2022-2023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、2022-2023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 [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.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? (1)當(dāng)vt＞v0時(shí)，加速度a為正值

2、，表明加速度的方向與初速度v0的方向相同，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(增加或減少)，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

3、速度方向相同.(×) 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2 s內(nèi)速度從10 m/s減小到0，則汽車的加速度為 m/s2. 答案　－5 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的計(jì)算 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 5 s 14 m/s 小型轎車 0 20 s 30 m/s 旅客列車 0 100 s 40 m/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

4、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 (2)三車的加速度分別是 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)有必然的大小關(guān)系. (1)v大，a不一定大，比如勻速飛行的飛機(jī)速度很大，但加速度卻

5、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可以看做零，這時(shí)加速度卻很大. (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)速度變化大(或速度的變化率大)，加速度才大. 3.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? (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. 例1　關(guān)于小汽車的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法不可能的是(　　) A.小汽車在某一時(shí)刻速度很大，而加速度為零 B.小汽車在

6、某一時(shí)刻速度為零，而加速度不為零 C.小汽車在某一段時(shí)間，速度變化量很大而加速度較小 D.小汽車加速度很大，而速度變化得很慢 答案　D 解析　小汽車在剛啟動(dòng)時(shí)，速度為零，加速度不為零，B可能；小汽車高速且勻速行駛時(shí)，速度很大，而加速度為零，A可能；在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，小汽車加速度較小，速度變化量也可以很大，C可能；加速度是表示速度變化快慢的物理量，加速度大，速度變化一定快，D不可能. 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的理解 例2　籃球以10 m/s的速度水平撞擊籃板后以6 m/s的速度反向彈回，籃球與籃板的接觸時(shí)間為0.1 s，則籃球在這段時(shí)間內(nèi)的加速度為多大？加速度的方向如何？ 答

7、案　160 m/s2　方向與初速度的方向相反 解析　選取籃球的初速度方向?yàn)檎较?，則初速度v0＝10 m/s.因?yàn)槟┧俣确较蚺c規(guī)定的正方向相反，故末速度為vt＝－6 m/s.由加速度的定義式可得： a＝＝ m/s2＝－160 m/s2，負(fù)號(hào)表示加速度方向與初速度方向相反.本題也可以選取末速度的方向?yàn)檎较颍獬龅募铀俣葘檎? 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的計(jì)算 加速度是矢量，加速度的正負(fù)表示加速度的方向.若加速度的方向與規(guī)定的正方向相同，則加速度為正；若加速度的方向與規(guī)定的正方向相反，則加速度為負(fù). 二、加速度方向與速度方向的關(guān)系 如圖1為蜻蜓、火箭的運(yùn)動(dòng)示意圖.

8、 圖1 圖甲：以8 m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7 s內(nèi)停下來(lái). 圖乙：火箭發(fā)射時(shí)10 s內(nèi)速度由0增加到100 m/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)11.4 m/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

9、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，只需看加速度的大小.物體的加速度大，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)刻物體的速度v＝－5 m/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

10、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、B做直線運(yùn)動(dòng)，A的加速度為3 m/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

11、 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). 加速度正負(fù)的理解誤區(qū) 1.物體有加速度，說(shuō)明物體做變速運(yùn)動(dòng)，不一定是加速運(yùn)動(dòng). 2.物體做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)與加速度的大小無(wú)關(guān)，與加速度方向無(wú)關(guān)，而與加速度方向與速度方向的關(guān)系有

12、關(guān)，兩者同向加速，反向減速. 1.(對(duì)加速度的理解)(多選)由公式a＝可知(　　) A.a與Δv成正比 B.物體加速度大小由Δv決定 C.a的方向與Δv的方向相同 D.叫速度變化率，就是加速度 答案　CD 解析　Δv是速度的變化，a與Δv不是正比關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物體加速度大小不是由Δv決定，與Δv無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a的方向與Δv的方向相同，C項(xiàng)正確；a＝反映的是速度變化快慢，也叫速度的變化率，D項(xiàng)正確. 2.(加速度、速度、速度變化的比較)關(guān)于速度、速度的變化及加速度的相互關(guān)系理解正確的是(　　) A.加速度增大，速度一定增大 B.加速度越大，速度一定越大 C.速度變化

13、得越快，加速度就越大 D.速度不變，加速度(不為零)也不變 答案　C 解析　加速度的大小與速度大小沒(méi)有必然關(guān)系，A、B錯(cuò)誤；加速度反映速度變化的快慢，故C正確；只要有加速度，則物體的速度一定會(huì)發(fā)生變化，速度不變，則加速度一定為零，D錯(cuò)誤. 3.(加速度對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響)(多選)雨滴從高空由靜止下落，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

