高中物理加速度教案
發(fā)表時間:2021-02-18高考物理考點復習:實驗:用單擺測定重力加速度。
第五課時實驗:用單擺測定重力加速度
【實驗目的】
1.學會用單擺測重力加速度。
2.正確熟練使用秒表。
【實驗原理】
單擺在擺角很小時(θ100),其振動可以看成簡諧振動。由單擺周期公式T=,得。測得擺長L,和振動周期T,就可以測出當?shù)刂亓铀俣取?br>
【實驗器材】
帶孔小鋼球一個、線繩一條(約1m長)、毫米刻度尺、秒表、游標卡尺、帶鐵夾的鐵架臺。
【實驗步驟】
1.在細線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結,將細線穿過球的小孔,制成一個單擺.如圖所示.
2.將鐵夾固定在鐵架臺的上端,鐵架臺放在實驗桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,把擺線的上端固定在鐵夾上,使擺球自由下垂.
3.測量單擺的擺長1:用游標卡尺測出擺球直徑D,再用米尺測出從懸點至小球上端的懸線長1,擺長l=l’+D/2.
4.把單擺從平衡位置拉開一個小角度(不大于l00),使單擺在豎直平面內(nèi)擺動,用秒表測量單擺完成全振動30至50次所用的時間,求出完成一次全振動所用的平均時間,這就是單擺的周期T。
5.將測出的擺長l和周期T代人公式。求出重加口速度g的值。
6.變更擺長重做兩次,并求出三次所得的g的平均值.
知識點一秒表的使用
1.認識秒表:秒表有各種規(guī)格,它們的構造和使用方法略有不同.一般的秒表有兩根針,長針是秒針,每轉一圈是30s,短針是分針.
2.使用方法:首先要上好發(fā)條,它上端的按妞是用來開啟和止動秒表的,第一次按壓,秒表開始記時;第二次按壓,指針停止計時,指示出兩次按壓之間的時間;第三次按壓,兩指針返回零刻度處.
3.讀數(shù):所測時間超過半分鐘時,半分鐘的整數(shù)倍部分由分針讀出,不足半分鐘的部分由秒針讀出,總時間為兩針示數(shù)之和.
注意:因為機械表采用齒輪傳動,指針不可能停留在兩小格之間,故不能估讀出比0.1s更短的時間.秒表不用估讀.
【應用1】如圖所示中秒表的讀數(shù)是。
導示:t=1min+15.2s=75.2s
知識點二實驗數(shù)據(jù)的處理方法
1.求平均值法
在本實臉中要改變擺長,并進行多次測童,以求重力加速度g的平均值.
2.圖象法
本實驗除上迷公式法求解外,還可用圖象法.由單擺周期公式不難推出:,因此,分別測出一系列擺長l對應的周期丁,作l-T2的圖象,圖象應是一條通過原點的直線,求出圖線的抖率k,即可求得g值,如圖所示.
知識點三實驗誤差分析
1.系統(tǒng)誤差
主要來源于單擺模型本身聲否符合要求.如:懸點是否固定,擺球是否可看做質(zhì)點,球、線是否符合要求,振動是圓錐擺、擺角是否小于100等等.
2.測量誤差
(1)來自時間(即單擺周期)的測量上
從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時;不能多計或漏計振動次數(shù)。
注意:為減小記時誤差,采用倒數(shù)計數(shù)法,即當擺球經(jīng)過平衡位置時開始計數(shù),“3,2,1,0,1,2,3……”數(shù)“0”時開始計時,數(shù)到“60”停止計時,則擺球全振動30次,T=t/30。
(2)來自擺長的測量上
從懸點到擺球球心間距(等于擺線長加上擺球的半徑),多次測量后取平均值。
注意:為減小計算誤差,不應先算出L和T的平均值再求g,而應先求出每次的g值后再平均。
【應用2】某同學在做利用單擺測重力加速度的實驗中,先測得擺線長為97.50cm,擺球直徑為2.0cm,然后用秒表記錄了單擺振50次所用的時間,如圖所示,則:
(1)該擺擺長為cm,秒表所示讀數(shù)為s。
(2)如果測得g值偏小,可能的原因是()
A.測擺線長時擺線拉得過緊
B.擺線上端懸點未固定,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表過遲按下
D.實驗中誤將49次全振動次數(shù)記為50次
(3)某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,測量5種不同擺長情況下單擺的振動周期,記錄數(shù)據(jù)如下:
試以l為橫坐標,T2為縱坐標,作出T2-L圖線,并利用此圖線求出重力加速度。
導示:(1)擺長l=l’+D/2=98.50cm
秒表讀數(shù)為t=1.5min+9.7s=99.7s。
(2)由單擺周期公式T=得,T=t/n。所以l偏大,g偏大;t偏大,g偏??;n偏大,g偏大,故B正確。
(3)由單擺周期公式T=得,所以T2-l圖線是過坐標原點的一條直線,直線料率是,所以,作出圖象如圖
所示,求得直線料率k=4.0,
所以g=9.86m/s2。
1.現(xiàn)給定以下器材:
A.閃光照相機;B.秒表;C.電磁式打點計時器;D.交流電源(4V-6V);E.導線若干;F.紙帶;G.復寫紙;H.鐵架臺;I.游標卡尺;J.重物;K.刻度尺;L.直徑lcm鋼球;M.lm長彈性細線;N.照相底片
設計兩個測當?shù)刂亓铀俣萭的實驗方案。
方法一:(1)從給定器材中選(填器材前面的字母),作為實驗器材;
(2)需要測量的物理量是
