高中物理加速度教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02《加速度》教材解析。
《加速度》教材解析一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
理解加速度的意義,能準(zhǔn)確區(qū)分“速度大”、“速度變化大”、“速度變化得快”三種情況。知道加速度的表達(dá)式,并會(huì)用加速度表達(dá)式解答有關(guān)問(wèn)題。
【過(guò)程與方法】
通過(guò)利用先前的實(shí)驗(yàn)成果,分析得出加速度的定義,并明確加速度和速度的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題分析數(shù)據(jù)的能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
通過(guò)介紹加速度的定義過(guò)程,形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度,養(yǎng)成科學(xué)的研究方法。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
加速度概念的建立和加速度公式的理解運(yùn)用。
【難點(diǎn)】
加速度和速度的關(guān)系,利用加速度公式解答有關(guān)問(wèn)題。理解比值定義法。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入
讓學(xué)生回顧先前做過(guò)的利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度的實(shí)驗(yàn),然后舉例說(shuō)明達(dá)到同一個(gè)速度的兩個(gè)物體花費(fèi)的時(shí)間不同,也就是說(shuō),在相同時(shí)間內(nèi)速度變化不同,從而引出,需要另一個(gè)物理量來(lái)描述速度變化的快慢。
環(huán)節(jié)二:新課講授
(一)加速度的定義
類比速度的定義,速度用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,也就是說(shuō)物體在運(yùn)動(dòng)相同距離所花費(fèi)的時(shí)間多少或是在相同時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離多少。并提出問(wèn)題,如何類比速度的定義來(lái)定義加速度,用以描述速度變化的快慢?
學(xué)生根據(jù)先前所學(xué)的速度的知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到初步的結(jié)論,能夠聯(lián)想到比值定義法,隨后給出明確定義,,單位是米每二次方秒,尤其要重點(diǎn)說(shuō)明變化量的概念。
例1.一輛小轎車從靜止開始加速到30m/s的速度,總共花費(fèi)了20s的時(shí)間,求小轎車的加速度的大小。
解答:利用加速度的定義式,分清速度和時(shí)間的變化量,帶入得。
(二)加速度和速度的關(guān)系
先讓學(xué)生舉例說(shuō)明日常生活中常見的“速度大”的物體,學(xué)生會(huì)說(shuō)運(yùn)動(dòng)員、汽車、火車、飛機(jī)、子彈等,老師可以舉例人造衛(wèi)星或者地球公轉(zhuǎn)速度;然后再讓學(xué)生從中挑出“速度變化大”的物體,及時(shí)指出學(xué)生的錯(cuò)誤,強(qiáng)調(diào)速度的變化量;最后再讓學(xué)生思考“速度變化得快”的物體,即加速度大的物體,說(shuō)明加速度大的物體不一定速度大,也不一定速度變化大。尤其要舉一些速度小且速度變化也小但加速度很大物體,讓學(xué)生理解加速度與速度之間的關(guān)系。
提出兩個(gè)問(wèn)題,速度大的物體加速度是否一定大?加速度大的物體速度是否一定大?強(qiáng)調(diào)速度的變化率才是加速度的大小。
環(huán)節(jié)三:鞏固練習(xí)
讓學(xué)生拿出之前做實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,使用較短間隔的平均速度代替瞬時(shí)速度,求出幾個(gè)點(diǎn)之間的速度的變化量,進(jìn)而求出幾個(gè)點(diǎn)的加速度,加深學(xué)生對(duì)加速度的理解。
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
A車從靜止加速到60km/h花費(fèi)了16s,B車從40km/h加速到80km/h花費(fèi)了12s,試求A、B兩輛車的加速度哪個(gè)大?
精選閱讀
速度和加速度
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第3節(jié)速度和加速度
名師導(dǎo)航
知識(shí)梳理
1、速度
(1)定義:速度等于物體運(yùn)動(dòng)的跟所用的時(shí)間的
。
(2)公式:
(3)物理意義:速度是表示的物理量。
(4)單位:國(guó)際單位為,符號(hào)是,常用單位還有:千米每時(shí)(km/h),厘米每秒(cm/s)等。
1m/s=3.6km/h
(5)速度是,它的方向就是的方向。
2、平均速度
(1)定義:變速運(yùn)動(dòng)物體的位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,叫做物體在這段時(shí)間(或位移)內(nèi)的。
(2)公式:
(3)平均速度表示做變速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間(或位移)內(nèi)的平均快慢程度,只能粗略地描述物體地運(yùn)動(dòng)快慢。
(4)平均速度既有大小,又有方向,是矢量,其方向與一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的方向相同。
3、瞬時(shí)速度與瞬時(shí)速率
(1)定義:運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)的速度,叫瞬時(shí)速度,常稱為速度;瞬時(shí)速度的大小叫,有時(shí)簡(jiǎn)稱速率。
(2)物理意義:精確描述運(yùn)動(dòng)快慢。
(2)瞬時(shí)速度是矢量,其方向與物體經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同,瞬時(shí)速率是標(biāo)量。
答案:1、位移,發(fā)生這段位移,比值,物體運(yùn)動(dòng)快慢,米每秒,m/s,矢量,物體運(yùn)動(dòng);2、平均速度,位移;3、某一位置(或某一時(shí)刻),瞬時(shí)速率。
疑點(diǎn)突破
1、如何區(qū)分平均速度和瞬時(shí)速度
(1)平均速度與某一過(guò)程中的一段位移、一段時(shí)間對(duì)應(yīng),而瞬時(shí)速度與某一位置、某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)。
(2)平均速度只能粗略描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況,而瞬時(shí)速度能精確的描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。
(3)平均速度的方向與所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)位移的方向相同,瞬時(shí)速度的方向與質(zhì)點(diǎn)所在位置的運(yùn)動(dòng)方向相同。
2、對(duì)瞬時(shí)速度的理解
在勻速運(yùn)動(dòng)中,由于速度不便,所以勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度既是平均速度,也是各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
在變速運(yùn)動(dòng)中,平均速度隨位移和時(shí)間的選取不同而不同。對(duì)做變速運(yùn)動(dòng)的物體,我們?cè)谒ㄟ^(guò)的某一位置附近選一段很小的位移,只要位移足夠?。赐ㄟ^(guò)這段小位移所用的時(shí)間足夠短),那么這段小位移上的平均速度就是物體通過(guò)該位置的瞬時(shí)速度。
問(wèn)題探究
(1)用什么方法判斷同時(shí)啟程的步行人和騎車人的快慢?
