物理必修1 1.4《速度變化快慢的描述加速度》1

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歡迎進入物理課堂 4 速度變化快慢的描述 加速度 1 如右圖所示的紙帶是某同學練習使用打點計時器時得到的 紙帶的A端先通過計時器 B端后通過 從點跡的分布情況可以判斷紙帶的速度變化情況是 答案 速度減小 2 如右圖是甲 乙兩個物體做直線運動的速度 時間圖象 由圖象可知 甲做的是 運動 乙做的是 運動 3s時 甲和乙的圖線相交 這說明 答案 勻速直線變速直線這一時刻兩物體的速度相同 一 加速度1 定義 加速度是與發(fā)生這一改變所用的時間的 表達式為a 2 單位 在國際單位制中 加速度的單位是 符號是或 3 物理意義 為描述物體運動速度而引入的物理量 速度的改變量 比值 米每二次方秒 m s2 m s 2 變化快慢 1 如果一個物體的速度很大 它的加速度是否一定很大 提示 不一定 加速度反映的是速度變化的快慢 而不是速度的大小 如果物體的速度很大 但是它的速度不變時 其加速度為零 二 加速度方向與速度方向的聯(lián)系1 加速度的方向 總是與的方向相同 其中 v v2 v1 2 a與v的方向關系 在直線運動中 如果速度增加 a與v的方向 如果速度減小 a與v的方向 速度變化 相同 相反 2 在直線運動中如果加速度為負 一定說明加速度的方向與速度方向相反嗎 提示 不一定 在分析問題時 正方向的規(guī)定是任意的 加速度為負 只能說明其方向與我們規(guī)定的正方向相反 但不一定與速度的方向相反 三 從v t圖象看加速度1 v t圖象反映了物體的隨變化的規(guī)律 通過v t圖象我們還可以知道物體的 2 勻變速直線運動的v t圖象是一條 并且直線的表示 即a k 斜率 速度 時間 加速度 直線 斜率 加速度 一 注意區(qū)別速度 速度的變化量和速度的變化率1 速度v 速度變化量 v 加速度a的區(qū)別 加速度a與速度v無直接聯(lián)系 與 v也無直接聯(lián)系 v大 a不一定大 v大 a也不一定大 如飛機飛行的速度v很大 a也可能等于零 列車由靜止到高速行駛 其速度變化量很大 但經歷時間長 所以加速度并不大 2 注意區(qū)分速度的方向和速度變化的方向速度的變化量 v v2 v1 必須是末速度減去初速度 由于速度是一個有方向的物理量 物體做直線運動時規(guī)定正方向后 可以用正 負號表示速度的方向 因此 v的正 負決定著加速度的方向 可見 加速度的方向跟速度方向無關 它始終與速度變化的方向相同 3 判斷物體做加速運動和減速運動的方法判斷物體是做加速運動還是減速運動的方法有兩個 1 根據v t圖象 看隨著時間的增加 速度的大小如何變化 若越來越大 則加速 反之則減速 2 根據加速度方向和速度方向的關系 只要加速度方向和速度方向相同 就是加速 加速度方向和速度方向相反 就是減速 這與加速度的變化和加速度的正 負無關 即a和初速度v0同向 加速運動 a和初速度v0反向 減速運動 1 關于加速度 下列說法正確的是 A 速度變化越大 加速度一定越大B 速度變化所用時間越短 加速度一定越大C 速度變化越快 加速度一定越大D 速度為零 加速度一定為零 解析 由加速度的定義式a 可知 加速度由速度的變化量和所用時間兩個因素共同決定 速度變化越大 加速度不一定越大 速度變化所用時間越短 但速度變化量的大小沒有確定 也不能確定加速度一定越大 加速度是描述速度變化快慢的物理量 速度變化越快 加速度一定越大 速度為零 并不代表速度的變化量為零 故加速度不一定為零 綜上所述本題應選C 答案 C 二 在v t圖象中認識加速度 