(3)用你測量出的物理量寫出重力加速度g的表達式:g
方法二:(1)從給定器材中選(填器材前面的字母),作為實驗器材;
(2)需要測量的物理量是
(3)用你測量出的物理量寫出重力加速度g的表達式:g
2.(江蘇省啟東市07屆第一學期期中測試)某同學在用單擺測定重力加速度的實驗中,測量4種不同擺長情況單擺的振動周期,獲得4組數(shù)據(jù),以T2為縱軸、l為橫軸作出的T2—l關系圖像如圖,根據(jù)此圖像回答問題:
①本實驗所使用的測量儀器有_______________.
②本試驗依據(jù)的物理原理____________________.
③圖線的斜率所表示的物理意義____________________.
④當?shù)氐闹亓铀俣萭值為____________(g值保留三位有效數(shù)字)
3.在“利用單擺測重力加速度”的實驗中
(1)以下做法正確的是()
A.測量擺長的方法:用刻度尺量出從懸點到擺球間細線的長
B.測量周期時,從小球到達最大位移處開始計時,測出擺球完成一次全振動的時間
C.要保證單擺始終在同一豎直面內(nèi)擺動
D.為了便于計時觀察,單擺的擺角應盡量大些
(2)下表是一同學在實驗中測得的數(shù)據(jù):
組次123456
擺長L/m0.5000.6000.7000.8001.0001.200
周期平方T2/s22.102.802.703.204.004.60
①上述數(shù)據(jù)中第
組肯定有錯誤,根據(jù)這些數(shù)據(jù),在坐標圖中作出L—T2圖象;
②利用圖象,求出當?shù)刂亓铀俣戎礸為
m/s2.(保留三位有效數(shù)字)
4.(06年江蘇省淮安中學考前模擬)學過單擺的周期公式以后,物理興趣小組的同學們對鐘擺產(chǎn)生了興趣,老師建議他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的方木塊(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱為復擺),如圖所示。讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動,C點為重心,板長為L,周期用T表示。
甲同學猜想:復擺的周期應該與板的質(zhì)量有關。
乙同學猜想:復擺的擺長應該是懸點到重心的距離L/2。
丙同學猜想:復擺的擺長應該大于L/2。理由是:若OC段看成細線,線栓在C處,C點以下部分的重心離O點的距離顯然大于L/2。
為了研究以上猜想是否正確,同學們進行了下面的實驗探索:
(1)把兩個相同的木板完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計)粘好,測量其擺動周期,發(fā)現(xiàn)與單個木板擺動時的周期相同,重做多次仍有這樣的特點。則證明了甲同學的猜想是_____________的(選填“正確”或“錯誤”)。
(2)用T0表示板長為L的復擺看成擺長為L/2單擺的周期計算值(T0=2),用T表示板長為L復擺的實際周期測量值。計算與測量的數(shù)據(jù)如下
表:
板長L/cm255080100120xx0
周期計算值T0/s0.701.001.271.411.551.73
周期測量值T/s0.811.161.471.641.802.01
由上表可知,復擺的等效擺長L/2(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)為了進一步定量研究,同學們用描點作圖法對數(shù)據(jù)進行處理,所選坐標如圖。請在坐標紙上作出T-T0圖,并根據(jù)圖象中反映出的規(guī)律求出=__________(結果保留三位有效數(shù)字,其中L等是板長為L時的等效擺長T=2)。
參考答案
1.方案一:(1)B、H、I、K、L、M
(2)擺線長l、擺球直徑D、n次全振動時間t、
(3)
方案二:(1)C、D、E、F、G、K、
(2)測量重物下降的高度h、各對應點的速度v
(3)g=Δs/T2
2.①秒表、米尺、游標卡尺②原理:
③④9.86m/s
3.(1)C
(2)①2②9.84~9.88m/s2
4.(1)錯誤(2)大于(3)9/7
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加速度
學習內(nèi)容1.5、速度變化的快慢的描述——加速度
學習目標1.理解加速度的物理意義,知道加速度是矢量。知道平均加速度和瞬時加速度。
2.通過對日常生活中有關加速度的實例的分析,進一步體會變化率的概念及表達方式。
3.理解勻變速運動的意義,能用v~t圖象表示勻變速直線運動,并能通過圖象確定加速度。
學習重、難點1.加速度的的概念及加速度的適量性。
2.加速度方向與速度的關系。
學法指導自主、合作、探究
知識鏈接1.速度是描述物體運動快慢的物理量,v=△x/△t,
2.討論課本的“思考與討論”。
學習過程用案人自我創(chuàng)新
問題1:如何比較不同物體運動時速度變化的快慢?舉例說明。
2.加速度是。
定義式為:,其中各物理量分別表示:、、。在度國際單位中加速度的單位是。若一物體運動的加速度為a=2m/s2,其物理意義為:。
問題3:結合課本圖1.5-2討論:直線運動中加速度的方向與速度方向的關系,并回答:速度的變化△v是標量還是矢量?
