高中物理加速度教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02物理教案-速度改變快慢的描述 加速度。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道加速度是描述速度變化快慢的物理量,是矢量.
2,理解加速度的定義,會(huì)用公式解決有關(guān)問題,能區(qū)分,知道加速度的國際單位制單位是米每二次方秒().
3、知道勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與速度v方向相同;勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與初速度方向相反.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思想和能力.
教學(xué)建議
教材分析
加速度是物理學(xué)中非常重要的概念,也是高一學(xué)生最難搞懂的概念之一,教材為了減小難度,對加速度概念的要求比較低,沒有區(qū)分平均加速度和瞬時(shí)加速度,而是在前幾節(jié)學(xué)過勻變速直線運(yùn)動(dòng)、速度等問題后學(xué)生知道了物體的運(yùn)動(dòng)通常情況下,速度在改變,很自然的引出速度變化也有快慢之分,進(jìn)而引入加速度概念;加速度的矢量性,教材的處理也比較通俗易懂,最后又給出一些物體運(yùn)動(dòng)的加速度圖表,給學(xué)生一些直觀、生動(dòng)的印象.節(jié)后又對速度、加速度做了一對比,有助于學(xué)生理解這些概念,對變化率的分析與解析也恰到好處.
教法建議
通過生動(dòng)形象的實(shí)例或課件,讓學(xué)生逐步體會(huì),做變速運(yùn)動(dòng)的物體,速度在變,速度的變化需要時(shí)間,速度的變化有快慢之區(qū)別,且速度變化的快慢是了解物體運(yùn)動(dòng)情況的重要指標(biāo),為引入加速度做好鋪墊.這里是高中物理第二次用比值定義物理量,可以讓學(xué)生回顧引入速度概念的過程.加速度的單位要讓學(xué)生按規(guī)定的讀法讀,即讀成米每二次方秒;加速度的方向是個(gè)很重要的內(nèi)容,但是由于學(xué)生剛剛接觸加速度這一比較難理解的概念,加之學(xué)生對矢量的運(yùn)算又不熟悉,所以只對勻變速直線運(yùn)動(dòng)加以解釋,由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度只有兩個(gè)方向,與速度同向,或與速度反向,因此當(dāng)規(guī)定速度方向?yàn)檎较驎r(shí),加速度的方向就可以有正負(fù)號(hào)反映,注意正負(fù)號(hào)僅僅反映的是加速度的方向.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):加速度的概念
教學(xué)難點(diǎn):加速度概念的引入及加速度的方向
主要設(shè)計(jì):
一、復(fù)習(xí)討論:
1、什么叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)?請舉兩個(gè)實(shí)例(提問)
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)?(提問)
二、展示課件,深入討論
1、展示課件:兩物體(如汽車)同時(shí)勻加速起動(dòng)情況.
第一個(gè):5秒內(nèi)速度由0增到10m/s,后勻速.
第二個(gè):2s內(nèi)速度由0增到6m/s后勻速.
2、提問討論:
(1)兩物體最終速度哪個(gè)大?
(2)一秒末時(shí)哪個(gè)速度大?
(3)第1s內(nèi),第2s內(nèi),兩物體速度變化各多大?
(4)兩物體,哪個(gè)啟動(dòng)性能更好?哪個(gè)速度改變得快?
(5)怎樣能描述出速度改變的快慢?
3、看書29頁第一自然段,及第二自然段,討論:
(1)加速度是描述什么的物理量?
(2)加速度的定義式如何?公式中各個(gè)量的含義是什么?如:
的含義?
(3)計(jì)算一下課件中所給兩物體的加速度大?。ň毩?xí))
4、看書29頁第三、四、五自然段,討論:
(1)加速度的單位是什么?
(2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度的方向一定與速度方向相同嗎?請舉例說明(引導(dǎo)學(xué)生各舉一勻加速和勻減速的實(shí)例)
(3)比的加速度小,對嗎?
(4)如何從圖像中求物體的加速度?
5、閱讀30頁上部分內(nèi)容討論:
(1)速度越大,加速度越大對嗎?舉例說明(如課件1情況)
(2)速度變化越大,加速度越大,對嗎?舉例說明.
(3)速度變化越快,加速度越大,對嗎?
(4)速度變化率越大,加速度越大,對嗎?
(5)有沒有速度很大,而加速度很小的情況?
(展示課件:飛機(jī)水平勻速飛行)
(6)有沒有速度很小,而加速度很大的情況?
(展示火箭發(fā)射升空過程的資料)
探究活動(dòng)
在十字路口,當(dāng)綠燈亮?xí)r,大卡車和騎自行車的人同時(shí)起動(dòng),經(jīng)常發(fā)現(xiàn),前幾米自行車在前,大卡車在后,經(jīng)過一段時(shí)間,大卡車將超過自行車,請實(shí)地觀察并解釋所見到的現(xiàn)象。
相關(guān)閱讀
速度改變快慢的描述加速度
五、速度改變快慢的描述加速度
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解加速度的概念,1理解加速度是表示速度矢量變化快慢的物理量;2明確加速度的定義、公式、符號(hào)和單位.
