1、第5节 速度变化快慢的描述加速度 (教师参考)一、教学目标 知识与技能 1.理解加速度的意义,知道它的定义、公式、符号和单位,能用公式a=进行定量计算 vt2.知道加速度与速度的区别和联系,会根据加速度与速度的方向关系判断物体是做加速运动还是减速运动 3.能从v-t图像理解加速度的意义 过程与方法 1.通过事例,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣 2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度 3.教学中从速度时间图像的角度看物体的加速度,让学生在实践中学会应用数据求加速度 情感态度与价值观 1.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度,理解加速度概念的
2、建立对人类认识世界的意义 2.培养合作交流的思想 二、教学重点难点 教学重点 1.加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系 2.加速度是速度的变化率,它描述速度变化的快慢和方向 教学难点 1.理解加速度的概念,树立变化率的思想 2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率 三、重难点突破方略 加速度概念建立的突破方略【思考与讨论1】测试人员对不同类型汽车启动过程中的速度测试记录如下.并提出问题:谁的速度增加得快?你是怎样比较的?时刻/s0369越野车v/(ms-1)0102030家用轿车v/(ms-1)08162410吨货车v/(ms-1)061218学生:越野车的速度增加得快,因为所用时间
3、相同的情况下,速度改变大的物体速度改变得快.【思考与讨论2】测试人员换了一种比较的方式,各类型汽车启动过程中的速度测试记录如下.并提出问题:谁的速度增加得快?你是怎样比较的?初速度(ms-1)末速度(ms-1)所用时间(s)越野车0206家用轿车0207.510吨货车02019学生:越野车的速度增加得快,因为速度改变相同的情况下,所用时间短的物体速度改变得快.【思考与讨论3】几种不同情境的速度变化记录如下,并提出问题.初速度(ms-1)末速度(ms-1)所用时间(s)自行车下坡2114公共汽车出站063火车出站020100空中的飞机30030010(1)很明显,这几个运动物体的末速度不同,谁的
4、末速度最大?该物体速度的改变量是多少?该物体速度的改变量是最大的吗?学生:空中的飞机末速度最大,其速度的改变量为0,速度的改变量不是最大的.教师:速度大的物体,速度的改变量不一定大.(2)这几个运动物体速度的改变量也不同,谁的速度改变量最大?该物体速度的改变量是多少?该物体是不是速度增加得最快?学生:火车出站过程中速度的改变量最大,速度的改变量是20 m/s,但火车不是速度增加得最快的.教师:速度改变量大的物体,速度增加得不一定快.(3)怎样判断这四个情境中谁的速度增加得快呢?学生:由速度的改变量与所用时间的比值来判断,比值最大的物体速度增加得最快.【教师总结】为了描述物体运动中速度变化的快慢
5、,人们引入了加速度的概念,速度的改变量与所用时间的比值叫加速度.课堂探究自主学习达标测评自主学习 课前预习感悟新知 (教师参考)情境链接 西方交通管理部门为了交通安全,特制定了死亡加速度500g(取g=10 m/s2)这一数值,以醒世人.意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,可能会达到这一数值.因为一般车辆碰撞的时间短,大多为毫秒级.例如,两辆摩托车时速20 km/h相向而行发生碰撞,碰撞时间为毫秒级,那么驾驶员是否有生命危险?信息 加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.碰撞时加速度大小约 为a=m/s2=5.