(2)如何比較兩個(gè)百米運(yùn)動(dòng)員的快慢?
(3)如何比較一個(gè)百米短跑冠軍同一個(gè)奧運(yùn)會(huì)萬(wàn)米冠軍誰(shuí)跑得快.
探究:(1)比較步行人和騎車人的快慢,可在時(shí)間相同的情況下比較位移的大小,位移大的較快.(2)比較兩位百米運(yùn)動(dòng)員的快慢可在位移相同的條件下比較時(shí)間,運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的較慢.(3)二者的位移不同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不同,比較位移和時(shí)間的比值,也就是比較單位時(shí)間內(nèi)的位移,比值大的較快.
典題精講
例1、下列說(shuō)法正確的是
A、平均速度就是速度的平均值
B、瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小
C、火車以速度v通過(guò)某一段路,v是指瞬時(shí)速度
D、子彈以速度v從槍口射出,v是指平均速度
【思路解析】
根據(jù)平均速度和瞬時(shí)速度的定義進(jìn)行判斷,平均速度不是速度的平均值,瞬時(shí)速率就是瞬時(shí)速度的大??;火車以速度v經(jīng)過(guò)某一段路,v是指平均速度;子彈以速度v從槍口射出,是指從槍口射出時(shí)的瞬時(shí)速度。
【答案】B
例2、某質(zhì)點(diǎn)由A出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng),前5s向東行了30m經(jīng)過(guò)B點(diǎn),又行了5s前進(jìn)了60m到達(dá)C點(diǎn),在C點(diǎn)停了4s后又向西行,經(jīng)歷了6s運(yùn)動(dòng)120m到達(dá)A點(diǎn)西側(cè)的D點(diǎn),如圖1.3-1所示,求
(1)每段時(shí)間內(nèi)的平均速度
(2)求全過(guò)程的平均速度
【思路解析】
取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),向東為正方向建立坐標(biāo)軸。
(1),方向向東。
,方向向東。
,方向向西。
(2)全程的平均速度為
=,負(fù)號(hào)表示方向向西。
例1、Ⅰ、Ⅱ是兩物體運(yùn)動(dòng)的位移圖象,如圖1.3-2所示,兩物體分別做什么運(yùn)動(dòng)?那個(gè)物體運(yùn)動(dòng)較快?