2、明確加速度是矢量,加速度的方向始終跟速度改變量的方向一致.
3、明確加速度跟速度、速度改變量的區(qū)別.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
加速度概念既是重點(diǎn),又是難點(diǎn),要弄清加速度與速度、速度改變量之間的區(qū)別,理解加速度是如何描述速度矢量改變快慢的.
三、教學(xué)方法
比較、分析、歸納
四、教學(xué)過程
(一)概念引入
實(shí)例:某鉛球運(yùn)動(dòng)員在投出鉛球時(shí),可在0.2s內(nèi)使鉛球的速度由零增加到17m/s,而迫擊炮射擊時(shí),炮彈在炮筒中的速度在0.005s內(nèi)由零增加到250m/s,在這兩種運(yùn)動(dòng)中,速度改變量各為多少?哪一個(gè)速度變化得快?
解析:用v0表示物體開始時(shí)刻的速度(初速度),用vt表示末了時(shí)刻的速度(末速度),t表示完成速度改變所經(jīng)歷的時(shí)間,那么Δv=vt-vo表示物體速度的改變.為了描述速度改變的快慢,應(yīng)該比較速度對時(shí)間的變化率,即速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值.
速度m/s
速度改變m/s
vt-v0
速度變化率m/s2
(vt-v0)/t
初速度v0
末速度vt
鉛球
0
17
17-0=17
(17-0)/0.02=85
炮彈
0
250
250-0=250
(250-0)/0.005=5×104從上面的計(jì)算可以看出,速度改變量vt-v0能夠描述物體在時(shí)間t內(nèi)速度改變了多少,但不能描述速度改變的快慢,而比值(vt-v0)/t能夠描述物體速度改變的快慢,為此,引入加速度的概念.
(二)加速度
1、定義:加速度等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值,即
a=(vt-v0)/t
式中vt、v0分別表示質(zhì)點(diǎn)的末速度和初速度,t是質(zhì)點(diǎn)的速度從vo變化到vt所需的時(shí)間,a表示質(zhì)點(diǎn)的加速度.
2、物理意義:加速度是表示速度矢量改變快慢的物理量,其大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的改變.
3、單位:在國際單位制中,加速度的單位是米每二次方秒,符號(hào)是m/s2.
4、加速度不但有大小,而且有方向,是矢量,加速度的方向與速度改變量Δv的方向相同.
在變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度的方向始終在一條直線上,取初速度v0的方向?yàn)檎较?
(1)若vtv0,速度增大,a為正值,表示a的方向與v0的方向相同;
(2)若vtv0,速度減少,a為負(fù)值,表示a的方向與v0的方向相反.
(三)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的加速度
在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度是均勻變化的,比值(vt-v0)/t是恒定的,即加速度a的大小、方向不改變.因此,勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng).
(四)在v-t圖象中認(rèn)識(shí)加速度
加速度在大小上等于速度對時(shí)間的變化率,因此在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,v-t圖象的斜率等于質(zhì)點(diǎn)的加速度,如圖中甲圖象的加速度a1=2m/s2,方向與初速度方向相同;乙圖象的加速度a2=-2m/s2,負(fù)號(hào)表示其方向與初速度方向相反.
1、教材第30頁練習(xí)五:(1)、(2)、(3)、(5)
2、以下對于加速度的認(rèn)識(shí)中,哪些是對是?
A、物體的加速度很大,速度可以很小
B、物體的速度為零,加速度可以不為零
C、加速度表示增加的速度
D、加速度為零時(shí),速度必然為零
解:以圖示勻加速直線運(yùn)動(dòng)為例,質(zhì)點(diǎn)加速度不隨時(shí)間而變,而速度與時(shí)刻對應(yīng),且均勻增加,在t=0時(shí)刻,v0=0,而加速度不等于零,其大小等于圖象的斜率,可見A對,B對,而C錯(cuò),當(dāng)物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其加速度為零而速度不為零.D項(xiàng)錯(cuò)誤.
正確選項(xiàng)為A、B
(七)課堂小結(jié)
定義:a=(vt-v0)/t
物理意義:描述速度改變的快慢
加速度a方向:與Δv方向一致
單位:m/s2
在v-t圖象中的幾何意義:圖象的斜率
(八)課外作業(yè)
教材練習(xí)五:(4)
速度改變快慢的描述 加速度
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道加速度是描述速度變化快慢的物理量,是矢量.
2,理解加速度的定義,會(huì)用公式解決有關(guān)問題,能區(qū)分,知道加速度的國際單位制單位是米每二次方秒().