如右圖所示為某一物體的v t圖象 E點表示t1時刻速度為v1 F點表示t2時刻速度為v2 從圖中可以看出 小三角形水平的直角邊代表時間間隔 t 豎直方向的直角邊代表速度的變化量 v 由此可從曲線的傾斜程度判斷加速度的大小 從物理的角度講 a 從數(shù)學的角度講 這恰恰是v t圖線的斜率 所以v t圖象的斜率表示物體運動的加速度 斜率為正時 a 0 斜率為負時 a 0 2 如右圖為一物體做直線運動的v t圖象 則在0 t1和t1 t2時間內 A 速度方向相同 加速度方向相同B 速度方向相同 加速度方向相反C 速度方向相反 加速度方向相同D 速度方向相反 加速度方向相反 解析 由圖象可確定 0 t1和t1 t2內速度均為正 向同一個方向運動 物體在0 t1時間內加速度a1與速度方向相同 物體在t1 t2時間內做減速運動 加速度a2與速度方向相反 故a1 a2方向相反 答案 B 計算下列過程的加速度 1 一輛汽車從車站出發(fā)做直線運動 經10s速度達到108km h 2 在高速公路上汽車做直線運動 經3min速度從54km h提高到144km h 3 足球以8m s的速度飛來 運動員把它以12m s的速度反向踢出 踢球時間為0 2s 設球飛來的方向為正方向 答案 1 3m s2與初速度方向相同 2 0 14m s2與初速度方向相同 3 100m s2與初速度方向相反 在加速度的計算中 涉及的速度 速度的變化量 加速度都是矢量 在直線運動中規(guī)定了正方向 才能給矢量賦予正負號 從而使矢量運算轉化為簡單的代數(shù)運算 因此 首先規(guī)定正方向至關重要 在運動學中 解題時應盡量取初速度方向為正方向 并應嚴格按照公式的定義代入相應數(shù)據 1 1 一物體做勻變速直線運動 某時刻速度大小為4m s 1s后的大小變?yōu)?0m s 設初速度方向為正 則在這1s內該物體的加速度可能是 A 6m s2B 6m s2C 14m s2D 14m s2 答案 AD 如右圖所示 是某一電梯由底樓上升到頂樓過程中速度隨時間的變化圖象 試由圖象分析回答整個過程中 1 電梯的運動速度如何變化 2 各段時間內電梯的加速度各是多大 解析 1 電梯從底樓到頂樓總的運動時間為10s 這10s可分為三個階段 第一階段 0到4s末 速度由0增大到8m s 是一個勻加速運動階段 第二階段 從4s末到8s末 速度保持8m s不變 是一個勻速運動階段 第三階段 從8s末到10s末 速度由8m s減小到0 是一個勻減速運動階段 隨著我們學習的不斷深入 圖象問題的內涵信息越來越多 其涉及的知識綜合性也會越來越強 針對圖象問題 在搞清圖象物理意義的前提下 一定要注意其有關矢量概念的分析 有意識地逐步提高自己從物理圖象中準確 迅速提取有用信息的能力 2 1 如右圖所示的速度 時間圖象中 質點A B C運動的加速度分別為aA m s2 aB m s2 aC m s2 其中 的加速度最大 在t 0時 的速度最大 在t 4s時 的速度最大 在t s時 A B的速度一樣大 答案 0 5 0 250 25ABC4 根據給出的速度和加速度的正 負 對下列運動性質的判斷正確的是 A v0 0 a0 物體做減速運動D v0 0 a 0 物體做加速運動 思路點撥 速度 加速度的正 負號表示方向 根據二者間的方向關系 判斷物體做何種運動 若a與v0同向 做加速運動 若a與v0反向 做減速運動 解析 由于速度和加速度都是矢量 若二者的符號相同 就表示它們的方向相同 則物體就做加速運動 即B D所示的情況 故B D正確 若二者的符號相反 就表示它們的方向相反 則物體就做減速運動 故A錯 C正確 答案 BCD 1 a 0的物體不一定做加速運動 