【思路解析】
從位移圖象可以看出兩圖象均為直線,即位移隨時(shí)間是均勻變化的,所以Ⅰ、Ⅱ兩物體均做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移隨時(shí)間變化的快則直線的斜率大,所以Ⅱ運(yùn)動(dòng)得快。
【答案】都做勻速直線運(yùn)動(dòng),Ⅱ運(yùn)動(dòng)較快。知識(shí)導(dǎo)學(xué)
1.位移與時(shí)間的比值反映了位移隨時(shí)間變化的快慢,也就是位移的變化率。
2.速度和位移一樣都是矢量,矢量的共同特點(diǎn)就是既有大小,又有方向。在今后的學(xué)習(xí)中要逐步加深對(duì)矢量的理解。
3.一般情況下平均速度不等于瞬時(shí)速度,只有物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),即速度的大小和方向都不隨時(shí)間變化時(shí)平均速度才等于瞬時(shí)速度。
4.瞬時(shí)速率在數(shù)值上等于瞬時(shí)速度的大小。但平均速率不一定等于平均速度的大小。平均速率在定義上等于路程與通過(guò)這段路程所用時(shí)間的比值,即初中所講的“速度”的概念。但在高中階段,位移的大小和路程不一定相等,路程一般大于位移的大小,平均速率一般大于平均速度的大小,當(dāng)位移的大小等于路程時(shí),即物體做單方向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速率等于平均速度的大小。
5.通常所說(shuō)的“速度”可能有不同的含義,注意根據(jù)上下文判斷“速度”的準(zhǔn)確含義,是指平均速度還是指瞬時(shí)速度。
疑難導(dǎo)析
關(guān)于(1):譬如,研究一輛汽車通過(guò)一座平直大橋的速度,對(duì)應(yīng)的位移是橋長(zhǎng),對(duì)應(yīng)的時(shí)間是過(guò)橋的時(shí)間,對(duì)應(yīng)的速度是平均速度。若要研究汽車到達(dá)某一位置的速度,則表示瞬時(shí)速度。
關(guān)于(2):譬如,火車從北京開往上海整個(gè)過(guò)程的速度,可以不考慮中間停站所用的時(shí)間,用平均速度可以粗略地表示火車運(yùn)動(dòng)的快慢。但要研究百米運(yùn)動(dòng)員沖過(guò)終點(diǎn)時(shí)的速度,則需要的是一個(gè)準(zhǔn)確值,速度為瞬時(shí)速度。
關(guān)于(3):譬如,物體沿圓周運(yùn)動(dòng),某段時(shí)間的平均速度的方向與位移方向相同,即這段時(shí)間通過(guò)的圓弧所對(duì)應(yīng)的弦的方向,但每一時(shí)刻速度方向,都沿物體所在位置圓的切線方向。
問(wèn)題導(dǎo)思
提示:此題涉及比較物體運(yùn)動(dòng)方法的問(wèn)題:(1)相等時(shí)間內(nèi)比較位移的大?。唬?)通過(guò)相等位移比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短;(3)比較位移和時(shí)間的比值,也就是速度的大小。
典題導(dǎo)考
【綠色通道】
對(duì)于平均速度、瞬時(shí)速度說(shuō)法正誤的判斷要緊扣它們的定義。平均速度對(duì)應(yīng)一段位移或一段時(shí)間,瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)某一位置或某一時(shí)刻。
[典題變式]
以下所說(shuō)的速度,哪些是指平均速度,哪些是指瞬時(shí)速度?
A、子彈射出槍口時(shí)的速度為700m/s
B、一百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員用10s跑完全程,某人算出他的速度為10m/s
C、測(cè)速儀測(cè)出汽車經(jīng)過(guò)某一路標(biāo)的速度達(dá)到100km/h
D、返回艙以5m/s的速度著陸
答案:A、C、D中的速度是瞬時(shí)速度,B中的速度為平均速度。
【綠色通道】
此題主要是考察對(duì)平均速度的計(jì)算,平均速度等于某段時(shí)間內(nèi)的位移與這段時(shí)間的比值。注意位移與發(fā)生該段位移所用時(shí)間的對(duì)應(yīng)性。另外速度是矢量,有方向,首先要選取一個(gè)正方向,位移有正負(fù),則速度也對(duì)應(yīng)地有正負(fù)。
[典題變式]
1、一輛轎車在平直公路上行駛,其速度計(jì)顯示地讀數(shù)為72km/h,在一條與公路平行地鐵路上有一列長(zhǎng)為200m的火車與轎車同向勻速行駛,經(jīng)100s轎車由火車的車尾趕到了火車的車頭,求火車的速度。
答案:v=18m/s
【綠色通道】
對(duì)位移圖象得幾點(diǎn)說(shuō)明:(1)位移圖象不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得軌跡。(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)得位移圖象是一條直線。(3)在圖象上的某一點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻所處的位置。(4)圖線的斜率大小反映物體運(yùn)動(dòng)的快慢,斜率越大表明物體運(yùn)動(dòng)越快。
[典題變式]
如圖1.3-3所示為某物體運(yùn)動(dòng)的位移圖象,根據(jù)圖象求出:
(1)0~2s內(nèi),2s~6s內(nèi),6s~8s內(nèi)物體各做什么運(yùn)動(dòng)?各段速度多大?
(2)整個(gè)8s內(nèi)的平均速度多大?前6s內(nèi)的平均速度多大?