3、知道勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與速度v方向相同;勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與初速度方向相反.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思想和能力.
教學(xué)建議
教材分析
加速度是物理學(xué)中非常重要的概念,也是高一學(xué)生最難搞懂的概念之一,教材為了減小難度,對加速度概念的要求比較低,沒有區(qū)分平均加速度和瞬時(shí)加速度,而是在前幾節(jié)學(xué)過勻變速直線運(yùn)動(dòng)、速度等問題后學(xué)生知道了物體的運(yùn)動(dòng)通常情況下,速度在改變,很自然的引出速度變化也有快慢之分,進(jìn)而引入加速度概念;加速度的矢量性,教材的處理也比較通俗易懂,最后又給出一些物體運(yùn)動(dòng)的加速度圖表,給學(xué)生一些直觀、生動(dòng)的印象.節(jié)后又對速度、加速度做了一對比,有助于學(xué)生理解這些概念,對變化率的分析與解析也恰到好處.
教法建議
通過生動(dòng)形象的實(shí)例或課件,讓學(xué)生逐步體會(huì),做變速運(yùn)動(dòng)的物體,速度在變,速度的變化需要時(shí)間,速度的變化有快慢之區(qū)別,且速度變化的快慢是了解物體運(yùn)動(dòng)情況的重要指標(biāo),為引入加速度做好鋪墊.這里是高中物理第二次用比值定義物理量,可以讓學(xué)生回顧引入速度概念的過程.加速度的單位要讓學(xué)生按規(guī)定的讀法讀,即讀成米每二次方秒;加速度的方向是個(gè)很重要的內(nèi)容,但是由于學(xué)生剛剛接觸加速度這一比較難理解的概念,加之學(xué)生對矢量的運(yùn)算又不熟悉,所以只對勻變速直線運(yùn)動(dòng)加以解釋,由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度只有兩個(gè)方向,與速度同向,或與速度反向,因此當(dāng)規(guī)定速度方向?yàn)檎较驎r(shí),加速度的方向就可以有正負(fù)號(hào)反映,注意正負(fù)號(hào)僅僅反映的是加速度的方向.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):加速度的概念
教學(xué)難點(diǎn):加速度概念的引入及加速度的方向
主要設(shè)計(jì):
一、復(fù)習(xí)討論:
1、什么叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)?請舉兩個(gè)實(shí)例(提問)
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)?(提問)
二、展示課件,深入討論
1、展示課件:兩物體(如汽車)同時(shí)勻加速起動(dòng)情況.
第一個(gè):5秒內(nèi)速度由0增到10m/s,后勻速.
第二個(gè):2s內(nèi)速度由0增到6m/s后勻速.
2、提問討論:
(1)兩物體最終速度哪個(gè)大?
(2)一秒末時(shí)哪個(gè)速度大?
(3)第1s內(nèi),第2s內(nèi),兩物體速度變化各多大?
(4)兩物體,哪個(gè)啟動(dòng)性能更好?哪個(gè)速度改變得快?
(5)怎樣能描述出速度改變的快慢?
3、看書29頁第一自然段,及第二自然段,討論:
(1)加速度是描述什么的物理量?
(2)加速度的定義式如何?公式中各個(gè)量的含義是什么?如:
的含義?
(3)計(jì)算一下課件中所給兩物體的加速度大?。ň毩?xí))
4、看書29頁第三、四、五自然段,討論:
(1)加速度的單位是什么?
(2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度的方向一定與速度方向相同嗎?請舉例說明(引導(dǎo)學(xué)生各舉一勻加速和勻減速的實(shí)例)
(3)比的加速度小,對嗎?
(4)如何從圖像中求物體的加速度?
5、閱讀30頁上部分內(nèi)容討論:
(1)速度越大,加速度越大對嗎?舉例說明(如課件1情況)
(2)速度變化越大,加速度越大,對嗎?舉例說明.
(3)速度變化越快,加速度越大,對嗎?
(4)速度變化率越大,加速度越大,對嗎?
(5)有沒有速度很大,而加速度很小的情況?
(展示課件:飛機(jī)水平勻速飛行)
(6)有沒有速度很小,而加速度很大的情況?