問題4:討論;加速度是標量還是矢量?為什么?
例題5、根據(jù)給出的速度、加速度的正負,對下列運動性質(zhì)的判斷正確的是()
A.v0<0,a>0,物體先做加速運動,后做減速運動。
B.v0<0,a<0,物體做加速運動
C.v0>0,a<0,物體先做減速運動,后做加速運動
D.v0>0,a=0,物體做勻速運動
例題6、關于速度、速度的變化量、速度的變化率的關系是下列說法正確的是()
A.速度變化量越大,速度的變化率一定越大
B.速度越大,速度的變化量一定越大
C.速度的變化率為零,速度一定為零
D.速度很大,速度變化率可能很小,速度為零,速度變化率不一定為零
例題7、足球以8m/s的速度飛來,運動員在0.2s的時間內(nèi)將足球以12m/s的速度反向踢出,足球在這段時間內(nèi)加速度的大小為m/s2,方向與m/s的速度方向相反。
問題8:P28“思考與討論”:圖中兩直線a、b分別是兩個物體運動的v-t圖象。哪個物體運動的加速度比較大?為什么?
問題9:根據(jù)v-t圖象如何求出加速度的數(shù)值?
例題10.課本“問題與練習”第3題。
達
標
檢
測1.甲、乙為兩個在同一直線上沿規(guī)定的正方向運動的物體,a甲=4m/s2,a乙=-4m/s2。那么,對甲、乙兩物體判斷正確的是()
A.甲的加速度大于乙的加速度。
B.甲、乙兩物體的運動方向一定相反。
C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反。
D.甲、乙的速度量值都是越來越大。
2.一質(zhì)點做直線運動,連續(xù)4s末的速度為Vl=lm/s,v2=2m/s,v3=4m/s,v4=8m/s,則這個質(zhì)點的運動是()
A.勻速直線運動B.勻加速直線運動
C.勻減速直線運動D.非勻變速直線運動
3.關于直線運動的下列說法正確的是()
A.勻速直線運動的速度是恒定的,不隨時間而改變。
B.勻變速直線運動的瞬時速度隨著時間而改變。
C.速度隨著時間而不斷增加的運動,叫做勻加速直線運動。
D速度隨著時間均勻減小的運動,通常叫做勻減速直線運動。
4.關于速度和加速度的關系,以下說法正確的是()
A、物體的速度越大,則加速度也越大;
B、物體的速度變化越大,則加速度越大;
C、物體的速度變化越快,則加速度越大;
D、物體加速度的方向,就是物體速度的方向。
5.質(zhì)點以2m/s2的加速度做勻加速運動,下列說法正確的是()
A、質(zhì)點的加速度越來越大;
B、質(zhì)點的速度每經(jīng)1s增加2m/s;
C、質(zhì)點在任ls內(nèi)位移比前l(fā)s內(nèi)位移大2m;
D、質(zhì)點在任ls內(nèi)平均速度比前1s內(nèi)平均速度大2m/s。
6.下列說法正確的是()
A.物體的速度改變量大,其加速度一定大B.物體用加速度時,速度就增大
C.物體的加速度大,速度一定大D.物體的速度變化率大,加速度一定大
7.關于勻變速直線運動的下列說法正確的是()
A.勻變速直線運動是加速度不變的運動B.勻加速直線運動是加速度不斷增加的運動
C.勻減速直線運動是加速度不斷減小的運動
D.變速直線運動是速度發(fā)生變化而加速度不變的運動
8.以下對加速度的理解正確的是()
A.加速度是增加的速度B.加速度是描述速度變化快慢的物理量
C.一10m/s2比10m/s2小
D.加速度方向可與初速度方向相同,也可相反
9.初速為零的勻加速直線運動,第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)速度的改變量之比為△v1:△v2:△v3=___________;第1s末、第2s末、第3s末的速度之比為v1:v2:v3=_____________。
學
習
反
思
布置作業(yè)
速度和加速度
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,作為高中教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生們能夠更好的找到學習的樂趣,有效的提高課堂的教學效率。您知道高中教案應該要怎么下筆嗎?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供速度和加速度,供您參考,希望能夠幫助到大家。