【答案】(1)0~2s做勻速運(yùn)動(dòng),v1=2.5m/s;2s~6s物體精致;6s~8s內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),v3=5m/s(2)1.875m/s;0.83m/s
自主廣場(chǎng)
我夯基我達(dá)標(biāo)
1、關(guān)于速度的說(shuō)法,下列各項(xiàng)中正確的是
A、速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,速度大表示物體運(yùn)動(dòng)得快
B、速度描述物體的位置變化快慢,速度大表示物體位置變化大
C、速度越大,位置變化越快,位移也就越大
D、速度的大小就是速率,速度是矢量,速率是標(biāo)量
解析:速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,它表示物體位置變化的快慢。若物體位置變化得大,即位移大,但若時(shí)間長(zhǎng),則速度不一定大。速度是矢量,有大小,有方向。速度的大小叫速率,是標(biāo)量。
答案:AD
2、以下為平均速度的是
A、子彈出槍口時(shí)的速度是800m/s
B、汽車從甲站到乙站的速度是40km/h
C、汽車通過(guò)站牌時(shí)的速度是72km/h
D、小球在第3s末的速度是6m/s
解析:平均速度是某段位移上的,或某段時(shí)間內(nèi)的。它等于某段位移和通過(guò)這段位移所用時(shí)間的比值。
答案:B
3、關(guān)于瞬時(shí)速度、平均速度,以下說(shuō)法中正確的是
A、瞬時(shí)速度可以看成時(shí)間趨于無(wú)窮小時(shí)的平均速度
B、做變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,一定和物體在這段時(shí)間內(nèi)各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度的平均值大小相等
C、物體做變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度的大小就是平均速率
D、物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),平均速度是指物體通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值
解析:當(dāng)時(shí)間非常小時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)可以看成在這段很小時(shí)間內(nèi)的勻速運(yùn)動(dòng),平均速度等于瞬時(shí)速度,故A正確。
平均速度是位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,而不是各時(shí)刻瞬時(shí)速度的平均值。
根據(jù)定義,平均速度的大小不是平均速率。平均速度是位移與時(shí)間的比值,而平均速率是路程跟時(shí)間的比值。
答案:A
4、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做變速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況有如下記錄,則記錄中表示瞬時(shí)速度的有
A、質(zhì)點(diǎn)在前5s內(nèi)的速度是8m/s
B、質(zhì)點(diǎn)在第7s末的速度是12m/s
C、指點(diǎn)通過(guò)某一路標(biāo)時(shí)的速度是15m/s
D、質(zhì)點(diǎn)通過(guò)某一路段的速度為10m/s
解析:瞬時(shí)速度是質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的速度,或通過(guò)某一位置的速度,它與時(shí)刻、位置相對(duì)應(yīng)。
答案:BC
5、對(duì)于各種速度和速率,下列說(shuō)法中正確的是
A、速率是速度的大小
B、平均速率是平均速度的大小
C、速度是矢量,平均速度是標(biāo)量
D、平均速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向
解析:教材中沒有出現(xiàn)平均速率的概念,而有些人根據(jù)速率的概念主觀地認(rèn)為平均速率是平均速度的大小。實(shí)際上平均速率定義為路程跟時(shí)間的比值,故B錯(cuò)。平均速度的方向和位移的方向一致,它不能表示物體運(yùn)動(dòng)的方向。物體運(yùn)動(dòng)的方向是瞬時(shí)速度的方向,故D錯(cuò)。正確選項(xiàng)應(yīng)為A。
答案:A
6、汽車以36km/h的速度從甲地勻速運(yùn)動(dòng)到乙地用了2h,如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)且用了2.5h,那么汽車返回時(shí)的速度為(設(shè)甲、乙兩地在同一直線上)
A、-8m/sB、8m/s
C、-28.8km/hD、28.8km/h
解析:速度和力、位移一樣都是矢量,即速度有正方向、負(fù)方向分別用“+”、“-”表示。當(dāng)為正方向時(shí),一般不帶“+”。速度的正方向可以根據(jù)具體問(wèn)題自己規(guī)定,有時(shí)也隱含在題目之中。例如該題中汽車從甲地到乙地的速度為36km/h,為正值,隱含著從甲地到乙地的方向?yàn)檎?,所以返回速度為?fù)值,故淘汰BD。
依據(jù)甲、乙兩地距離為:36×2km=72km,所以返回速度為-72km/2.5h=-28.8km/h=-8m/s。
答案:AC
我綜合我發(fā)展
7、下列關(guān)于瞬時(shí)速度和平均速度的說(shuō)法中正確的是
A、若物體在某段時(shí)間內(nèi)每一個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零,則它在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定等于零
B、若物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于零,則它在這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度一定等于零
C、勻速直線運(yùn)動(dòng)中物體任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于它任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度
D、變速運(yùn)動(dòng)中任一段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度
解析:物體的各個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)速度都等于零,證明物體精致,即位移為零,因此平均速度一定等于零。
物體在某段時(shí)間內(nèi)平均速度為零,說(shuō)明整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移為零,但不能證明物體不運(yùn)動(dòng),例如物體做往返運(yùn)動(dòng)回到出發(fā)點(diǎn),位移為零,但瞬時(shí)速度不為零。
勻速運(yùn)動(dòng)中,由于瞬時(shí)速度都相等,因此平均速度等于瞬時(shí)速度。
變速運(yùn)動(dòng)中,速度時(shí)刻在變,但平均速度可能與某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度相等。
答案:AC
8、甲、乙兩車從A地出發(fā)經(jīng)歷不同的時(shí)間后都到達(dá)B地,甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng),則
A、甲的平均速度一定比乙大
B、甲的平均速度一定比乙小
C、甲的瞬時(shí)速度一定比乙小
D、甲、乙通過(guò)的位移一定相等
解析:位移只決定于初、末位置,故甲、乙通過(guò)的位移一定相等,D正確。
由平均速度公式知,位移s相同,而甲運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),所以B正確。因甲和乙不一定是做直線運(yùn)動(dòng),所以瞬時(shí)速度大小和平均速率大小無(wú)法確定。
答案:BD
9、如圖1.3-4所示,物體沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動(dòng),現(xiàn)要考慮物體處于圖中A點(diǎn)時(shí)瞬間的速度。假設(shè)物體沿ABCDE、ABCD、ABC、AB四段曲線軌跡運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間分別是1.5s,0.9s,0.4s,0.1s,通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,可以得出物體在這四段曲線軌跡上的平均速度分別是
。
解析:分別測(cè)量出AE、AD、AC、AB的線段長(zhǎng)度,然后換算成實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移,根據(jù)平均速度的公式進(jìn)行計(jì)算。
答案:1.7m/s,3.9m/s,6.0m/s,15m/s
我創(chuàng)新我超越
10人類為了探測(cè)距地球約30萬(wàn)千米的月球,發(fā)射了一種類似于四輪小車的月球登陸探測(cè)器,它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào),探測(cè)器上還裝有兩個(gè)相同的減速器(其中一個(gè)是備用的),這種減速器的最大加速度是5m/s2.