(展示火箭發(fā)射升空過程的資料)
探究活動(dòng)
在十字路口,當(dāng)綠燈亮?xí)r,大卡車和騎自行車的人同時(shí)起動(dòng),經(jīng)常發(fā)現(xiàn),前幾米自行車在前,大卡車在后,經(jīng)過一段時(shí)間,大卡車將超過自行車,請實(shí)地觀察并解釋所見到的現(xiàn)象。
高一物理教案:《速度改變快慢的描述-加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說,磨刀不誤砍柴工。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?小編收集并整理了“高一物理教案:《速度改變快慢的描述-加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
高一物理教案:《速度改變快慢的描述-加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)要求知識(shí)目標(biāo)1、理解加速度的概念,知道加速度是表示速度變化快慢的物理量,知道它的定義、公式、符號(hào)和單位。 2、知道加速度是矢量,知道加速度的方向始終跟速度的改變量的方向一致,知道加速度跟速度改變量的區(qū)別。 3、知道什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng),能從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖像中理解加速度的意義。
能力 目標(biāo)通過對速度、速度的變化量、速度的變化率三者的分析比較,提高學(xué)生的比較、分析問題的能力。
教學(xué)重點(diǎn)1、速度的變化量 速度的變化率 的含義。 2、加速度的概念及物理意義。
教學(xué)難點(diǎn)加速度的理解
教學(xué)方法比較、分析、討論法
教具
教 學(xué) 過 程
教學(xué)過程設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)
一.引入新課 這是兩物體的v—t圖像,都是勻變速直線運(yùn)動(dòng),同學(xué)們從圖中找一找速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。 學(xué)生:甲圖中,物體的速度每秒變化5m/s, 乙圖中,物體的速度每5秒變化5m/s。 師:哪個(gè)物體的速度改變要快一些呢? 學(xué)生:甲物體,因?yàn)榧椎乃俣让棵氩鸥淖?m/s。 師:對,今天我們就來引入一個(gè)新概念——加速度,來描述速度改變的快慢。 二.新課教學(xué) 1、請同學(xué)閱讀課本內(nèi)容,弄清其中的某些概念,然后提出問題,咱們共同解決。 提問:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度指的是什么速度?學(xué)生觀察并回答
教學(xué)過程設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)
學(xué)生:是某時(shí)刻(或某位置)的瞬時(shí)速度。 提問:速度的改變量指的是什么? 學(xué)生:速度由v0經(jīng)一段時(shí)間t后變?yōu)関t,那 的差值即速度的改變量。用 表示。 老師: , 越大,表示的變化量越大,即速度改變的越快。對嗎?為什么。 學(xué)生甲:對,因?yàn)?大,當(dāng)然變化的快。 學(xué)生乙:不對。 大,如用了很長的時(shí)間,速度改變也不快。 學(xué)生丙:我同意乙的看法。要比較誰的速度改變的快慢,必須去找統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)比較。比如,比較物體勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小,必須用單位時(shí)間作出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)區(qū)衡量,要比較速度改變的快慢,也必須找單位時(shí)間內(nèi)的速度的改變量。 老師總結(jié):丙同學(xué)說得非常好,加速度是表示速度改變的快慢,而不是指速度變化的多少,只有用速度的變化和時(shí)間的比值,即單位時(shí)間內(nèi)該量變化的數(shù)值(變化率)才能表示變化的快慢。 板書:加速度是表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值。表達(dá)式: 單位:m/s2、cm/s2 提問:那加速度是矢量,還是標(biāo)量,為什么,方向(由誰來決定)與誰的方向一致? 學(xué)生討論得出:速度是矢量,速度的變化 也是矢量,單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量也是矢量。即a的方向就是vt—v0的方向。 提問:比值 是恒定的,具體的含義是什么? 學(xué)生討論得出:就是速度隨時(shí)間而均勻改變。 師:速度隨時(shí)間均勻地改變,叫勻變速直線運(yùn)動(dòng),也就是加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)。 2、例題分析 如圖請回答: (1)圖線①②分別表示物體做什么運(yùn)動(dòng)? (2)①物體3秒內(nèi)速度的改變量是多少,方向與速度方向什么關(guān)系? (3)②物體5秒內(nèi)速度的改變量是多少?方向與其速度方向有何關(guān)系? (4)①②物體的運(yùn)動(dòng)加速度分別為多少?方向如何呢?
學(xué)生討論
教學(xué)過程設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)
分析①物體:①作勻變速直線運(yùn)動(dòng),3秒內(nèi)屬于的改變量為 ,方向與速度方向相同, 方向 方向相同,即a與v方向相同。 分析②物體:②作勻變速直線運(yùn)動(dòng),5秒內(nèi)速度的改變量為 ,說明 與v方向相反。 ,說明a方向與 方向相同,與v方向相反,作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 強(qiáng)調(diào):加速度的正、負(fù)號(hào)只表示其方向,而不表示其大小。 3、鞏固性練習(xí) 某物體的速度-時(shí)間圖像如圖所示,則物體做 A、往復(fù)運(yùn)動(dòng) B、勻變速直線運(yùn)動(dòng) C、朝某一方向直線運(yùn)動(dòng) D、不能確定 三.小結(jié) 1、加速五度的概念及物理意義 2、速度的變化、速度的變化率的區(qū)別 3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖像中分析出v、a的大小、方向等。 四.作業(yè) P30練習(xí)五3、4、5學(xué)生討論
學(xué)生分析并回答
板書設(shè)計(jì)
《速度變化快慢的描述—加速度》教案分析
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非常活躍,幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。所以你在寫高中教案時(shí)要注意些什么呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《《速度變化快慢的描述—加速度》教案分析》,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
《速度變化快慢的描述—加速度》教案分析
理解領(lǐng)悟
加速度是力學(xué)中的重要概念,也是高一物理課較難懂的概念,要結(jié)合具體實(shí)例加深理解。要注意區(qū)別“速度快”、“速度變化大”與“速度變化快”的含義,理解平均加速度和瞬時(shí)加速度。
基礎(chǔ)級
1.為什么要引入加速度的概念?
