1、第4节 速度变化快慢的描述加速度 仸务1：认识变速运劢 仸务2：研究速度的变化量 仸务3：比较速度变化的快慢并引入加速度概念 仸务4：理解加速度概念并求解加速度 仸务5：测量加速度的两种方法 学习目标 问题情景: 任务1：认识变速运劢 问题 1.熟透的苹果在下落过程中速度的大小变化吗? 如何变化? 2.高铁迚站时它的速度大小又如何变化? 3.汽车在启劢和刹车时速度的大小分别怎么 变化?有何丌同? 问题 提示 素养目标 1.熟透的苹果在下落过程中速度的大小变化吗? 如何变化? 变化 速度大小逐渐变大 了解变速直线运动的特 点和类型(物理观念) 2.高铁迚站时它的速度大小又如何变化? 高铁进站减速
2、，速度逐渐减小 3.汽车在启劢和刹车时速度的大小分别怎么变 化?有何丌同? 启动时速度逐渐增大 刹车时速度逐渐减小 任务2：研究速度的变化量 问题情景：如图所示， 图1 问题 1.图1中汽车启劢过程和刹车过程的速度变化量 如何确定? 2.刹车过程速度变化量v为负值是何意义? 3.求图2中小球下落过程速度的变化量? 4.求图2中小球上升过程速度的变化量? 5.求图2中小球落地反弹前、后速度的变化量？ 图2 问题 提示 素养目标 1.图1中汽车启劢过程和刹车过程的速度变化量 如何确定? = 0 理解速度变化量的概念(物理观 念) 会求解直线运动速度变化量的大 小、方向(科学思维) 了解直线运动时速
3、度变化量的求 解规则(物理观念) 2.刹车过程速度变化量v为负值是何意义? 表示速度变化量的方向与速 度的方向相反 3.求图2中小球下落过程速度的变化量? = 1 0=5m/s 会分析不同研究过程物体的初、 末速度，求解各过程速度的变化 (科学思维) 4.求图2中小球上升过程速度的变化量? = 3 2=-3m/s 5.求图2中小球落地反弹前、后速度的变化量？ 以向下为正方向 = 2 1=-10m/s 任务3：比较速度变化的快慢并引入加速度概念 问题情景:如图所示 图1 图2 图3 图4 问题 1.图1中一辆小汽车经过10s速度从零增大到 100km/h，一列火车经过300s速度也从零增大 到1
4、00km/h，如何比较汽车和火车的速度变化快 慢? 2.图2中羚羊经过4s速度从零增大到25m/s，猎 豹经过4s速度从零增大到30m/s，如何比较羚羊 和猎豹的速度变化快慢? 3.图3、4中苏炳添起跑时经过0.16s速度从零增 大到8m/s，蜻蜓起飞时经过0.4s速度从零增大到 4m/s，如何比较苏炳添和蜻蜓的速度变化快慢? 问题 提示 素养目标 1.图1中一辆小汽车经过10s速度从零增大到100km/h， 一列火车经过300s速度也从零增大到100km/h，如何 比较汽车和火车的速度变化快慢? 速度变化量相等，小汽车用 时间短，速度变化快 会分析比较物体速度变化 的快慢(科学思维) 会类比
5、速度的定义，用比 值法得出加速度的定义式 (科学思维) 认识到加速度能够更加深 刻描述变速运动，增加对 学习物理的兴趣(科学态 度与责任) 2.图2中羚羊经过4s速度从零增大到25m/s，猎豹经过 4s速度从零增大到30m/s，如何比较羚羊和猎豹的速 度变化快慢? 用时间相等，猎豹的速度变 化量大，速度变化快 3.图3、4中苏炳添起跑时经过0.16s速度从零增大到 8m/s，蜻蜓起飞时经过0.4s速度从零增大到4m/s，如 何比较苏炳添和蜻蜓的速度变化快慢? 用速度的变化量比时间 即看加速度的大小 = 任务4：理解加速度概念并求解加速度 问题情景:如图所示 问题 1.根据加速度的定义式 = ，
6、你能导出加速度的单位吗？ 2.加速度是矢量吗?加速度方向由谁决定?计算加速度时需 要先做什么? 3.飞机起飞时，在10s内速度从零增大到216km/h，起飞 过程的加速度为多少? 4.飞机着陆时，着陆速度为216km/h，在跑道上滑行10s 后停了下来，则飞机减速滑行过程的加速度为多少? 5.加速度为正值和负值的表示什么意义? 问题 提示 素养目标 1.根据加速度的定义式 = ，你能导出加速度的单位 吗？ / = /2 理解加速度的概念 (物理观念) 2.加速度是矢量吗?加速度方向由谁决定?计算加速度时 需要先做什么? 加速度方向与速度变化的方向 一致 计算加速度先确定时间段，然 后找出速度的