某次探測(cè)的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再能自動(dòng)避開障礙物,此時(shí)地球上的科學(xué)家必須對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作。
下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù):
受到信號(hào)時(shí)間與前方障礙物距離(單位:m)
9:10:2052
9:10:3032
發(fā)射信號(hào)時(shí)間給減速器設(shè)定的加速度(單位:m/s2)
9:10:332
受到信號(hào)時(shí)間與前方障礙物距離(單位:m)
9:10:4012
已知控制中心的信號(hào)發(fā)射與接受設(shè)備工作的速度極快,科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令最少需3s。根據(jù)以上材料,考慮下面兩個(gè)問(wèn)題:
1、經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了減速命令。
2、假如你是控制中心的工作人員,應(yīng)采取怎樣的措施。通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明。
共同成長(zhǎng)
見仁見智
著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼曾講過(guò)這樣一則笑話。
一位女士由于駕車超速而被警察攔住。警察走過(guò)來(lái)對(duì)她說(shuō):“太太,您剛才的車速是60英里每小時(shí)!”(1英里=1。609千米)。
這位女士反駁說(shuō):“不可能的!我才開了7分鐘,還不到一個(gè)小時(shí),怎么可能走了60英里呢?”
警察說(shuō):“太太,我的意思是:如果您繼續(xù)象剛才那樣開車,在下一個(gè)小時(shí)里您將駛過(guò)60英里?!?br>
太太說(shuō):“這也是不可能的。我只要再行駛10英里就到家了,根本不需要在開過(guò)60英里的路程。”
請(qǐng)你根據(jù)物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析,這位女士沒有認(rèn)清哪個(gè)科學(xué)概念?你是怎么認(rèn)識(shí)的?
合作共贏
請(qǐng)你和你的同學(xué)一起進(jìn)行下列探究活動(dòng)。
用鐵錘十分準(zhǔn)確地每隔1s敲打一下掛在樹上的一段鐵軌,假設(shè)你既能看到錘子的敲打動(dòng)作,也能聽到敲打的聲音,你能否只用一把卷尺測(cè)出聲音在空氣中傳播的速度?簡(jiǎn)述方法。
向心加速度
總課題曲線運(yùn)動(dòng)總課時(shí)第7課時(shí)
課題向心加速度課型新授課
教
學(xué)
目
標(biāo)知識(shí)與技能
1.理解速度變化量和向心加速度的概念,
2.知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式.
3.能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問(wèn)題.
過(guò)程與方法
體會(huì)速度變化量的處理特點(diǎn),體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過(guò)程,領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過(guò)程中用到的數(shù)學(xué)方法,教師啟發(fā)、引導(dǎo).學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果.
情感、與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的熱情,樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì).特別是“做一做”的實(shí)施,要通過(guò)教師的引導(dǎo)讓學(xué)生體會(huì)成功的喜悅.
教學(xué)
重點(diǎn)理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計(jì)算公式.
教學(xué)
難點(diǎn)向心加速度方向的確定過(guò)程和向心加速度公式的推導(dǎo)與應(yīng)用.
學(xué)法
指導(dǎo)自主閱讀、合作探究、精講精練、
教學(xué)
準(zhǔn)備用細(xì)線拴住的小球
教學(xué)
設(shè)想預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)→學(xué)生初步了解本節(jié)內(nèi)容→合作探究→突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)→典型例題分析→鞏固知識(shí)→達(dá)標(biāo)提升
通過(guò)前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度一定是變化的.即使是我們上一堂課研究的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其方向仍在不斷變化著.換句話說(shuō),做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,一定有加速度.圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度的大小和方向如伺寒確定呢?
教學(xué)過(guò)程
師生互動(dòng)補(bǔ)充內(nèi)容或錯(cuò)題訂正
任務(wù)一預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
(認(rèn)真閱讀教材p13-p15,獨(dú)立完成下列問(wèn)題)
1、請(qǐng)同學(xué)們看兩例:
(1)圖1中的地球受到什么力的作用?這個(gè)力可能沿什么方向?
(2)圖2中的小球受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力的合力沿什么方向?
2、請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e出幾個(gè)類似的做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,并就剛才討論的類似問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明.