教材中列舉了小型轎車和旅客列車不同的加速情況:小型轎車起步時(shí)可在20s內(nèi)速度達(dá)到100km/h,它的速度平均1s增加了5km/h;而旅客列車由靜止開始達(dá)到100km/h的速度,大約要用500s,它的速度平均1s只增加0.2km/h。小型轎車的速度增加得比較快,這說明做變速運(yùn)動(dòng)的物體,速度變化有快有慢。
讓我們再來看一個(gè)例子:圖1-27描述了汽車的加速過程和制動(dòng)過程中速度變化的情況。汽車的加速性能是反映汽車質(zhì)量優(yōu)劣的一項(xiàng)重要標(biāo)志,汽車的制動(dòng)距離也是反映汽車性能的一項(xiàng)指標(biāo)。
可見,研究速度變化快慢是有意義的,需要引入一個(gè)物理量——加速度來描述速度變化的快慢。
2.如何定義加速度?
要比較物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢可以有兩種方法:一種是相同時(shí)間內(nèi),比較物體運(yùn)動(dòng)速度變化量的大小,速度變化量大,速度變化得快;另一種是速度變化量相同,比較所用時(shí)間的長短,時(shí)間短的,速度變化得快。
物理學(xué)中用速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值表示物體速度變化的快慢,這就是加速度。如果在時(shí)間△t內(nèi)物體的速度變化量是△v,它的加速度就可以表示為
用速度的變化量與時(shí)間的比值比較物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢,事實(shí)上是采用了前一種比較方法,即比較相同時(shí)間1s內(nèi)速度變化量的大小。
3.對加速度的進(jìn)一步理解
在加速度的定義式中,△v是速度的變化量,它是運(yùn)動(dòng)物體的末速度與初速度的差,即△v=vt-v0。因?yàn)樗俣缺旧硎鞘噶浚云洳钍鞘噶坎?。對于直線運(yùn)動(dòng)而言,速度可用帶有正負(fù)號(hào)的代數(shù)量表示,因此其差等于末速度與初速度的代數(shù)差。
△t是速度改變△v所經(jīng)歷的時(shí)間,必須注意兩者的同一性。
因?yàn)樗俣仁鞘噶浚约铀俣纫彩鞘噶?。加速度的方向就是速度變化的方向。在直線運(yùn)動(dòng)中,速度變化的方向可以與速度的方向相同,也可以與速度的方向相反。因此,加速度的方向可以與速度的方向相同,也可以與速度的方向相反。加速度的方向與速度的方向相同,物體做加速運(yùn)動(dòng);加速度的方向與速度的方向相反,物體做減速運(yùn)動(dòng)。
在直線運(yùn)動(dòng)中,加速度可以用一個(gè)帶有正負(fù)號(hào)的數(shù)值表示,絕對值表示其大小,正負(fù)號(hào)表示其方向。加速度為正表示其方向與規(guī)定的正方向相同,加速度為負(fù)表示其方向與規(guī)定的正方向相反。
加速度的單位可由其定義式確定。在國際單位制中,加速度的單位是“米每二次方秒”,符號(hào)是“m/s2”或“m·s-2”。要將加速度的單位與速度的單位區(qū)別開來。
加速度不是“加”出來的速度,而是“加速”的快慢程“度”,更確切地說是變速的快慢程度,它是速度對時(shí)間的變化率,是表示速度變化快慢的物理量。物體的速度增量很大,但如果經(jīng)歷的時(shí)間很長,加速度的值仍可能很小。加速度只是在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)增加的速度。
4.速度和加速度的區(qū)別
速度和加速度是兩個(gè)不同的物理量,我們可以從以下三方面來區(qū)別它們。
(1)從定義上看:速度是描述物體運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量,是位置的變化(位移)和時(shí)間的比值;加速度是描述物體速度變化方向和快慢的物理量,是速度的變化(速度增量)和時(shí)間的比值。
(2)從方向上看:速度加速度都是矢量,速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向,而加速度的方向不是速度的方向,而是速度變化的方向,故加速度方向與速度方向沒有必然的聯(lián)系。只有在直線運(yùn)動(dòng)中,加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度與速度方向一致,減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度與速度方向相反。
