1、第4节 加 速 度基础认知自主学习一、加速度1定义：物体_跟发生这一变化所用_之比，用字母_表示。2标矢性：(1)大小：a，式中v0表示物体运动的_，vt表示物体运动的_，vtv0表示物体_。(2)方向：加速度是_，方向与_相同。t0vvt运动速度的变化时间a初速度末速度运动速度的变化矢量速度变化的方向3单位：米/秒2，读作“_”，符号是_。4物理意义：描述物体_的快慢。5.“我国的新型战斗机歼20飞得很快。”话中的“快”的含义是_。(选填：A.加速度大 B速度大)“小轿车比公交车起步快。”话中的“快”的含义是_。(选填：A.加速度大 B速度大)米每二次方秒m/s2或ms2运动速度变化BA二、
2、加速度的方向与速度方向的关系【生活链接】如图所示，两辆相向行驶的汽车，取向右加速度为正，汽车的加速度为正就一定做加速运动，加速度为负就一定做减速运动吗？提示：不一定。(1)在直线运动中，速度变化量vvv0的方向可能与初速度v0相同，也可能相反。(2)加速直线运动：加速度方向与_相同。减速直线运动：加速度方向与_相反。初速度方向初速度方向【质疑批判】学习加速度的概念后，我们分析判断下列说法哪些是正确的？速度很大，加速度肯定很大。速度很大，加速度可能为0。速度为0，加速度一定为0。速度增大，加速度一定增大。速度减小，加速度一定减小。速度变化量越大，加速度就越大。加速度为0，速度一定为0。速度改变越
3、快，加速度就越大正确的有_。【情境实践】有人让汽车和飞机在同一起跑线上比赛，整个比赛过程刺激精彩，前半程汽车遥遥领先，后半程飞机逐渐赶了上来，最终还是飞机获胜。思考：你认为飞机和汽车谁的速度大，为什么前半程汽车在前面？提示：飞机的速度大，前半程汽车速度变化快，加速度大，所以在前面。能力形成合作探究一、认识加速度(物理观念运动观念)【情境探究】表中列出了三种车辆起步后的速度变化情况。(1)哪种车辆速度变化大？哪种车辆速度增加得快？(2)三种车辆的加速度分别为多大？初速度时间末速度自行车05 s4 m/s小型轿车020 s30 m/s旅客列车0100 s40 m/s提示：(1)旅客列车速度变化大；
4、小型轿车速度增加得快。(2)自行车的加速度 a1vt1v01t145 m/s20.8 m/s2，小型轿车的加速度 a2vt2v02t23020 m/s21.5 m/s2，旅客列车的加速度 a3vt3v03t3 40100 m/s20.4 m/s2。【能力形成】1物体是做加速运动还是减速运动，要看物体的加速度与速度的方向关系，跟加速度的大小无关。速度变化的快慢跟加速度的方向无关，只看加速度的大小。具体关系如下：2加速度、速度、速度变化量的比较：项目物理量速度v速度变化量v加速度a物理意义描述物体运动的快慢描述速度变化的大小和方向描述速度变化的快慢定 义 式vvvtv0a单 位m/sm/sm/s2
5、stvt项目物理量速度v速度变化量v加速度a大 小(1)位移与时间的比(2)位移对时间的变化率(3)st图像中，图线斜率的大小vvtv0(1)速度变化量与所用时间的比值(2)速度对时间的变化率方 向与位移同向，是物体运动的方向由vvtv0确定方向与v方向一致，与初、末速度方向无必然联系【案例示范】【典例】关于加速度表达式 avtv0t，下列说法正确的是()A利用 avtv0t求得的加速度是 t 时间内的平均加速度Bvtv0 表示在 t 时间内物体速度的变化量，它的方向不一定与加速度 a 的方向相同Cvtv0t表示速度的变化率，是标量D加速度 a 与 vtv0 成正比，与 t 成反比【解析】选
6、A。利用 avtv0t求得的加速度是 t 时间内的平均加速度，故 A 正确。根据 avtv0t知，速度变化量的方向与加速度方向相同，故 B 错误。vtv0t表示速度的变化率，是矢量，故 C 错误。avtv0t是加速度的定义式，加速度与速度变化量、时间无关，故 D 错误。【对点训练】1(多选)下列运动情况可能存在的是()A速度变化很大，但加速度很小B速度变化的方向为正，但加速度的方向为负C速度变化加快，但加速度减小D速度越来越大，但加速度越来越小【解析】选 A、D。速度变化量与加速度大小以及时间有关，有可能存在速度变化很大但加速度很小的情况，选项 A 正确；速度变化的方向与加速度的方向一定相同，
7、选项 B 错误；加速度表示速度变化的快慢，故速度变化加快，加速度一定增大，选项 C 错误；只要加速度方向与速度方向相同，无论加速度是增大还是减小，速度都一定增大，选项 D 正确。2关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法中正确的是()A速度变化的方向为正时，加速度的方向可能为负B加速度增大时，速度一定越来越大C速度越来越大，则加速度一定越来越大D加速度增大时，速度可能越来越小【解析】选 D。根据加速度的定义可知，加速度的方向就是物体速度变化的方向，选项 A 错误；加速度与速度方向相同时，速度增大，加速度与速度方向相反时，速度减小，加速度增大时，不能确定速度变大还是变小，只能确定速度变化得快