3、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心,所以物體的加速度也指向圓心.在理論上,分析速度方向的變化,可以得出結(jié)論:“任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向都指向”
4、進(jìn)一步的分析表明,由a=△v/△可以導(dǎo)出向心加速度大小的表達(dá)式:
aN=,aN=
任務(wù)二合作探究
1、速度變化量
請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出速度變化量△v
2、向心加速度方向理論分析
(請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材p18頁(yè)“做一做”欄目,并思考以下問(wèn)題:)
(1)在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量vA和vB時(shí),要注意什么?
(2)將vA的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)要注意什么?
(3)如何畫出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的變化量△V?
(4)△v/△t表示的意義是什么?
(5)△v與圓的半徑平行嗎?在什么條件下.△v與圓的半徑平行?
(6)△v的延長(zhǎng)線并不通過(guò)圓心,為什么說(shuō)這個(gè)加速度是“指向圓心”的?
3、學(xué)生思考并完成課本第19頁(yè)“思考與討論”欄目中提出的問(wèn)題:
從公式an=v2/r看,向心加速度an與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r成反比;從公式an=ω2r看,向心加速度an與半徑r成正比。這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾?請(qǐng)從以下兩個(gè)角度討論這個(gè)問(wèn)題。
(1)在y=kx這個(gè)關(guān)系中,說(shuō)y與x成正比,前提是什么?
(2)自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)輪子的半徑不一樣,它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C,其中哪些點(diǎn)向心加速度的關(guān)系是用于“向心加速度與半徑成正比”,哪些點(diǎn)是用于“向心加速度與半徑成反比”?作出解釋
例:如圖所示,一個(gè)大輪通過(guò)皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動(dòng),皮帶和兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點(diǎn)S離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離是半徑的1/3。當(dāng)大輪邊緣上的P點(diǎn)的向心加速度是0.12m/S2時(shí),大輪上的S點(diǎn)和小輪邊緣上的Q點(diǎn)的向心加速度各為多大?
練習(xí):如圖,A、B、C三輪半徑之比為3∶2∶1,A與B共軸,B與C用不打滑的皮帶輪傳動(dòng),則A、B、C三輪的輪緣上各點(diǎn)的線速度大小之比為______,角速度大小之比為________,轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度大小之比為__________.
任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升
1.下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中,正確的是………………………()
A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直
B.向心加速度的方向保持不變
C.在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,向心加速度是恒定的
D.在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,向心加速度的大小不斷變化
2.甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)半徑比為3:4,在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)60圈時(shí),乙轉(zhuǎn)過(guò)45圈,則它們所受的向心加速度之比為……………………()
A.3:4B.4;3C.4:9D.9:16
3.如圖的皮帶傳動(dòng)裝置中………………………()
A.A點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度相同,所以向心加速度也相同
B.A點(diǎn)半徑比C點(diǎn)半徑大,所以A點(diǎn)向心加速度大于C點(diǎn)向心加速度
C.A點(diǎn)與B點(diǎn)的線速度相同,所以向心加速度相同
D.B點(diǎn)與C點(diǎn)的半徑相同,所以向心加速度也相同
4.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度、周期與向心加速度的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是()
A.角速度大的向心加速度一定大
B.線速度大的向心加速度一定大
C.線速度與角速度乘積大的向心加速度一定大
D.周期小的向心加速度一定大
5、(雙選)如圖所示為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖線.表示質(zhì)點(diǎn)P的圖線是雙曲線,表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線.由圖線可知()
A.質(zhì)點(diǎn)P的線速度大小不變?
B.質(zhì)點(diǎn)P的角速度大小不變?
C.質(zhì)點(diǎn)Q的角速度不變??
D.質(zhì)點(diǎn)Q的線速度大小不變?
6、于向心加速度的物理意義,下列說(shuō)法正確的是()
A它描述的是線速度方向變化的快慢?B.它描述的是期變化快慢
C它是線速度大小變化的快慢?D.它描述的是角速度變化的快慢?
7、某變速箱中有甲、乙、丙三個(gè)齒輪,如圖所示,其半徑分別為r1、r2、r3,若甲輪的角速度為ω,則丙輪邊緣上某點(diǎn)的向心加速度為()
A.B.
C.D.
8、如圖所示傳送裝置中,三個(gè)輪的半徑分別為R,2R,4R;則圖中A,B,C各點(diǎn)的線速度之比為;角速度之比為;加速度之比為。
高一物理《速度變化快慢的描述-加速度》典型案例解析
每個(gè)老師不可缺少的課件是教案課件,大家在仔細(xì)設(shè)想教案課件了。教案課件工作計(jì)劃寫好了之后,這樣我們接下來(lái)的工作才會(huì)更加好!你們會(huì)寫一段適合教案課件的范文嗎?下面是小編幫大家編輯的《高一物理《速度變化快慢的描述-加速度》典型案例解析》,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
高一物理《速度變化快慢的描述-加速度》典型案例解析
[例1]下列說(shuō)法中正確的是[]
A.物體運(yùn)動(dòng)的速度越大,加速度也一定越大
B.物體的加速度越大,它的速度一定越大
C.加速度就是“加出來(lái)的速度”
D.加速度反映速度變化的快慢,與速度無(wú)關(guān)
[分析]物體運(yùn)動(dòng)的速度很大,若速度的變化很小或保持不變(勻速運(yùn)動(dòng)),其加速度不一定大(勻速運(yùn)動(dòng)中的加速度等于零).