14、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)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28 m/s只需4 s. (1)求該品牌跑車的平均加速度； (2)假設(shè)普通私家車的平均加速度為2 m/s2，它需要多長(zhǎng)時(shí)間才能由靜止加速至28 m/s? 答案　(1)7 m/s2　(2)14 s 解析　(1)平均加速度 a＝＝ ＝7 m/s2. (2)所需時(shí)間 t′＝＝＝14 s. 一、選擇題 考點(diǎn)一　加速度 1.對(duì)于一個(gè)做勻減速直線

15、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.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

16、；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.汽車速度增加的越來(lái)越慢 B.汽車速度增加的越來(lái)越快 C.汽車速度減小的越來(lái)越快 D.汽車速度減小的越來(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. 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的方向 4.(多選)一物體做直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為4 m/s,1 s后的速度大小變?yōu)?0 m/s，在這1 s內(nèi)物體的平均加速度大小(　　) A.可能

17、小于4 m/s2 B.可能等于6 m/s2 C.一定等于6 m/s2 D.可能大于10 m/s2 答案　BD 解析　若1 s后的速度方向與原速度方向相同，則a＝＝ m/s2＝6 m/s2；若1 s后的速度方向與原速度方向相反，則a＝＝ m/s2＝－14 m/s2，B、D項(xiàng)正確. 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的計(jì)算 考點(diǎn)二　速度　速度變化量和加速度的對(duì)比 5.下列關(guān)于速度和加速度相關(guān)的說(shuō)法中，正確的是(　　) A.上海磁懸浮列車的最高速度可達(dá)430 km/h，它的加速度一定很大 B.運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi)，速度的變化很小，它的加速度也很小 C.優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員起跑

18、后，速度可以在0.1 s內(nèi)達(dá)到10 m/s，說(shuō)明他的加速度小，但速度變化得快 D.槍膛中的子彈初速度為零，加速度卻很大，是由于子彈在短時(shí)間內(nèi)速度改變得很多 答案　D 6.(多選)下列說(shuō)法中的“快”，指加速度較大的是(　　) A.小轎車比大卡車啟動(dòng)得快 B.協(xié)和式客機(jī)能在兩萬(wàn)米高空飛行得很快 C.乘汽車從廣州到濟(jì)南，如果走高速公路能很快到達(dá) D.汽車在緊急剎車的情況下，能夠很快地停下來(lái) 答案　AD 解析　啟動(dòng)得快指速度變化得快，即加速度大，A項(xiàng)對(duì)；客機(jī)在高空飛行得快指的是速度大，B項(xiàng)錯(cuò)；走高速公路能很快到達(dá)，指用時(shí)短，平均速度大，C項(xiàng)錯(cuò)；汽車緊急剎車能夠很快停下來(lái)指速度變化得快

19、，加速度大，D項(xiàng)對(duì). 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－4～－6

20、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 【考點(diǎn)】速度、速度變化量和加速度的對(duì)比理解 【題點(diǎn)】速度、速度變化量和加速度的對(duì)比理解 9.如圖1所示，一個(gè)彈性小球在光滑水平面上以5 m/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0.01 s，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1 A.2 m/s,200 m/s2

21、B.8 m/s，－800 m/s2 C.8 m/s,800 m/s2 D.－8 m/s，－800 m/s2 答案　D 【考點(diǎn)】速度、速度變化量和加速度的對(duì)比理解 【題點(diǎn)】速度、速度變化量和加速度的對(duì)比理解 二、非選擇題 10.(加速度)某同學(xué)為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，他在滑塊上安裝了寬度d＝2 cm的遮光板，如圖2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＝0.1 s，通過(guò)第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.05 s，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＝2 s，試計(jì)算滑塊的加速度大小. 圖2 答案　0.1

22、m/s2 解析　設(shè)遮光板通過(guò)兩光電門的速度分別為v1、v2， 則v1＝＝ m/s＝0.2 m/s， v2＝＝ 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. 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的計(jì)算 11.(加速度)如圖3所示，足球運(yùn)動(dòng)員在罰點(diǎn)球時(shí)，球獲得30 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速度沿原路彈回，求： 圖3 (1)罰點(diǎn)球的瞬間，球的加速度的大??； (2)守門員接觸球瞬間，球的加速度的大小. 答案　(1)300 m/s2　(2)400 m/s2 解析　(1)設(shè)定初速度的方向?yàn)檎较颍? 罰點(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)表示加速度方向與速度方向相反. 【考點(diǎn)】加速度 【題點(diǎn)】加速度的計(jì)算