第3節(jié)速度和加速度
名師導航
知識梳理
1、速度
(1)定義:速度等于物體運動的跟所用的時間的
。
(2)公式:
(3)物理意義:速度是表示的物理量。
(4)單位:國際單位為,符號是,常用單位還有:千米每時(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:變速運動物體的位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,叫做物體在這段時間(或位移)內(nèi)的。
(2)公式:
(3)平均速度表示做變速運動的物體在某一段時間(或位移)內(nèi)的平均快慢程度,只能粗略地描述物體地運動快慢。
(4)平均速度既有大小,又有方向,是矢量,其方向與一段時間內(nèi)發(fā)生的方向相同。
3、瞬時速度與瞬時速率
(1)定義:運動物體經(jīng)過的速度,叫瞬時速度,常稱為速度;瞬時速度的大小叫,有時簡稱速率。
(2)物理意義:精確描述運動快慢。
(2)瞬時速度是矢量,其方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同,瞬時速率是標量。
答案:1、位移,發(fā)生這段位移,比值,物體運動快慢,米每秒,m/s,矢量,物體運動;2、平均速度,位移;3、某一位置(或某一時刻),瞬時速率。
疑點突破
1、如何區(qū)分平均速度和瞬時速度
(1)平均速度與某一過程中的一段位移、一段時間對應,而瞬時速度與某一位置、某一時刻對應。
(2)平均速度只能粗略描述質(zhì)點運動情況,而瞬時速度能精確的描述質(zhì)點的運動情況。
(3)平均速度的方向與所對應的時間內(nèi)位移的方向相同,瞬時速度的方向與質(zhì)點所在位置的運動方向相同。
2、對瞬時速度的理解
在勻速運動中,由于速度不便,所以勻速直線運動的速度既是平均速度,也是各個時刻的瞬時速度。
在變速運動中,平均速度隨位移和時間的選取不同而不同。對做變速運動的物體,我們在它通過的某一位置附近選一段很小的位移,只要位移足夠小(即通過這段小位移所用的時間足夠短),那么這段小位移上的平均速度就是物體通過該位置的瞬時速度。
問題探究
(1)用什么方法判斷同時啟程的步行人和騎車人的快慢?
(2)如何比較兩個百米運動員的快慢?
(3)如何比較一個百米短跑冠軍同一個奧運會萬米冠軍誰跑得快.
探究:(1)比較步行人和騎車人的快慢,可在時間相同的情況下比較位移的大小,位移大的較快.(2)比較兩位百米運動員的快慢可在位移相同的條件下比較時間,運動時間較長的較慢.(3)二者的位移不同,運動時間也不同,比較位移和時間的比值,也就是比較單位時間內(nèi)的位移,比值大的較快.
典題精講
例1、下列說法正確的是
A、平均速度就是速度的平均值
B、瞬時速率是指瞬時速度的大小
C、火車以速度v通過某一段路,v是指瞬時速度
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)平均速度和瞬時速度的定義進行判斷,平均速度不是速度的平均值,瞬時速率就是瞬時速度的大??;火車以速度v經(jīng)過某一段路,v是指平均速度;子彈以速度v從槍口射出,是指從槍口射出時的瞬時速度。
【答案】B
例2、某質(zhì)點由A出發(fā)做直線運動,前5s向東行了30m經(jīng)過B點,又行了5s前進了60m到達C點,在C點停了4s后又向西行,經(jīng)歷了6s運動120m到達A點西側的D點,如圖1.3-1所示,求
(1)每段時間內(nèi)的平均速度
(2)求全過程的平均速度
【思路解析】
取A點為坐標原點,向東為正方向建立坐標軸。
(1),方向向東。
,方向向東。
,方向向西。
(2)全程的平均速度為
=,負號表示方向向西。
例1、Ⅰ、Ⅱ是兩物體運動的位移圖象,如圖1.3-2所示,兩物體分別做什么運動?那個物體運動較快?