a 0的物體也不一定做減速運動 物體做加速還是減速運動由a與v之間的夾角決定 同向則做加速運動 即使a在減小 反向則做減速運動 2 判斷物體是加速運動還是減速運動的方法有兩個 根據v t圖象 看隨著時間的增加 速度的大小如何變化 若越來越大 則加速 反之則減速 根據加速度方向和速度方向間的關系 只要加速度方向和速度方向相同 就是加速 加速度方向和速度方向相反 就是減速 這與加速度的變化和加速度的正 負無關 3 1 一質點在x軸上運動 初速度v0 0 加速度a 0 當a的值開始減小時 則該質點 A 速度開始減小 直到加速度等于零為止B 速度開始增大 直到加速度等于零為止C 速度繼續(xù)增大 直到加速度等于零為止D 速度繼續(xù)增大 加速度方向和速度方向相反 答案 C 中國女排在雅典奧運會上戰(zhàn)勝俄羅斯隊獲得金牌 憑著周蘇紅的最后一擊 20年后重獲冠軍 已知俄羅斯隊飛來的排球具有水平方向20m s的速度 擊后球以原速率水平返回 球與周蘇紅的手接觸時間為0 2s 設0 2s內排球的速度均勻變化 求排球被擊打過程中的加速度 答案 200m s2 沿反彈方向 1 物體A的加速度為3m s2 物體B的加速度為 5m s2 下列說法正確的是 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的速度可能在減小 解析 aA 3m s2 aB 5m s2 其中 表示物體B的加速度方向與規(guī)定的正方向相反 故物體B的速度變化比物體A快 因不知A B初速度的方向 大小情況 故物體A B均有可能做勻加速或勻減速運動 即它們的速度可能在增大 也可能在減小 答案 BD 2 一架超音速戰(zhàn)斗機以2 5馬赫的速度 2 5倍音速 沿直線從空中掠過 人們看呆了 眾說紛紜 以下說法正確的是 A 這架飛機的加速度真大B 這架飛機飛得真快C 這架飛機的加速度等于零D 這架飛機的加速度不大 解析 速度大 即飛得快 但加速度不一定大 不知道飛機速度變化的情況 就不知加速度大小 答案 B 3 甲 乙兩個物體在同一直線上運動 它們的速度 時間圖象如右圖所示 在t0時刻 A 甲的加速度比乙的加速度小B 甲的加速度比乙的加速度大C 甲的速度比乙的速度大D 甲的速度比乙的速度小 解析 由題中圖象分析 甲 乙兩物體各自做勻加速運動 直接讀出在t0時刻甲的速度比乙的速度大 由題中圖象斜率分析 甲的加速度比乙的加速度小 答案 AC 4 在2008年的 5 12 四川省汶川大地震救援行動中 直升機發(fā)揮了重要作用 報道稱 由于飛機發(fā)生故障大多數(shù)是在起飛 降落階段 而此時的高度幾乎為零高度 另外在飛行過程中會突然出現(xiàn)停車現(xiàn)象 在這種情況下 飛行員脫險非常困難 為了脫離飛機必須在0 1s內向上彈離飛機 若脫離危險的速度為20m s 請你判斷一下彈離過程中的加速度為多大 解析 由題意可得飛行員彈離飛機過程中 初速度v0 0 末速度vt 20m s 運動時間t 0 1s 根據加速度的定義式得彈離過程中的加速度 a m s2 200m s2 答案 200m s2 5 有些國家的交通管理部門為了交通安全 特制定了死亡加速度500g這一數(shù)值 g取10m s2 以警世人 意思是如果行車加速度超過此值 將有生命危險 這么大的加速度 一般車輛是達不到的 但在交通事故中 就會達到這一數(shù)值 兩輛摩托車以36km h的速度相向而行發(fā)生碰撞 碰撞時間為2 10 3s 試判斷一下駕駛員是否有生命危險 答案 有生命危險 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全