6、6103 m/s2500g,有生命危险.320 1000360010教材梳理 一、加速度 1.定义:速度的 与发生这一变化所用 的比值.变化量 时间 2.定义式:a=.vt3.物理意义:表示物体运动速度 的物理量.4.单位:在国际单位制中是 ,符号是m/s2或ms-2.变化快慢 米每二次方秒 想一想 若甲、乙两物体沿直线运动,甲物体在10 s内速度由10 m/s增加到20 m/s,乙物体在5 s内速度由1 m/s增加到8 m/s,甲、乙两物体谁的加速度大?答案:由 a=vt可知,a 甲=20 m/s 10 m/s10s=1 m/s2,a 乙=8 m/s 1m/s5s=1.4 m/s2,则乙的加
7、速度大.二、加速度方向与速度方向的关系 1.加速度的方向:与 的方向相同.2.加速度与速度的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向 ;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向 .速度变化量 v 相同 相反 想一想 加速度增大,物体的速度一定增大吗?答案:不一定.加速度表示速度变化的快慢,加速度增大表示速度变化加快,可能是速度增加得越来越迅速,也可能是速度减小得越来越迅速.三、从v-t图像看加速度 如图所示,v-t图像的 反映加速度的大小.若在图像上取两点 E(t1,v1),F(t2,v2),加速度的数值 a=vt=.倾斜程度 2121vvtt想一想 教材P28“思考与讨论
8、”中哪个物体运动的加速度比较大?为什么?答案:直线 a 对应的物体运动的加速度大,因为比值vt就是加速度的数值,经计算直线 a 的比值vt 较大.1.物体运动越快,则加速度越大.()2.物体速度变化越大,则加速度越大.()3.物体速度变化越快,则加速度越大.()4.物体的加速度变大,则速度也一定变大.()5.加速度的方向一定与速度变化的方向相同.()6.在v-t图像中,图线倾斜程度变大时速度一定变大.()思考判断 答案:1.2.3.4.5.6.要点一 课堂探究 核心导学要点探究【问题导学】加速度与速度、速度变化量的比较 下列三种车辆起步后,经不同的时间达到了不同的速度.时间速度自行车5 s15
9、 m/s小型轿车20 s32 m/s旅客列车100 s40 m/s哪种车辆速度变化大?哪种车辆速度增加得快?并说明原因.答案:旅客列车速度变化大;自行车速度增加得快;因为 自行车 1 s 内速度增加 v1=15 m5 s=3.0 m/s 小型轿车 1 s 内速度增加 v2=32 m20 s=1.6 m/s 旅客列车 1 s 内速度增加 v3=40 m100 s=0.4 m/s v1 v2 v3,所以自行车速度增加得快.【要点归纳】速度v 速度变化量v 加速度a 定义物体的位移与所用时间的比值物体的末速度与初速度的差值物体速度的变化量与所用时间的比值表达式 v=v=v2-v1a=单位m/sm/s
10、m/s2方向速度的方向就是物体运动的方向 v=a t,v与a的方向相同a与 v的方向相同物理意义表示物体运动的快慢和方向表示物体速度变化的大小和方向表示物体速度变化的快慢和方向xtvt【例1】(2017青海师大第二附中检测)(多选)下列所描述的运动情况,其中可能正确的有()A.速度变化量很大,加速度很小 B.速度变化量方向为正,加速度方向为负 C.速度越来越大,加速度越来越小 D.速度变化越来越快,加速度越来越小 核心点拨 只要加速度与速度方向相同(或相反),无论加速度大小如何变化,速度一定增大(或减少).AC 解析:根据a=可知加速度a由速度的变化量v和速度发生改变所需要的时间t共同决定,若
11、v很大,但t更大时,a可以很小,选项A正确.加速度的方向就是物体速度变化量的方向,速度变化量为正,则加速度也一定为正,选项B错误.当物体的加速度方向与速度方向相同时,无论加速度大小如何变化,速度都会增大,只是速度增加得快慢不同,选项C正确.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,则加速度越来越大,选项D错误.vt误区警示“速度大”“速度变化大”和“速度变化快”的含义(1)速度大表示物体运动得快,位置变化快,速度大,速度的变化不一定大,如飞机在高空匀速飞行时,速度v很大.(2)速度变化大表示速度的变化(v=v-v0)大,与发生这一变化所需的时间t无关.(3)速度变化快表示相同时间内速
12、度变化大,速度变化快.速度变化的快慢就是速度的变化率.(教师备用)例1-1:(多选)核潜艇是国家的战略利器,也是国家安全的重要保证.某核潜艇在充满未知的深海独自执行任务,做变速运动,关于核潜艇在变速运动过程中的速度、加速度、速度变化量的关系,下列说法中正确的是()A.核潜艇某时刻的加速度等于0,但速度可以不为0 B.核潜艇的加速度方向向东,速度变化量的方向可以向西 C.核潜艇做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度可以比前一阶段大 D.核潜艇的速度变化量很大,但加速度可以很小 解析:a与v大小间无必然关系,选项A,C正确;根据a=,v很大时,若t也很大,a可以很小,选项D正确;a的方向
13、与v方向一定相同,选项B错误.ACD vt针对训练1:(2017广东揭阳一中段考)下列关于物体运动的说法,正确的是()A.物体速度不为零,其加速度也一定不为零 B.物体具有加速度时,它的速度可能不会改变 C.物体的加速度变大时,速度也一定随之变大 D.物体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变 解析:由于加速度与速度没有直接关系,则速度不为零时,加速度可能为零,选项A错误;物体具有加速度时,速度必定改变,选项B错误;物体的加速度变大时,速度不一定随之变大,要看两者方向的关系,选项C错误;物体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变,比如物体在一条直线上先做加速运动后做减速运动时,加速度方向改变,