【思路解析】
從位移圖象可以看出兩圖象均為直線,即位移隨時間是均勻變化的,所以Ⅰ、Ⅱ兩物體均做勻速直線運動,位移隨時間變化的快則直線的斜率大,所以Ⅱ運動得快。
【答案】都做勻速直線運動,Ⅱ運動較快。知識導學
1.位移與時間的比值反映了位移隨時間變化的快慢,也就是位移的變化率。
2.速度和位移一樣都是矢量,矢量的共同特點就是既有大小,又有方向。在今后的學習中要逐步加深對矢量的理解。
3.一般情況下平均速度不等于瞬時速度,只有物體做勻速直線運動時,即速度的大小和方向都不隨時間變化時平均速度才等于瞬時速度。
4.瞬時速率在數(shù)值上等于瞬時速度的大小。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這段路程所用時間的比值,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,當位移的大小等于路程時,即物體做單方向直線運動時平均速率等于平均速度的大小。
5.通常所說的“速度”可能有不同的含義,注意根據(jù)上下文判斷“速度”的準確含義,是指平均速度還是指瞬時速度。
疑難導析
關于(1):譬如,研究一輛汽車通過一座平直大橋的速度,對應的位移是橋長,對應的時間是過橋的時間,對應的速度是平均速度。若要研究汽車到達某一位置的速度,則表示瞬時速度。
關于(2):譬如,火車從北京開往上海整個過程的速度,可以不考慮中間停站所用的時間,用平均速度可以粗略地表示火車運動的快慢。但要研究百米運動員沖過終點時的速度,則需要的是一個準確值,速度為瞬時速度。
關于(3):譬如,物體沿圓周運動,某段時間的平均速度的方向與位移方向相同,即這段時間通過的圓弧所對應的弦的方向,但每一時刻速度方向,都沿物體所在位置圓的切線方向。
問題導思
提示:此題涉及比較物體運動方法的問題:(1)相等時間內(nèi)比較位移的大小;(2)通過相等位移比較所用時間的長短;(3)比較位移和時間的比值,也就是速度的大小。
典題導考
【綠色通道】
對于平均速度、瞬時速度說法正誤的判斷要緊扣它們的定義。平均速度對應一段位移或一段時間,瞬時速度對應某一位置或某一時刻。
[典題變式]
以下所說的速度,哪些是指平均速度,哪些是指瞬時速度?
A、子彈射出槍口時的速度為700m/s
B、一百米賽跑的運動員用10s跑完全程,某人算出他的速度為10m/s
C、測速儀測出汽車經(jīng)過某一路標的速度達到100km/h
D、返回艙以5m/s的速度著陸
答案:A、C、D中的速度是瞬時速度,B中的速度為平均速度。
【綠色通道】
此題主要是考察對平均速度的計算,平均速度等于某段時間內(nèi)的位移與這段時間的比值。注意位移與發(fā)生該段位移所用時間的對應性。另外速度是矢量,有方向,首先要選取一個正方向,位移有正負,則速度也對應地有正負。
[典題變式]
1、一輛轎車在平直公路上行駛,其速度計顯示地讀數(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】
對位移圖象得幾點說明:(1)位移圖象不是質(zhì)點運動得軌跡。(2)勻速直線運動得位移圖象是一條直線。(3)在圖象上的某一點表示運動物體在某時刻所處的位置。(4)圖線的斜率大小反映物體運動的快慢,斜率越大表明物體運動越快。
[典題變式]
如圖1.3-3所示為某物體運動的位移圖象,根據(jù)圖象求出:
(1)0~2s內(nèi),2s~6s內(nèi),6s~8s內(nèi)物體各做什么運動?各段速度多大?