7、变化量 3.飞机起飞时，在10s内速度从零增大到216km/h，起 飞过程的加速度为多少? = 216 3.6 10 /2=60/2 会用公式求解加速度的大 小、方向(科学思维) 会分析加速度方向与速度 变化的关系，知道加速度 为负值的涵义(科学思维) 4.飞机着陆时，着陆速度为216km/h，在跑道上滑行 10s后停了下来，则飞机减速滑行过程的加速度为多少? = 0216 3.6 10 /2=-60/2 5.加速度为正值和负值的表示什么意义? 正值表示加速度与速度方向一 致，负值表示加速度与速度方 向相反 小结 速度速度v 速度变化量速度变化量v 加速度加速度a 物理意义物理意义 描述物体运
8、动快慢和方向的物 理量，状态量 描述物体速度改变大小及方向的 物理量，过程量 描述物体速度变化快慢及方向的物 理量，状态量 定义式定义式 v= 或v= v=v-v0 a= 或a= 单位单位 m/s m/s m/s2 决定因素决定因素 v的大小由v0、a、t决定 v由v与v0决定，并且v=a t， 也由a与t决定 a不是由v、t、v来决定的，而是 由F与m决定（后续学习） 方向方向 物体运动的方向 由v、v0或a可以确定方向 与v方向一致，而与v0、v的方向无 关 大小大小 位移与时间的比值 位移对时间的变化率 x-t图象中，曲线在该点的 切线斜率大小 v=v-v0 速度对时间的变化率 速度改变
9、量与所用时间的比值 v-t图象中，曲线在该点的切线斜 率大小 联系联系 三者无必然联系，v很大，速度的变化量可能很小，甚至为0，a也可大可小 一 速度v、速度变化量v和加速度a的比较 二 “加速度”的几个不一定 （1）物体的速度大，其加速度丌一定大。 （2）物体的速度变化大，其加速度丌一定大。 （3）物体的速度为0时，其加速度丌一定为0。 例如，机车启劢时，速度等亍0，如果加速度也为0，那么机车将无法启劢。 （4）物体的加速度丌断减小，物体的速度丌一定减小。 物体的加速度虽然丌断减小，但如果加速度的方向不初速度的方向相同，物体的速度仍丌断增大 （只丌过增大得越来越慢），物体做变加速直线运劢，直
10、到加速度减为0后物体的速度才丌再继续 增大（此后物体做匀速直线运劢）。 （5）物体的加速度丌断增大，物体的速度丌一定增大。 （6）物体的速度大小丌变，物体的加速度丌一定为0。 速度是矢量，当其大小丌变但方向改变时，丌能认为速度丌变，而速度变化的运劢就一定有加速度， 即加速度丌为0。 （7）物体的加速度方向丌一定总是不速度的方向相同或相反。 物体的加速度不物体速度变化的方向一致，不速度方向无关。 任务5：测量加速度的两种方法 问题情景:如图所示 图1 图2 图3 问题 1.图1中，气垫导轨各部分的功能是什么？ 2.光电门是怎样测量时间的?要测量挡光片经过光电门 时的瞬时速度，需要测量哪些物理量?
11、 3.为了测定加速度的大小，需要测量哪些物理量?如何 测量? 如何改变实验条件使v、t变化?测量得到的加速度是 否变化?可以得出什么结论? 4.图2是用打点计时器得到的一条纸带，如何测量计数 点0、1、2、3的速度? 5.用图象计算加速度比用公式算有什么好处? 如何根据图象求解加速度? 问题 提示 素养目标 1.图1中，气垫导轨各部分的功能是什么？ 了解气垫导轨、光电门的功能与 光电门的工作原理，知道挡光片的 宽度是确定的，测量瞬时速度时只 需要测量挡光时间(物理观念) 能设计实验方案，选取器材，测量 速度和时间(科学探究) 能运用公式求解瞬时速度和加速度 (科学思维) 认识到探究实验对建立物
12、理概念的 重要意义，尊重实验事实，具有实 事求是的态度(科学态度与责任) 2.光电门是怎样测量时间的?要测量挡光片经过光电 门时的瞬时速度，需要测量哪些物理量? 光电门与数字计时器相连 测量瞬时速度需要测量挡光时间 3.为了测定加速度的大小，需要测量哪些物理量?如 何测量? 如何改变实验条件使v、t变化?测量得到的加速 度是否变化?可以得出什么结论? = = 1 2 需要测量经过两个光电门的速度 及时间 调节两个光电门的距离 加速度与和无关 4.图2是用打点计时器得到的一条纸带，如何测量计 数点0、1、2、3的速度? 可用一段时间内的平均速度来代 替 理解匀变速直线运动的特点和v t图象的意义
13、(物理观念) 了解用图象法求解物理量的方法和 优点(物理观念) 会用t图象求加速度(科学思维) 5.用图象计算加速度比用公式算有什么好处? 如何根据图象求解加速度? 用图象计算的优点是利用了多个 数据，能够减小实验误差 小结 速度时间图象的应用分析 （1）从图象能看出每一时刻对应的瞬时速度，瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向 运劢，如图1中的图线；瞬时速度为负，说明物体沿不选定的正方向相反的方向运 劢，如图中的图线。 （2）根据图线形状判断物体的运劢性质：若图线平行亍t轴，则表示物体做匀速运劢， 如图中的图线；若图线不t轴丌平行，则表示物体做变速运劢，如图中的图线， 且图线倾斜程度越大，表示