14、而速度方向不变,选项D正确.D 要点二【问题导学】已知物体做直线运动且它的加速度为负值,那么该物体是否一定做减速运动?答案:不一定.直线运动中,物体做加速运动还是减速运动并不是取决于加速度的方向,而是取决于加速度与速度的方向关系;如果两者方向相同,则物体做加速运动;如果两者方向相反,则物体做减速运动.只给出加速度的方向,而未给出速度的方向,故不能确定物体做加速运动还是减速运动.加速度对物体运动的影响【要点归纳】由加速度来判断物体的运动情况(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢(2)加速度与速度方向间的关系决定物体加速还是减速,物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的正、负无关,即【例2】(
15、多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列物体的运动性质的判断正确的是()解析:物体运动的速度、加速度方向的规定是任意的,但是当速度方向与加速度方向同向时,物体做加速运动;反向时物体做减速运动,当时间足够长,且加速度始终存在时,物体先减速至零后反向加速,选项A错误,B,C正确;当a=0时,物体做匀速直线运动,当v0=0,a=0时,物体静止,选项D正确.A.v00,物体先做加速运动,后做减速运动 B.v00,a0,a0,a=0,物体做匀速直线运动 BCD 误区警示 加速度正负的理解误区(1)物体存在加速度,说明物体做变速运动,不一定是加速运动.(2)加速度的正负表示方向,加速度的方向与规定的正方
16、向相同时为正值,相反时为负值.(3)根据加速度的正负无法判断物体做加速运动还是减速运动,判断的依据是加速度与速度的方向关系,同向加速,反向减速.(教师备用)例2-1:(2017四川雅安中学模拟)物体A,B做直线运动,A的加速度为 7 m/s2,B的加速度为-9 m/s2,下列说法中正确的是()A.物体A的加速度比物体B的加速度大 B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快 C.物体A的速度一定在增加 D.物体B的速度一定在减小 B 解析:比较加速度的大小应比较它们的绝对值,物体A的加速度比物体B的加速度小,B的速度变化较快,选项A错误,B正确.当加速度与初速度方向相同时,物体做加速直线运动,反之
17、则做减速直线运动,本题由于不知A,B两物体的运动方向与其加速度方向的关系,故不能确定它们做加速运动还是减速运动,选项C,D错误.针对训练2:甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2.下列对甲、乙两物体的运动判断正确的是()A.甲的加速度大于乙的加速度 B.甲、乙两物体的运动方向一定相反 C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反 D.甲、乙的速度都是越来越大的 C 解析:加速度的负号表示方向,不表示其大小,所以甲、乙两物体的加速度大小相等,故选项A错误;甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,所以甲、乙两物体的运动方向一定
18、相同,选项B错误;甲的加速度和速度方向相同,做加速运动,乙的加速度方向和速度方向相反,做减速运动,所以,甲的速度越来越大,乙的速度越来越小,选项C正确,D错误.要点三【问题导学】如图所示,如何描述图像所示的短跑运动员的速度和加速度?答案:由图像可知,运动员的速度从零开始,在最初几秒增加得很快,而在达到大约10.0 m/s后,速度就差不多保持不变了.也就是说,在最初几秒,运动员的加速度很大,但速度并不太大,随后速度增加到接近最大值,此时的加速度几乎减为零.v-t图像与加速度【要点归纳】1.v-t图像中图线的倾斜程度 在v-t图像中,图线的倾斜程度用斜率k表示,而k=tan ,如图所示,若E点表示
19、t1时刻速度为v1,F点表示t2时刻速度为v2.则 k=tan =vt=2121vvtt=a,即 v-t 图像的斜率表示物体运动的加速度.斜率为正时,a0,表示加速度方向与正方向相同;斜率为负时,a0,表示加速度方向与正方向相反.2.通过v-t图像认识加速度(1)如果速度均匀增大或减小,加速度不变,v-t图像的倾斜程度不变,是一条倾斜的直线.如图中甲的加速度不变,方向与速度方向相同;乙的加速度方向与速度方向相反.(2)如果速度不是均匀变化的,即物体的加速度在变化,则v-t图像的倾斜程度变化,是一条曲线.如图所示,物体在做加速运动,但加速度在逐渐减小.【例3】(2017江苏省如东高一检测)(多选
20、)在2016年2月举行的跳水世界杯比赛中,我国运动员取得了优异的成绩;在跳板比赛中,若某运动员(可看做质点),其速度与时间关系图像如图所示,选竖直向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则()A.t1时刻开始进入水面 B.t2时刻开始进入水面 C.t3时刻已浮出水面 D.0t2时间内,加速度保持不变 BD 思维导图 解析:从开始到t2时刻,v-t图像为直线,说明该过程中的加速度不变,所以在0t2时间内人在空中,先上升后下降,t1时刻到达最高点,t2之后速度减小,开始进入水中,选项A错误,B,D正确;t3时刻,人的速度减为零,此时人处于水下的最深处,选项C错误.误区警示 分析v-t图像时的两点注意