(2)整個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做勻速運動,v1=2.5m/s;2s~6s物體精致;6s~8s內(nèi),物體做勻速運動,v3=5m/s(2)1.875m/s;0.83m/s
自主廣場
我夯基我達標
1、關于速度的說法,下列各項中正確的是
A、速度是描述物體運動快慢的物理量,速度大表示物體運動得快
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,速率是標量
解析:速度是描述物體運動快慢的物理量,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,但若時間長,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,是標量。
答案:AD
2、以下為平均速度的是
A、子彈出槍口時的速度是800m/s
B、汽車從甲站到乙站的速度是40km/h
C、汽車通過站牌時的速度是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,或某段時間內(nèi)的。它等于某段位移和通過這段位移所用時間的比值。
答案:B
3、關于瞬時速度、平均速度,以下說法中正確的是
A、瞬時速度可以看成時間趨于無窮小時的平均速度
B、做變速運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度,一定和物體在這段時間內(nèi)各個時刻的瞬時速度的平均值大小相等
C、物體做變速直線運動,平均速度的大小就是平均速率
D、物體做變速運動時,平均速度是指物體通過的路程與所用時間的比值
解析:當時間非常小時,物體的運動可以看成在這段很小時間內(nèi)的勻速運動,平均速度等于瞬時速度,故A正確。
平均速度是位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,而不是各時刻瞬時速度的平均值。
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間的比值,而平均速率是路程跟時間的比值。
答案:A
4、一個質(zhì)點做變速直線運動,其運動情況有如下記錄,則記錄中表示瞬時速度的有
A、質(zhì)點在前5s內(nèi)的速度是8m/s
B、質(zhì)點在第7s末的速度是12m/s
C、指點通過某一路標時的速度是15m/s
D、質(zhì)點通過某一路段的速度為10m/s
解析:瞬時速度是質(zhì)點在某一時刻的速度,或通過某一位置的速度,它與時刻、位置相對應。
答案:BC
5、對于各種速度和速率,下列說法中正確的是
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,平均速度是標量
D、平均速度的方向就是物體運動的方向
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為平均速率是平均速度的大小。實際上平均速率定義為路程跟時間的比值,故B錯。平均速度的方向和位移的方向一致,它不能表示物體運動的方向。物體運動的方向是瞬時速度的方向,故D錯。正確選項應為A。
答案:A
6、汽車以36km/h的速度從甲地勻速運動到乙地用了2h,如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動且用了2.5h,那么汽車返回時的速度為(設甲、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、負方向分別用“+”、“-”表示。當為正方向時,一般不帶“+”。速度的正方向可以根據(jù)具體問題自己規(guī)定,有時也隱含在題目之中。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為正,所以返回速度為負值,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、下列關于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是
A、若物體在某段時間內(nèi)每一個時刻的瞬時速度都等于零,則它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零
B、若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零,則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零
C、勻速直線運動中物體任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于它任一時刻的瞬時速度
D、變速運動中任一段時間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時刻的瞬時速度
解析:物體的各個時刻瞬時速度都等于零,證明物體精致,即位移為零,因此平均速度一定等于零。
物體在某段時間內(nèi)平均速度為零,說明整個運動過程中的位移為零,但不能證明物體不運動,例如物體做往返運動回到出發(fā)點,位移為零,但瞬時速度不為零。
勻速運動中,由于瞬時速度都相等,因此平均速度等于瞬時速度。
變速運動中,速度時刻在變,但平均速度可能與某一時刻的瞬時速度相等。
答案:AC
8、甲、乙兩車從A地出發(fā)經(jīng)歷不同的時間后都到達B地,甲運動的時間較長,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、甲的瞬時速度一定比乙小
D、甲、乙通過的位移一定相等
解析:位移只決定于初、末位置,故甲、乙通過的位移一定相等,D正確。
由平均速度公式知,位移s相同,而甲運動時間較長,所以B正確。因甲和乙不一定是做直線運動,所以瞬時速度大小和平均速率大小無法確定。
答案:BD
9、如圖1.3-4所示,物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動,現(xiàn)要考慮物體處于圖中A點時瞬間的速度。假設物體沿ABCDE、ABCD、ABC、AB四段曲線軌跡運動所用的時間分別是1.5s,0.9s,0.4s,0.1s,通過測量和計算,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:分別測量出AE、AD、AC、AB的線段長度,然后換算成實際運動的位移,根據(jù)平均速度的公式進行計算。
答案:1.7m/s,3.9m/s,6.0m/s,15m/s
我創(chuàng)新我超越
10人類為了探測距地球約30萬千米的月球,發(fā)射了一種類似于四輪小車的月球登陸探測器,它能夠在自動導航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號,探測器上還裝有兩個相同的減速器(其中一個是備用的),這種減速器的最大加速度是5m/s2.
某次探測的自動導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測器只能勻速前進而不再能自動避開障礙物,此時地球上的科學家必須對探測器進行人工遙控操作。
下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù):
受到信號時間與前方障礙物距離(單位:m)
9:10:2052
9:10:3032
發(fā)射信號時間給減速器設定的加速度(單位:m/s2)
9:10:332
受到信號時間與前方障礙物距離(單位:m)
9:10:4012
已知控制中心的信號發(fā)射與接受設備工作的速度極快,科學家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令最少需3s。根據(jù)以上材料,考慮下面兩個問題:
1、經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,你認為減速器是否執(zhí)行了減速命令。
2、假如你是控制中心的工作人員,應采取怎樣的措施。通過計算分析說明。
共同成長
見仁見智
著名物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼曾講過這樣一則笑話。
一位女士由于駕車超速而被警察攔住。警察走過來對她說:“太太,您剛才的車速是60英里每小時!”(1英里=1。609千米)。
這位女士反駁說:“不可能的!我才開了7分鐘,還不到一個小時,怎么可能走了60英里呢?”