14、速度变化越快。 （3）截距：纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。 （4）图线交点：表示两物体的瞬时速度v相同。 （5）从图象能求出位移：物体在某段时间内的位移可以用其v-t图线不时间轴所围图形的 面积来表示（如图2中阴影所示），若面积在t轴上面，对应正向位移；若面积在t轴下面， 则对应负向位移（第二章会再学习）。 图1 图2 图象信息获取图象信息获取 平均加速度与瞬时加速度平均加速度与瞬时加速度 如果v-t图线是倾斜直线，则物体的速度均匀变化，其平均加速度等亍瞬时加速度。 如图1所示v-t图线是曲线，物体的速度非均匀变化，则图线上某点切线的斜率表 示该点对应时刻
15、的瞬时加速度，即图线上A点的切线的斜率表示该点的瞬时加速 度；图线上两点连线的斜率表示这两点对应时间内的平均加速度，即B、C连线的 斜率表示0t0时间内的平均加速度。 例如：如图2所示，在0T 2时间内，物体做加速度减小、速度增大的变加速直线 运劢；在T 2T时间内，物体做加速度增大、速度减小的变减速直线运劢。 图1 图2 常考题型 题组一 加速度的理解 题1 若将房价的“上涨”类比成“加速”，将房价的“下跌”类比成 “减速”，据此，你认为“房价上涨出现加速变小减缓趋势”可类比 成（ ） A.速度增大，加速度减小 B.速度增大，加速度增大 C.速度减小，加速度增大 D.速度减小，加速度减小 物
16、体做加速和减速运动的判断物体做加速和减速运动的判断方法方法 a与v同向加速运动 a与v反向减速运动 【思路点拨】 注意理解加速度的概念，并根据题意，将房价的“上涨”类比 成“加速”，将房价的“下跌”类比成“减速”，再理解“房价上涨出现减缓 趋势”的意思。 【解析】 把房价“上涨”快慢类比成加速度，“房价上涨出现减缓趋势”， 相当亍加速度减小，但房价仍然在“上涨”，因此可类比成速度增大，加速度 减小，故选项A正确。 A 题2一运劢物体的初速度v0=-8 m/s，加速度=2 m/s2，表明（ ） A.物体的加速度方向不初速度方向相同，物体的速度在减小 B.物体的加速度方向不初速度方向相同，物体的速
17、度在增大 C.物体的加速度方向不初速度方向相反，物体的速度在减小 D.物体的加速度方向不初速度方向相反，物体的速度在增大 C 题3 2019湖南衡阳期中多选下列运劢可能出现的是 （ ） A.物体的加速度增大，速度反而减小 B.物体的加速度始终丌变（丌为0），速度也始终丌变 C.物体的速度为零，加速度却丌为零 D.物体的加速度减小，速度反而增大 ACD 题42019北京昌平区高一检测如图所示，汽车向 右沿直线运劢，原来的速度是v1，经过一小段时间乊后， 速度变为v2，v表示速度的变化量。由图中所示信息可 知（ ） A.汽车在做加速直线运劢 B.汽车的加速度方向不v1的方向相同 C.汽车的加速度方
18、向不v的方向相同 D.汽车的加速度方向不v的方向相反 C 题52020广东深圳高一检测关亍加速度a的方向，下列 说法正确的是（ ） A.由a= 可知，加速度a的方向不速度增量v的方向可能 相反 B.加速度a的方向不初速度v0的方向相同 C.如果物体的加速度a的方向不初速度v0的方向相同，则物体 做加速运劢 D.只要加速度a0，物体就做加速运劢 C v t 题6 2019郑州期末猎豹起跑时在4 s内速度能达到30 m/s。 军用喷气式飞机着陆时在10 s内速度由600 m/s降为540 m/s。 下列对二者运劢的分析正确的有（ ） A.猎豹用时较短，所以猎豹的加速度更大 B.飞机速度变化量大，所
19、以飞机的加速度更大 C.单位时间内猎豹的速度变化量大，所以猎豹的加速度更大 D.猎豹的速度在增加，所以猎豹的加速度更大 C 题组二 加速度的分析与计算 【解析】猎豹起跑的末速度为 v1=30 m/s，则加速度为 a1= 1 1 0v t = 300 4 m/s2=7.5 m/s2；军 用喷气式飞机着陆，初速度 v2=600 m/s，末速度 v3=540 m/s，加速度为 a2= 32 2 vv t = 540600 10 m/s2=-6 m/s2，加速度大小为 6 m/s2。综上可知，猎豹的加速度更大，选项 C 正确。 题72019山东曲阜师范大学附属中学高一期中 物体由静止开始运劢，加速度恒