21、(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变.v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变.(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变.(教师备用)例3-1:下表是通过测量得到的一辆摩托车沿直线运动时速度随时间变化的数据.t/s051015202530v/(m s-1)010203020100请根据测量数据:(1)画出摩托车运动的v-t图像;解析:(1)将各组数据在v-t坐标系中描点,并过这些点作图线,即得v-t图像如图所示.答案:(1)见解析 (2)求摩托车在第1个1
22、0 s内的加速度;(3)根据画出的v-t图像,利用求斜率的方法求出第1个10 s内的加速度;(4)求摩托车在最后15 s内的加速度.解析:(2)第 1 个 10 s 内的加速度 a=vt=20m/s010s=2 m/s2,与运动方向相同.(3)v-t图像的斜率表示加速度,第1个10 s内的加速度a=k=2 m/s2,与运动方向相同.(4)最后 15 s 内的加速度 a=vt=030m/s15s=-2 m/s2,“-”表示加速度方向与运动方向相反.答案:(2)2 m/s2,与运动方向相同(3)2 m/s2,与运动方向相同(4)2 m/s2,与运动方向相反 针对训练3:(2017潍坊高一检测)(多
23、选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,则()A.第1 s末速度反向 B.第2 s内质点的加速度大小为2 m/s2 C.第2 s内速度方向与加速度方向相反 D.在2 s时质点回到出发点 BC 解析:在前 2 s 内速度都在时间轴的上方,与规定的方向相同,运动方向一直不变,选项 A 错误;根据 v t 图像的斜率表示加速度可知,在第 2 s 内质点的加速度 a=vt=02m/s1s=-2 m/s2,即质点做加速度大小为 2 m/s2的变速直线运动,加速度方向与速度方向相反,选项 B,C 正确;由于 02 s 内质点运动方向不变,2 s 时不可能回到出发点,选项 D 错误.(教师参考)【教材探究】
24、教材P25“思考与讨论”中,普通小轿车与旅客列车起步后都能达到100 km/h的速度.它们的速度变化相同吗?速度变化的快慢相同吗?答案:从列举的数据可看出,小轿车与旅客列车虽然在起步中改变的速度相等,但发生这些改变所用的时间是不相等的.小轿车只需20 s的时间,而列车则需要500 s的时间,可见,小轿车速度变化得更快.达标测评 随堂演练检测效果 AD 1.(2017福建四地六校高一检测)(多选)结合图中说明的情景及数据,以下判断正确的是()A.高速行驶的动车的加速度可能为零 B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大 C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零 D.苏
25、炳添在100 m比赛起跑时速度很小,但加速度很大 解析:高速行驶的动车,速度很大但可能不变,则加速度可能为零,选项A正确;汽车刹车至静止时,初速度很大,加速度不一定大,还与刹车的时间有关,选项B错误;在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度为零,但是速度的变化率不为零,加速度不为零,选项C错误;苏炳添在100 m比赛起跑时速度很小,但是速度变化很快,加速度很大,选项D正确.2.(2017天津模拟)足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球的时间为0.02 s.设飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为()A.200 m/s2 B.-200 m/s2 C.1 00
26、0 m/s2 D.-1 000 m/s2 D 解析:足球在这段时间内的加速度 a=vt=0vvt=12m/s8m/s0.02s=-1 000 m/s2,选项 D 正确.3.(2017湖南娄底双峰一中等五校联考)(多选)一物体自原点开始在x轴上运动,其初速度v00,加速度a0,当加速度不断减小直至为零时,物体的()A.速度不断减小,位移不断减小 B.速度和位移都不断增大 C.当a=0时,速度达到最大 D.当a=0时,速度为0,位移达到最小值 BC 解析:初速度v00,加速度a0,可知速度方向与加速度方向相同,加速度减小,则速度增大,由于速度方向不变,则位移不断增大,选项A错误,B正确.当加速度减
27、小为零时,速度达到最大,选项C正确,D错误.4.(2017贵阳高一检测)如图所示,图线甲、乙分别表示两个物体做直线运动的v-t图像,试回答:(1)甲、乙两物体的初速度各多大?解析:根据v-t图像可以得出(1)甲的初速度为v甲=0 m/s,乙的初速度为v乙=8 m/s.答案:(1)0 8 m/s(2)甲、乙两物体的加速度各多大?反映两物体的运动性质有何不同?(3)经过多长时间它们的速度相同?解析:(2)甲的加速度为 a 甲=6 m/s02s=3 m/s2 乙的加速度为 a 乙=08 m/s8s=-1 m/s2 显然,甲做加速度不变的加速直线运动,乙做加速度不变的减速直线运动.答案:(2)3 m/s2 1 m/s2 甲、乙分别做加速度不变的加速、减速直线运动(3)2 s(3)由图可以看出,t=2 s时甲、乙两物体速度相等.(教师参考)课堂小结 点击进入课时训练