警察說:“太太,我的意思是:如果您繼續(xù)象剛才那樣開車,在下一個小時里您將駛過60英里。”
太太說:“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60英里的路程。”
請你根據(jù)物理學的觀點來分析,這位女士沒有認清哪個科學概念?你是怎么認識的?
合作共贏
請你和你的同學一起進行下列探究活動。
用鐵錘十分準確地每隔1s敲打一下掛在樹上的一段鐵軌,假設你既能看到錘子的敲打動作,也能聽到敲打的聲音,你能否只用一把卷尺測出聲音在空氣中傳播的速度?簡述方法。
高一物理加速度
5速度變化快慢的描述——加速度
整體設計
加速度是力學教學的重要概念,也是高一年級物理課中較難懂的概念.在學生的經(jīng)驗中,與加速度有關的現(xiàn)象不多,這就給學習加速度概念帶來困難.教材先列舉轎車和旅客列車的加速過程,讓學生討論它們速度的快慢以增強學生的感性認識.教材還展示飛機的起飛過程,要求學生從具體問題中了解“速度快”“速度變化大”“速度變化快”的含義不同,并且又在旁批中指出“物體運動的快慢”與“運動速度變化的快慢”不同.在此基礎上,通過飛機起飛和炮彈射出過程的具體數(shù)字運算引出平均加速度,進而說明瞬時加速度.同時指出了加速運動和減速運動中加速度與速度方向的關系.通過瞬時加速度得出直線運動的這一物理運動模型.在學習加速度概念后,又通過上節(jié)課學習的速度時間圖象進一步說明怎樣在圖象中找到加速度,讓學生通過速度時間圖象加深對加速度概念的認識和對圖象的理解,是對圖象認識的深化和提高.變化率是生活中的常用概念,教材在“科學漫步”欄目中深入、細致地介紹了一般情況下的變化率,有助于學生理解速度是位置的變化率,加速度是速度的變化率.
要想正確理解加速度的物理意義,掌握加速度的定義公式,學生必須具有較高的抽象思維能力.可是,學生首次碰到加速度概念時是剛剛考入高中不久,不少學生抽象思維能力不高,難以理解加速度的意義和定義公式.為了降低難度,現(xiàn)行教材均把勻變速直線運動和加速度合為一節(jié),只限于討論勻變速直線運動中的加速度,只研究勻變速直線運動的加速度定義、公式、意義、單位、方向.沒有研究加速度的測量方法,沒有討論加速度的合成與分解,沒有涉及加速度的成因,只在以后各章節(jié)中才把加速度的概念逐步擴充到一般變速運動中的瞬時加速度.因此,在確定加速度教學目標時,應該注意教材處理的這一實際情況,逐步到位,不能一步到位.否則,教學目標制定過高,學習難度太大,不僅不能達到預期的教學目標,影響教學效率的提高,而且易于在學生中產(chǎn)生物理難學的心里障礙,對今后的物理學習也會產(chǎn)生負面影響.當然,也不能把教學目標制定得太低,這是不利于物理課堂教學效率提高的.
教學重點
1.加速度概念的建立和加速度與勻變速直線運動的關系.
2.加速度是速度的變化率,它描述速度變化的快慢和方向.
教學難點
1.理解加速度的概念,樹立變化率的思想.
2.區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率.
3.利用圖象分析加速度的相關問題.
時間安排
2課時
三維目標
知識與技能
1.知道加速度的物理意義.
2.掌握其定義公式和單位.
3.知道加速度的方向與速度變化量方向一致.
4.區(qū)別加速度、速度、速度變化量.
過程與方法
1.通過比值定義法,進一步了解加速度的物理意義.
2.通過對速度變化快慢描述的探索過程,體會一個量的變化與變化快慢的區(qū)別.
情感態(tài)度與價值觀
1.本節(jié)在物體運動快慢的基礎上進一步提出速度變化快慢的問題.
2.通過探索用比值定義法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學無止境的觀點.
3.激發(fā)探索科學的興趣和毅力.
課前準備
1.多媒體課件.
2.帶滑輪的長木板、小車及砝碼等.
3.課前讓學生觀察生活中的一些速度變化的例子.
教學過程
導入新課
復習導入
教師通過課件展示圖1-5-1兩幅vt圖象,供同學們交流討論,并設疑對比思考.指導學生對兩個勻變速直線運動的v-t圖象認真觀察,找出速度隨時間的變化規(guī)律.