(3)從量值上看:加速度“大”,只意味著速度變化“快”,不表示速度變化量大,也不表示速度大。速度大,加速度不一定大;速度小,加速度不一定??;加速度減小而速度可能增大,加速度不為零而速度大小可能不變。例如,空中勻速飛行的飛機(jī),蘇打很大,加速度為零。今后我們還會(huì)學(xué)到,彈簧振子在最大位移處速度為零,但加速度卻是最大;汽車以恒定功率啟動(dòng)時(shí),加速度在減小而速度卻在增大;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度不為零,而速度的大小卻保持不變。結(jié)合這些實(shí)例進(jìn)行分析,可進(jìn)一步認(rèn)識(shí)速度和加速度這兩個(gè)基本概念的區(qū)別。
5.平均加速度和瞬時(shí)加速度的區(qū)別
嚴(yán)格地講,由公式定義的加速度實(shí)際上指的是平均加速度,同平均速度與瞬時(shí)速度的關(guān)系相似,只有當(dāng)所取的時(shí)間間隔△t趨近于零時(shí),平均加速度才趨近于瞬時(shí)加速度。
平均加速度和一段時(shí)間(或一段位移)相對應(yīng),瞬時(shí)加速度和某一時(shí)刻(或某一位置)相對應(yīng)。講平均加速度必須指明是哪一段時(shí)間(或哪一段位移)內(nèi)的平均加速度,講瞬時(shí)加速度必須指明是哪一個(gè)時(shí)刻(或哪一個(gè)位置)的瞬時(shí)加速度。
平均加速度只能粗略地描述一段時(shí)間內(nèi)物體速度變化的快慢程度,瞬時(shí)速度能夠精確地描述某一時(shí)刻物體速度變化的快慢程度。
另外還需指出,平均加速度與加速度的平均值也是有嚴(yán)格區(qū)別的,兩者的數(shù)值一般并不相等,不可混淆。
在勻變速運(yùn)動(dòng)(加速度保持不變的運(yùn)動(dòng))中,平均加速度與瞬時(shí)加速度相等。
O
v
t
圖1-28
△v
△t
P
6.從速度圖象求加速度
7.對“說一說”問題的討論
本節(jié)教材“說一說”欄目指出,日常生活中講的“快”和“慢”,有時(shí)指速度,有時(shí)指加速度,要求分別舉出幾個(gè)這樣的例子。
速度描述了物體位置變化的快慢。日常生活中講的“快”和“慢”,指速度的如:你走得真“快”;將要進(jìn)站時(shí),汽車行駛“慢”下來了;下課后,同學(xué)們“快”步奔向操場……
加速度描述了物體速度變化的快慢。日常生活中講的“快”和“慢”,指加速度的如:賽車性能不佳,起步太“慢”;幸虧汽車急剎車剎得“快”,才沒有釀成事故……
發(fā)展級
8.對速度的變化量的再認(rèn)識(shí)
9.關(guān)于“變化率”
前面我們學(xué)到,速度是物體位置的變化率,它表示物體位置變化的快慢;加速度是物體速度的變化率,它表示物體速度變化的快慢。一般來說,描述變化快慢的量就是變化率。
教材對“變化率”下了如下定義:自然界中某量D的變化可以記為△D,發(fā)生這個(gè)變化所用的時(shí)間間隔可以記為△t;變化量△D與△t的比值就是這個(gè)量的變化率??梢?,變化率表示變化的快慢,不表示變化的大小。
需要進(jìn)一步指出的是,教材中所定義的“變化率”明確地講是指“對時(shí)間的變化率”,還有另一種變化率——“對位移的變化率”。例如,速度對位移的變化率就定義為“物體速度的變化與發(fā)生這一變化物體位移的比值”,即定義為,它在數(shù)值上等于物體發(fā)生1m位移時(shí)速度的變化量。當(dāng)然,若不加特別說明,講“變化率”就是指“對時(shí)間的變化率”。
應(yīng)用鏈接
本節(jié)課的應(yīng)用主要是對加速度概念的理解,對速度、速度的變化量和速度的變化率(加速度)的辨析,以及運(yùn)用加速度的定義式或速度圖象求解加速度。
基礎(chǔ)級
例1關(guān)于加速度,下列說法中正確的是()
A.速度變化越大,加速度一定越大
B.速度變化所用的時(shí)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.單位時(shí)間內(nèi)速度變化越大,加速度一定越大
提示根據(jù)加速度的定義式及物理意義進(jìn)行判斷。
解析由加速度的定義式可知,加速度的大小是由速度的變化量和發(fā)生
這一變化所用的時(shí)間共同決定的。速度變化越大,所用的時(shí)間不確定,加速度不一定越大。速度變化所用時(shí)間越短,但速度的變化量大小不確定,也不能確定加速度一定越大。單位時(shí)間內(nèi)速度變化越大,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。選項(xiàng)C、D正確。