物體的加速度大,表示速度變化得快,即單位時(shí)間內(nèi)速度變化量大,但速度的數(shù)值未必大.比如嬰兒,單位時(shí)間(比如3個(gè)月)身長(zhǎng)的變化量大,但絕對(duì)身高并不高。
“加出來(lái)的速度”是指vt-v0(或△v),其單位還是m/s.加速度是“加出來(lái)的速度”與發(fā)生這段變化時(shí)間的比值,可以理解為“數(shù)值上等于每秒內(nèi)加出來(lái)的速度”.
加速度的表達(dá)式中有速度v0、v1,但加速度卻與速度完全無(wú)關(guān)——速度很大時(shí),加速度可以很小甚至為零;速度很小時(shí),加速度也可以很大;速度方向向東,加速度的方向可以向西.
[答]D.
[說(shuō)明]要注意分清速度、速度變化的大小、速度變化的快慢三者不同的含義,可以跟小孩的身高、身高的變化量、身高變化的快慢作一類比.
[例2]物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知加速度為2m/s2,那么在任意1s內(nèi)[]
A.物體的末速度一定等于初速度的2倍
B.物體的未速度一定比初速度大2m/s
C.物體的初速度一定比前1s內(nèi)的末速度大2m/s
D.物體的末速度一定比前1s內(nèi)的初速度大2m/s
[分析]在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度為2m/s2,表示每秒內(nèi)速度變化(增加)2m/s,即末速度比初速度大2m/s,并不表示末速度一定是初速度的2倍.
在任意1s內(nèi),物體的初速度就是前1s的末速度,而其末速度相對(duì)于前1s的初速度已經(jīng)過(guò)2s,當(dāng)a=2m/s2時(shí),應(yīng)為4m/s.
[答]B.
[說(shuō)明]研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須分清時(shí)間、時(shí)刻、幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)、某秒初、某秒末等概念.如圖所示(以物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)記為t=0)。
[例3]計(jì)算下列物體的加速度:
(1)一輛汽車從車站出發(fā)作勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)10s速度達(dá)到108km/h.
(2)高速列車過(guò)橋后沿平直鐵路勻加速行駛,經(jīng)3min速度從54km/h提高到180km/h.
(3)沿光滑水平地面以10m/s運(yùn)動(dòng)的小球,撞墻后以原速大小反彈,與墻壁接觸時(shí)間為0.2s.
[分析]由題中已知條件,統(tǒng)一單位、規(guī)定正方向后,根據(jù)加速度公式,即可算出加速度.
[解]規(guī)定以初速方向?yàn)檎较?,則
對(duì)汽車v0=0,vt=108km/h=30m/s,t=10s,
對(duì)列車v0=54km/h=15m/s,vt=180km/h=50m/s,t=3min=180s.
對(duì)小球v0=10m/s,vt=-10m/s,t=0.2s,
[說(shuō)明]由題中可以看出,運(yùn)動(dòng)速度大、速度變化量大,其加速度都不一定大,尤需注意,
不能認(rèn)為,必須考慮速度的方向性.計(jì)算結(jié)果a3=-100m/s2,表示小球在撞墻過(guò)程中的加速度方向與初速方向相反,是沿著墻面向外的,所以使小球先減速至零,然后再加速反彈出去.速度和加速度都是矢量,在一維運(yùn)動(dòng)中(即沿直線運(yùn)動(dòng)),當(dāng)規(guī)定正方向后,可以轉(zhuǎn)化為用正、負(fù)表示的代數(shù)量.
應(yīng)該注意:
物體的運(yùn)動(dòng)是客觀的,正方向的規(guī)定是人為的.只有相對(duì)于規(guī)定的正方向,速度與加速度的正、負(fù)才有意義.。速度與加速度的量值才真正反映了運(yùn)動(dòng)的快慢與速度變化的快慢.所以,vA=-5m/s,vB=-2m/s,應(yīng)該是物體A運(yùn)動(dòng)得快;同理,aA=-5m/s2,aB=-2m/s2,也應(yīng)該是物體A的速度變化得快(即每經(jīng)過(guò)1s速度減少得多),不能按數(shù)學(xué)意義認(rèn)為vA比vB小,aA比aB小.
[例4]一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體連續(xù)通過(guò)兩段長(zhǎng)s的位移所用時(shí)間分別為t1、t2,則該物體的加速度為多少?
[分析]根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻瞬時(shí)速度的關(guān)系,結(jié)合加速度的定義.即可算出加速度.
[解]物體在這兩段位移的平均速度分別為
它們分別等于通過(guò)這兩段位移所用的時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度.由于兩個(gè)時(shí)間
中點(diǎn)的間隔為,根據(jù)加速度的定義
可知:
[說(shuō)明]由計(jì)算結(jié)果的表達(dá)式可知:當(dāng)t1>t2時(shí),a>0,表示物體作勻加速運(yùn)動(dòng),通過(guò)相等位移所用時(shí)間越來(lái)越短;當(dāng)t1<t2時(shí),a<0,表示物體作勻減速運(yùn)動(dòng),通過(guò)相等位移所用時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng).