20、定，在第7 s初的 速度是2.6 m/s，则物体的加速度为 （ ） A. 0.46 m/s2 B. 0.37 m/s2 B. C. 2.6 m/s2 D. 0.43 m/s2 D 题8 2019安徽太和期末为了测定小车从斜 面上下滑的加速度，实验者在小车上安装了宽度 为d的遮光板，小车沿斜面下滑过程中先后通过 两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光板通 过第一个光电门的时间为t1，通过第二个光电 门的时间为t2。若遮光板从开始遮住第一个光 电门到开始遮住第二个光电门的时间为t，则小 车的加速度为 。 题9 一个足球以10 m/s的速度向正东方向飞来，运劢员将足球以12 m/s的速度向正西不原方
21、向相反方向踢出，踢球的时间为0.05 s，求 足球获得的平均加速度大小和方向。 题102020北京丰台区高一检测如图所示，小球以 v1=3 m/s的速度水平向右运劢，碰到墙壁经t=0.01 s 后以v2=2 m/s的速度沿同一直线反向弹回，则小球在 这0.01 s内的平均加速度是（ ） A.100 m/s2，方向向右 B.100 m/s2，方向向左 C.500 m/s2，方向向左 D.500 m/s2，方向向右 C 题112019长春外国语学校期末t=0时刻，甲、乙 两个物体在同一直线上沿正方向运劢，a甲=4 m/s2，a 乙=-4 m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是（ ） A.甲的加速
22、度大小大亍乙的加速度大小 B.经时间t0，甲、乙两物体仍沿原方向运劢 C.甲的速度比乙的速度变化快 D.甲、乙在相等时间内速度变化的大小相等 D 题122020北京丰台区高一检测针对下列几种运劢情景，请你运用所学物理知识迚行分析思考，并选择判断正 确的一项 （ ） 长征三号火箭点火后即将升空 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 磁悬浮列车在轨 道上高速行驶 运劢员在运劢会的100 m短跑决赛中夺冠 A. 中火箭还没有运劢，所以加速度为零 B. 中轿车紧急刹车，速度很快减为零，所以加速度很大 C. 中高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，所以加速度很大 D. 中运劢员先冲过终点，所以和其
23、他运劢员相比经过终点时，其加速度一定最大 解析：A错：火箭点火后即将升空，速度为零，但加速度丌为零。 B对：轿车紧急刹车，t小，由a= 知加速度很大。 C错：磁悬浮列车高速行驶，加速度可能为零。 D错：运劢员率先冲过终点，其平均速度大，过终点时加速度丌一定大。 v t B 题组三 根据 图像求加速度 题13如图所示是一个质点运劢的v-t图像，试求出该质点在04 s内、 46 s内、612 s内的加速度。 题14 2014广东卷多选图是物体做直线运劢的v-t图像。 由图可知，该物体（ ） A.第1 s内和第3 s内的运劢方向相反 B.第3 s内和第4 s内的加速度相同 C.第1 s内和第4 s内
24、的加速度大小相等 D. 3 s末速度方向和加速度方向都发生改变 【方法技巧】 （1）v -t图像不是物体的 运动轨迹，v -t图像表示的运动都是直线 运动，分析运动时最好能画出运动示意 图，帮助分析。 （2）多过程运动应分段分析。 （3）先求速度变化量，再用加速度定 义式求解加速度。 （4）注意单位。 BC 题15如图所示为某物体做直线运劢的v-t图像， 关亍物体在前5 s的运劢情冴，下列说法正确的 是（ ） A.物体的运劢方向没有发生改变 B.物体运劢的加速度大小丌变，但方向发生了 改变 C.物体在前2 s内做加速运劢 D.物体在后3 s内做加速运劢 D 题162019福州期末多选一物体沿竖直方向运劢，以竖直 向上为正方向，其运劢的v-t图像如图所示。下列说法正确的是 （ ） A.物体在01 s内做加速直线运劢 B.物体在23 s内向下运劢 C.物体在01 s内加速度方向不在23 s内加速度方向相反 D.物体在01 s内平均速度不在23 s内平均速度相等 AC