點(diǎn)悟加速度是反映速度變化快慢的物理量。加速度越大,只能說明速度變化越快,不能說明速度變化越大,也不能說明物體運(yùn)動(dòng)越快。要正確區(qū)分運(yùn)動(dòng)的快慢(v)、速度的變化量(△v)和速度變化的快慢的不同。
例2下列運(yùn)動(dòng)可能出現(xiàn)的是()
A.物體的加速度增大,速度反而減小
B.物體的加速度減小,速度反而增大
C.物體的速度為零時(shí),加速度卻不為零
D.物體的加速度始終不變,速度也始終不變
提示物體做加速直線運(yùn)動(dòng)還是做減速直線運(yùn)動(dòng),要看加速度的方向與速度的方向是否一致。只要加速度的方向與速度的方向相同,速度就增大;加速度的大小則決定速度變化的快慢,而不決定速度變化的趨勢(即速度增大還是減?。?。
解析當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng),速度在不斷減小,若加速度增大,速度減小得更快。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),速度在不斷增大,若加速度減小,只是速度增大得慢了。當(dāng)速度為零時(shí),加速度可能為零,也可能不為零。加速度是描述速度變化快慢的物理量,有了加速度,物體的速度一定要發(fā)生變化。選項(xiàng)A、B、C正確。
點(diǎn)悟有的同學(xué)可能錯(cuò)誤地認(rèn)為“加速度增大時(shí),速度一定增大;加速度減小時(shí)速度一定減小”,產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的原因在于沒有弄清楚加速度對速度變化的影響。加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度的方向決定速度是增大還是減??;加速度的大小則決定速度增大或減小的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)變化了多少。
例3籃球以10m/s的速度水平撞擊籃板后以6m/s的速度反向彈回,籃球與籃板的接觸時(shí)間為0.1s,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?
提示因?yàn)樗俣群图铀俣染鶠槭噶?,所以在求解之前必須首先確定正方向。若速度、加速度方向與規(guī)定的正方向相同,則為正;反之,則為負(fù)。已知量代入公式時(shí)必須冠以符號(hào),未知量一般先假設(shè)為正,解后再作出判斷。
解析選取籃球的初速度方向?yàn)檎较?,則初速度v0=10m/s。因?yàn)槟┧俣确较蚺c規(guī)定的正方向相反,故末速度為vt=-6m/s。由加速度的定義式可得
可見,加速度的大小為160m/s2,負(fù)號(hào)表示加速度的方向與初速度的方向相反。
v/(m·s-1)
t/s
O
10
20
30
20
10
30
40
50
60
圖1-30
點(diǎn)悟加速度的定義式為矢量式,對于直線運(yùn)動(dòng)只要規(guī)定正方向,速度與加速度均可用帶有正負(fù)號(hào)的代數(shù)量表示,在解題時(shí)要特別注意各個(gè)量正負(fù)的確定。本題也可以選取末速度的方向?yàn)檎较?,解出的加速度將為正值,同學(xué)們不妨試一試。
例4圖1-30是一個(gè)物體向東運(yùn)動(dòng)的速度圖象。由圖可知在0~10s內(nèi)物體的加速度大小是,方向是;在10~40s內(nèi)物體的加速度為;在40~60s內(nèi)物體的加速度大小是,方向是。
提示,由速度圖象讀出與△t相應(yīng)的△v,代入公式即可算得加速度
a;由a的正負(fù)號(hào)即可確定加速度的方向。
解析由題圖可知,在0~10s內(nèi)物體的加速度為
點(diǎn)悟要理解速度圖象的物理意義,能根據(jù)速度圖象和加速度的定義式計(jì)算加速度的大小,判斷加速度的方向。
發(fā)展級
例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為500g這一數(shù)值(g取9.8m/s2)以醒世人,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險(xiǎn)。這么大的加速度,一般車輛是達(dá)不到的,但發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值。假如兩輛摩托車以36km/h的速度相向而行發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間為2×10-3s,你判斷一下駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?
