝4 m/s，也可能是vt′＝－4m/s，故速度變化量Δv可能為2 m/s或－6 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)加速度的定義式a＝可得，加速度可能為1m/s2或－3 m/s2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 考點(diǎn)二　速

18、度　速度變化量和加速度的對(duì)比 5．(多選)如圖1所示，結(jié)合圖片中說(shuō)明的情景及數(shù)據(jù)，以下判斷正確的是(　　) 圖1 A．高速行駛的磁懸浮列車的加速度可能為零 B．汽車剎車至靜止時(shí)，如果初速度很大，其加速度一定也很大 C．在炮膛中點(diǎn)燃火藥后的炮彈的瞬時(shí)速度、加速度可能均為零 D．百米賽跑中，運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)速度很小，但加速度很大 答案　AD 6．(2019·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考)關(guān)于速度與加速度的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體的速度為零，則物體的加速度也為零 B．物體速度的方向，就是物體加速度的方向 C．物體的速度變化越大，則物體的加速度越大 D．物體的速度變化越快

19、，則物體的加速度越大 答案　D 7．(多選)關(guān)于速度和加速度的說(shuō)法正確的是(　　) A．甲物體比乙物體速度大，則甲的加速度一定比乙的大 B．甲物體的加速度比乙物體大，則甲一定比乙的速度變化快 C．加速度逐漸減小，而速度逐漸增大是不可能的 D．可能存在加速度方向不變，而速度方向改變的情況 答案　BD 8．表中列出了一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度，觀察分析表中數(shù)據(jù)，判斷下列說(shuō)法正確的是(　　) 一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度a/(m·s－2) 炮彈在炮筒中5×104 賽車起步4.5 跳傘者著陸時(shí)－24.5 汽車起步約2 噴氣式飛機(jī)著陸后滑行－5～－8 無(wú)軌電車起步約1.8 汽車急剎車－

20、4～－6 旅客列車起步約0.35 A.炮彈的速度變化最大 B．跳傘者著陸時(shí)的速度變化比汽車急剎車時(shí)的速度變化慢 C．賽車的速度比汽車的速度大 D．噴氣式飛機(jī)著陸后滑行過(guò)程中的加速度方向與速度方向相反 答案　D 9.如圖2所示，一個(gè)彈性小球在光滑水平面上以5m/s的速度向左垂直撞到墻上，碰撞后小球以大小為3 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，碰撞時(shí)間為0.01s，碰撞過(guò)程中加速度不變．則碰撞前后小球的速度變化量Δv及加速度a分別為(以向左為正方向)(　　) 圖2 A．2 m/s,200 m/s2 B．8 m/s，－800 m/s2 C．8 m/s,800 m/s2 D．－8 m/

21、s，－800 m/s2 答案　D 二、非選擇題 10．一質(zhì)點(diǎn)以某一加速度沿直線從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在A點(diǎn)時(shí)速度為3m/s，到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)?2 m/s，此過(guò)程歷時(shí)6s；到B點(diǎn)后又以另一加速度沿直線勻減速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)并停下來(lái)，此過(guò)程歷時(shí)6s．求： (1)質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中加速度的大?。? (2)質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中的加速度． 答案　(1)1.5m/s2　(2)2 m/s2，方向由C指向B 解析　(1)由A到B的過(guò)程中，a1＝＝m/s2＝1.5 m/s2. (2)由B到C的過(guò)程中，a2＝＝m/s2＝－2 m/s2， 負(fù)號(hào)表示加速度方向與B點(diǎn)的速度方向相反，即由C指向B.

22、 11.為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，某同學(xué)在滑塊上安裝了寬度d＝2 cm的遮光板，如圖3所示．然后利用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門所用的時(shí)間為Δt1＝0.1s，通過(guò)第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.05s，遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為t＝2s，試計(jì)算滑塊的加速度大小． 圖3 答案　0.1m/s2 解析　設(shè)遮光板通過(guò)兩光電門的速度分別為v0、vt， 則v0＝＝m/s＝0.2 m/s， vt＝＝m/s＝0.4 m/s， 則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝＝m/s2＝0.1 m/s2. 12.如圖4所示，足球運(yùn)動(dòng)員在點(diǎn)球時(shí)，球獲得30

23、m/s的速度并做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)腳與球作用時(shí)間為0.1 s，球又在空中飛行0.3 s后被守門員擋出，守門員雙手與球接觸時(shí)間為0.1 s，且球被擋出后以10 m/s的速度沿原路彈回，求： 圖4 (1)點(diǎn)球的瞬間，球的加速度的大小； (2)守門員接觸球瞬間，球的加速度的大小． 答案　(1)300m/s2　(2)400 m/s2 解析　(1)設(shè)點(diǎn)球后瞬間球飛行的方向?yàn)檎较颍? 點(diǎn)球瞬間，球的加速度為： a1＝＝m/s2＝300 m/s2 (2)守門員接觸球瞬間，球的加速度為： a2＝＝m/s2＝－400 m/s2， 負(fù)號(hào)表示加速度方向與規(guī)定的正方向相反． 12