8、了，选项 B 错误；速度增大是由加速度的方向和速度的方向相同引起的，与加速度的大小是否变化无关，选项 C 错误；加速度增大时，速度变化得越来越快，速度可能增大也可能减小，选项 D 正确。【补偿训练】关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是()A速度变化得越多，加速度就越大B速度变化得越快，加速度就越大C加速度方向保持不变，速度方向也保持不变D加速度大小不断变小，速度大小也不断变小【解析】选 B。“速度变化得越多”是指 v 越大，若所用时间 t 也很大，则vt 就不一定大，故 A 错；“速度变化得越快”是指速度的变化率vt 越大，即加速度 a越大，B 正确；加速度方向保持不变，速度方向可能变，也
9、可能不变，当物体做减速直线运动时，v0 以后就反向运动，如竖直向上抛出的物体，故 C 错；物体在运动过程中，若加速度方向与速度方向相同，尽管加速度在变小，但物体仍在加速，直到加速度 a0 时，速度就达到最大了，故 D 错。二、加速度的计算(科学思维科学推理)【情境探究】一篮球以速度 5 m/s 飞向篮板，和篮板碰撞后又以大小相同的速度飞回来，和篮板作用的时间为 0.1 s，思考在和篮板作用的过程当中，篮球的加速度大小和方向。提示：规定篮球飞来的方向为正方向，a5 m/s5 m/s0.1 s100 m/s2，加速度的方向与篮球飞来的方向相反。【能力形成】1加速度是速度变化量与所用时间的比值，加速
10、度越大，则速度变化得越快，但不一定是做加速运动，也可能是做减速运动。2公式 avtv0t是矢量式，应用时一定要规定正方向，通常默认初速度方向为正方向。加速度为负代表方向与正方向相反，不代表大小。【案例示范】【典例】在光滑水平地面上，小球 A 以 5 m/s 的速度水平向右匀速运动，并与另一个完全相同的、以 1 m/s 的速度向左匀速运动的小球 B 发生碰撞。碰后，小球A 静止，小球 B 以 4 m/s 的速度水平向右匀速运动。若两球碰撞过程用时 0.1 s，求碰撞过程中两小球的加速度。【解析】取水平向右为正方向，由 avt 得对球 A，碰前的速度为 5 m/s，碰后的速度为 0，则加速度 aA
11、vAt050.1 m/s250 m/s2，式中的“”表示小球 A的加速度方向与原运动方向相反。对球 B，碰前的速度为1 m/s，碰后的速度为4 m/s，则加速 aBvBt4（1）0.1 m/s250 m/s2。答案：小球 A 的加速度为 50 m/s2，方向水平向左小球 B 的加速度为 50 m/s2，方向水平向右【规律方法】利用 avt 计算加速度的方法(1)规定正方向：一般规定初速度的方向为正方向，和正方向相同的取“”(一般省略)，和正方向相反的取“”，这样就把矢量运算转化成标量运算。(2)求出速度变化量 v，并找准与之对应的时间 t。(3)计算加速度，并对其方向加以解释。a 为正，说明加
12、速度与规定的正方向相同；a 为负，说明加速度与规定的正方向相反。【对点训练】1甲、乙两物体在同一水平面上做速度均匀变化的直线运动，甲做加速运动，经过 1 s 速度由 5 m/s 增加到 10 m/s；乙做减速运动，经过 8 s 速度由 20 m/s 减小到0。比较甲、乙的运动可知()A甲的速度变化量较大，甲的加速度较大B甲的速度变化量较大，乙的加速度较大C乙的速度变化量较大，甲的加速度较大D乙的速度变化量较大，乙的加速度较大【解析】选 C。甲做加速运动，速度变化量为t0vv甲甲10 m/s5 m/s5 m/s，加速度 a 甲t0vvt甲甲甲5 m/s2，乙的速度变化量为t0vv乙乙020 m/
13、s20 m/s，加速度 a 乙t0vvt乙乙乙2.5 m/s2，负号表示方向，不表示大小，所以乙的速度变化量较大，甲的加速度较大，C 正确，A、B、D 错误。2.如图所示，世界一级方程式(F1)比赛过程中，处于第一名的赛车进站加油，该赛车进站时一直做减速运动，平均加速度为 30 m/s2，出站时一直做加速运动，平均加速度为 45 m/s2，加油时间为 6 s，进站前和出站后在赛道上的速度均为 90 m/s，则该赛车从进站到出站所用时间是多少？【解析】减速过程，若以初速度方向为正方向，则初速度为 90 m/s，末速度为 0，加速度为30 m/s2，所需时间 t1va1 090 m/s30 m/s
14、2 3 s加速过程，若以末速度方向为正方向，则初速度为 0，末速度为 90 m/s，加速度为 45 m/s2，所需时间 t2va2 90 m/s045 m/s22 s所以赛车从进站到出站所用时间 tt1t26 s11 s。答案：11 s【拔高题组】1(多选)由静止开始速度均匀增加的沿直线运动的火车在第 10 s 末的速度为 20 m/s，则对于火车的加速度的说法正确的是()A火车的加速度为5 m/s2B每秒速度变化了 2 m/sC火车的加速度为 5 m/s2D火车的加速度与速度方向相同【解析】选 B、D。根据加速度定义，可以得到火车的加速度 av2v1t20010m/s22 m/s2，则每秒速