提示只要計(jì)算出摩托車碰撞時(shí)加速度的大小,即可作出判斷。
解析碰撞后摩托車靜止,則碰撞中摩托車的加速度為
可見,摩托車加速度的大小為5×103m/s2,已超過死亡加速度500g,駕駛員會(huì)有生命危險(xiǎn)。
點(diǎn)悟本題是一道聯(lián)系實(shí)際的物理問題,在運(yùn)用加速度的定義式求解加速度時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況,挖掘出摩托車碰撞后末速度等于零這一隱含條件。值得注意的是,求得加速度a=-5×103m/s2,負(fù)號(hào)僅表示加速度的方向與初速度方向相反,不表示加速度的大小,千萬不能因?yàn)閍是負(fù)值,而誤認(rèn)為a<500g。
例6圖1-31中每一個(gè)圖都有兩條圖線,分別表示一種直線運(yùn)動(dòng)的加速度和速度隨時(shí)間變化的圖象,其中可能正確的是()
提示根據(jù)速度圖象和加速度圖象的物理意義進(jìn)行分析判斷。
解析在A圖中,表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),速度減至零再反向加速,是可能的。在圖B與C中,速度恒定,還有變化的加速度,這是不可能的。在圖D中,加速度恒定,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度隨時(shí)間均勻增加,這是可能的。選項(xiàng)A、D正確。
點(diǎn)悟在速度圖象中,圖線的斜率表示物體的加速度。圖線斜率的絕對值表示加速度的大小,斜率的絕對值越大,表示速度變化得越快。圖線斜率的正負(fù)表示加速度的方向,斜率為正,表示加速度的方向與規(guī)定的正方向相同;斜率為負(fù),表示加速度的方向與規(guī)定的正方向相反。根據(jù)加速度的方向與速度的方向相同還是相反,即可判斷物體是在做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)。
課本習(xí)題解讀
[p.31問題與練習(xí)]
1.100km/h=27.8m/s。
2.有符合下列說法的實(shí)例:
A.物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于0,而速度不等于0。例如,汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
B.兩物體相比,一個(gè)物體的速度變化量比較大,而加速度卻比較小。例如,列車起動(dòng)慢慢達(dá)到最大速度50m/s,速度變化量較大,但加速時(shí)間較長,如經(jīng)過2min,則加速度為0.42m/s2,比汽車起動(dòng)時(shí)的加速度小。
C.物體具有向東的加速度,而速度的方向卻向西。例如,汽車向西行駛,汽車減速時(shí)加速度向東。
D.物體做直線運(yùn)動(dòng),后一階段的加速度比前一階段的加速度小。例如,汽車起動(dòng)達(dá)到最大速度的過程中,后一階段的加速度比前一階段的加速度小,但速度卻比前一階段大。
本題告訴我們,加速度的大小與速度的大小、速度變化量的大小均無直接的聯(lián)系。
練習(xí)鞏固(1—5)
基礎(chǔ)級
1.關(guān)于加速度,以下說法正確的是()
A.加速度為0的物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.物體的加速度減小,其速度必隨之減小
C.物體的加速度增大,其速度不一定增大
D.物體的加速度越大,其速度變化越快
2.已知甲的加速度比乙的加速度大,則下列說法正確的是()
A.甲的速度一定比乙的速度大
B.甲的速度變化量一定比乙的速度變化量大
C.甲的速度變化一定比乙的速度變化快
D.如果甲、乙兩物體的速度變化量相同,則甲用的時(shí)間一定比乙少
3.一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)時(shí)間△t后又回到原處,回到原處時(shí)的速度和初速度大小相等,都是v,但方向相反,則物體在時(shí)間△t內(nèi)加速度的大小為()
4.物體某時(shí)刻的速度為5m/s,加速度為-3m/s2,這表示()
A.物體的加速度方向與速度方向相同,而速度在減小
B.物體的加速度方向與速度方向相同,而速度在增大
C.物體的加速度方向與速度方向相反,而速度在減小
D.物體的加速度方向與速度方向相反,而速度在增大
5.一子彈以0.02s的時(shí)間穿過一木板,穿入木板時(shí)的速度是800m/s,穿出木板時(shí)的速度是300m/s,則子彈在穿過木板時(shí)的加速度有多大?
6.一足球以8m/s的速度飛來,運(yùn)動(dòng)員在0.2s的時(shí)間內(nèi)將足球以12m/s的速度反向踢出。足球在這段時(shí)間內(nèi)的加速度多大?方向如何?
7.圖1-32中的直線①和②分別表示兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象。它們的初速度各是多大?哪一個(gè)的加速度大?經(jīng)過多長時(shí)間它們的速度大小相等?
發(fā)展級
8.一個(gè)物體初速度的大小為2m/s,末速度的大小為4m/s,則()
A.速度變化量的大小可能是6m/s
B.速度變化量的大小可能是4m/s
C.速度變化量的方向可能與初速度方向相同
D.速度變化量的方向可能與初速度方向相反
9.某物體沿直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖1-33所示,下列說法正確的是()
A.物體在第1s末運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化
B.物體在第2~3s內(nèi)和第6~7s內(nèi)的加速度相同
C.物體在第2s末返回出發(fā)點(diǎn),然后向反方向運(yùn)動(dòng)
D.物體的加速度大小始終不變
10.質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)5s后速度達(dá)到10m/s,然后勻速運(yùn)動(dòng)了20s,接著經(jīng)2s勻減速運(yùn)動(dòng)后靜止。那么,質(zhì)點(diǎn)在加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度有多大?在第26s末的速度有多大?