[例5]圖1表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖,試求出該質(zhì)點(diǎn)在3s末、5s末和8s末的速度.
[分析]利用v-t圖求速度有兩種方法:(1)直接從圖上找出所求時(shí)刻對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo),即得對(duì)應(yīng)的速度值,再根據(jù)速度的正負(fù)可知此刻的方向;(2)根據(jù)圖線求出加速度,利用速度公式算出所求時(shí)刻的速度.下面用計(jì)算法求解。
[解]質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段:
AB段(0~4s)質(zhì)點(diǎn)作初速v0=6m/s的勻加速運(yùn)動(dòng),由4s內(nèi)的速度變化得加速度:
所以3s末的速度為:
v3=v0+at=6m/s+(1.5×3)m/s=10.5m/s
方向與初速相同.
BC段(4~6s)質(zhì)點(diǎn)以4s末的速度(v4=12m/s)作勻速直線運(yùn)動(dòng),所以5s末的速度:
v5=12m/s
方向與初速相同.
CD段(6~12s)質(zhì)點(diǎn)以6s末的速度(即勻速運(yùn)動(dòng)的速度)為初速作勻減速運(yùn)動(dòng).由6s內(nèi)的速度變化得加速度:
因所求的8s末是減速運(yùn)動(dòng)開始后經(jīng)時(shí)間t=2s的時(shí)刻,所以8s末的速度為:
其方向也與初速相同.
[說(shuō)明]勻變速運(yùn)動(dòng)速度公式的普遍表達(dá)式是:
vt=v0+at
使用中應(yīng)注意不同運(yùn)動(dòng)階段的初速和對(duì)應(yīng)的時(shí)間.在勻減速運(yùn)動(dòng)中,寫成vt=v0-at后,加速度a只需取絕對(duì)值代入.
速度圖象的斜率反映了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.如圖所示,其斜率
式中夾角α從t軸起以逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎槙r(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù).如圖3中與圖線1,2對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)作勻加速運(yùn)動(dòng),與圖線3對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)作勻減速運(yùn)動(dòng).圖線越陡,表示加速度越大,故a1>a2.
[例6]一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng),試求它在1s,2s,3s,…內(nèi)的位移s1,s2,s3,…之比和在第1s,第2s,第3s,…內(nèi)的位移sⅠ,sⅡ,sⅢ,…之比各為多少?
[分析]初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移公式為:
其位移與時(shí)間的平方成正比,因此,經(jīng)相同時(shí)間通過(guò)的位移越來(lái)越大.
[解]由初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移公式得:
…
∴sⅠ∶sⅡ∶sⅢ=1∶3∶5…
[說(shuō)明]這兩個(gè)比例關(guān)系,是初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)位移的重要特征,更一般的情況可表示為:在初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)中,從t=0開始,在1段、2段、3段……時(shí)間內(nèi)的位移之比等于12∶22∶32…;在第1段、第2段、第3段……時(shí)間內(nèi)的位移之比等于從1開始的連續(xù)奇數(shù)比,即等于1∶3∶5…(圖1)).
2.利用速度圖線很容易找出例6中的位移之比.如圖2所示,從t=0開始,在t軸上取相等的時(shí)間間隔,并從等分點(diǎn)作平行于速度圖線的斜線,把圖線下方的面積分成許多相同的小三角形.于是,立即可得:從t=0起,在t、2t、3t、…內(nèi)位移之比為
s1∶s2∶s3…=1∶4∶9…
在第1個(gè)t、第2個(gè)t、第3個(gè)t、…內(nèi)位移之比為
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…=1∶3∶5∶…
[例7]一輛沿平直路面行駛的汽車,速度為36km/h.剎車后獲得加速度的大小是4m/s2,求:
(1)剎車后3s末的速度;
(2)從開始剎車至停止,滑行一半距離時(shí)的速度.
[分析]汽車剎車后作勻減速滑行,其初速度v0=36km/h=10m/s,vt=0,加速度a=-4m/s2.設(shè)剎車后滑行ts停止,滑行距離為S,其運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示.
[解](1)由速度公式vt=v0+at得滑行時(shí)間:
即剎車后經(jīng)2.5s即停止,所以3s末的速度為零.
(2)由位移公式得滑行距離.即
m
設(shè)滑行一半距離至B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,由推論
[說(shuō)明](1)不能直接把t=3s代入速度公式計(jì)算速度,因?yàn)閷?shí)際滑行時(shí)間只有2.5s.凡剎車滑行一類問(wèn)題,必須先確定實(shí)際的滑行時(shí)間(或位移);(2)滑行一半距離時(shí)的速度不等于滑行過(guò)程中的平均速度.
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(guò)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(duì)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(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.
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(duì)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(yè)練習(xí)五:(1)、(2)、(3)、(5)
2、以下對(duì)于加速度的認(rèn)識(shí)中,哪些是對(duì)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(duì)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(duì),B對(duì),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)