15、度变化了 2 m/s，故 A、C 错误，B 正确；因为火车做加速运动，知火车的加速度方向与速度方向相同，故 D 正确。2如图所示，航天飞机以 100 m/s 的速度着陆，在 25 s 内就可停下来，而以 8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在 1 s 内停下来。在以上两种情况中，哪一个的加速度大？【解析】蜻蜓的速度变化量为：08 m/s8 m/s，蜻蜓的加速度为：8 m/s1 s8 m/s2；航天飞机的速度变化量为：0100 m/s100 m/s，航天飞机的加速度为：100 m/s25 s4 m/s2。答案：蜻蜓的加速度大【拓展例题】考查内容：加速度对物体运动情况的影响【典例】根据给出的速度和加速度的
16、正负，对下列运动性质的判断正确的是()Av00，a0，a0，物体做减速运动Cv00，物体做加速运动Dv00，a0，a0，a0，a 与 v0 方向相同，物体做加速运动，选项 B 错误；v00，a 与 v0 方向相反，物体做减速运动，选项 C 错误；v00，a0，a 与 v0 方向相同，物体做加速运动，选项 D 正确。【拓展阅读】加速度与糖尿病患者前不久，一名由昆明飞往武汉的旅客，刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口，昏了过去。由于患者是独自外出，身边没有同伴，病史无从询问，给诊断救护工作带来非常大的困难，在医护人员的努力下，终于明确诊断其为病死率十分高(40%70%的死亡率)的“糖尿病高渗性昏迷”
17、，经过抢救患者才脱离危险。这是怎么回事呢？提示：该患者平常虽出现多饮多尿，但并没发现自己患有糖尿病。在乘机前几天一直腹泻，在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐，从而导致身体严重脱水。我们知道，在飞机起飞和降落以及气流导致的飞机颠簸时，人体会出现一定程度的重力和加速度作用的变化。实验证明，在加速度作用下，血糖浓度升高，糖原含量降低。动物试验证明，在高空气压降低缺氧时，糖的异生作用增强，血糖升高。患者在以上多因素的作用下，血糖较正常高出近 5 倍，从而出现高渗性昏迷，差点危及生命。因此，糖尿病患者在选择航空旅行时一定要多加注意。1(水平 1)对加速度的理解，下列说法正确的是()A加速度增大，速度一定增大B
18、速度变化量 v 越大，加速度就越大C物体有加速度，速度就增大D物体速度很大，加速度可能为零学情诊断课堂测评【解析】选 D。当 a 与 v 同向时，不论加速度是否增大，速度必增大，当 a 与 v 反向时，不论加速度是否增大，速度必减小，A、C 错误；速度变化率越大，加速度越大，而速度变化量大，加速度不一定大，B 错误；速度很大，若不变，加速度等于零，D 正确。【补偿训练】如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是 v1，经过一小段时间之后，速度变为 v2，v 表示速度的变化量。由图中信息可知()A汽车在做加速直线运动B汽车的加速度方向与 v1 的方向相同C汽车的加速度方向与 v 的方向相同D汽车
19、的加速度方向与 v 的方向相反【解析】选 C。速度是矢量，速度的变化量 vv2v1，由图知 v 的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，汽车做减速运动，选项 C 正确，A、B、D 错误。2(水平 2)足球以 1.0 m/s 的速度水平飞向墙壁，碰到墙壁经 0.1 s 后以 0.8 m/s 的速度沿同一直线反弹回来，足球在与墙壁碰撞过程中的平均加速度为()A2 m/s2，方向垂直于墙壁向里B2 m/s2，方向垂直于墙壁向外C18 m/s2，方向垂直于墙壁向里D18 m/s2，方向垂直于墙壁向外【解析】选 D。取垂直于墙壁向里为正方向，则 v11.0 m/s，v20.8 m/s，平均加速度 av2v1t0.8 m/s1.0 m/s0.1 s18 m/s2，负号说明加速度方向与正方向相反，选项 D 正确。3(水平 2)如图所示，一辆汽车在公路上以 72 km/h 的速度行驶，驾驶员在看到前方亮起红灯时，立刻采取制动措施，经过 5 s 汽车停止。这辆汽车刹车时的加速度是多大？方向如何？【解析】v072 km/h20 m/s，取原运动方向为正，则有 avtv0t0205 m/s24 m/s2，式中的“”号表示加速度方向与原运动方向相反。答案：4 m/s2 方向与原运动方向相反