圖1-5-1
學生歸納總結出:甲圖中,物體的速度每秒變化5m/s.
乙圖中,物體的速度每5s變化5m/s.
引導學生體會速度的變化有快有慢,我們今天學習的加速度這一概念就是用來描述速度變化快慢的物理量,很自然地引出本節(jié)學習的內(nèi)容.
問題導入
普通的小汽車和高檔跑車的速度都能達到200km/h,但它們從靜止到具有這一速度所經(jīng)歷的時間不同,高檔跑車經(jīng)歷的時間要遠小于普通的小汽車.哪個速度的變化快呢?速度變化的快慢是衡量汽車檔次的一個重要標準.這節(jié)課我們就來學習描述速度變化快慢的物理量——加速度.
影片導入
利用課件視頻資源,依次大屏幕播放下列影片片斷:
萬噸貨輪起航,10s內(nèi)速度增加到0.2m/s火箭發(fā)射時,10s內(nèi)速度能增到約102m/s
以8m/s的速度行駛的汽車在急剎車時2.5s內(nèi)能停下來
以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內(nèi)停下來
圖1-5-2
在以上片斷中,各物體的速度都發(fā)生了變化,你怎樣才能比較速度隨時間變化的快慢呢?
推進新課
一、加速度
利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車、運動員等錄像,提出問題,讓學生思考討論.誰的速度“增加”得快?如何來表示增加的快慢?
課件展示:依次展示三個速度表格,分析比較速度改變的快慢.
表一:
時刻/s051015
甲v/(ms-1)20253035
乙v/(ms-1)10305070
丙v/(ms-1)35302520
丁v/(ms-1)5035205
交流討論:若物體在所用時間一樣的情況下,速度改變大的物體速度改變得快.
點評:讓學生從最簡單的例子入手,先比較相同時間內(nèi)的速度改變量,為不同時間不同改變量作知識鋪墊.從簡單到復雜,從特殊到一般,正是物理學探究規(guī)律的順序.
表二:
初速度(km/h)末速度(km/h)所用時間(s)
轎車啟動20507
5噸貨車啟動205038
10噸貨車啟動205050
學生認知觀察表中數(shù)據(jù)并交流討論,若在速度改變相同的情況下,可以比較時間的長短,所用時間越短,速度改變得越快.
教師繼續(xù)引導學生分析數(shù)據(jù),提高學生根據(jù)數(shù)據(jù)表來概括總結規(guī)律的分析能力.
教師設疑:若如下表所示,既無法用第一種方法,又無法用第三種方法比較,怎樣比較它們速度變化的快慢?認真觀察表三,通過計算說明這四個物體哪個速度改變得快.
表三:
初速度(m/s)末速度(m/s)所用時間(s)
A自行車下坡/
材料二:死亡加速度
西方交通管理部門為了交通安全,特制定了死亡加速度500g(取g=10m/s2)這一數(shù)值,以醒世人.意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險.那么大的加速度,一般情況下車輛是達不到的.但如果發(fā)生交通事故時,將會達到這一數(shù)值.因為,一般車輛碰撞的時間短,大多為毫秒級.例如,兩輛摩托車時速20km相向而行發(fā)生碰撞,碰撞時間為毫秒級,能產(chǎn)生多大加速度?
教師引導學生類比加速度與位移,有什么共同的地方.引導學生歸納出加速度既有大小又有方向,是矢量.
說明:當物體加速時,則Δv=v2-v1>0,時間Δt是標量,加速度a的計算值為正值,如果以初速度的方向為正方向(即初速度v0取正值),a為正值則可表示a的方向與初速度的方向相同,或反過來說,若加速度a與初速度同向時,則這個直線運動為加速運動.
當物體是減速時,則Δv=v2-v1<0,時間t是標量,加速度a的計算值為負值,如果仍以初速度的方向為正方向(即初速度v0取正值),a為負值則可表示a的方向與初速度的方向相反,或反過來說,若加速度a與初速度反向時,則這個直線運動為減速運動.
在未學到“牛頓第二定律”之前,也可以用兩輛汽車以相同的速度變化率做勻加速運動和勻減速運動,雖然速度變化快慢相同,但速度的變化情況不同,前者速度越來越大,后者則反之.啟發(fā)學生思考,只憑速度變化快慢(速度變化率的大?。┎荒芡耆从乘俣茸兓囊?guī)律,從而引出加速度不僅有大小,而且有方向,是矢量.
雖然不必讓學生從速度變化的方向去判斷加速度的方向,但是應該讓學生知道:物體做勻加速運動時,加速度的方向跟速度的方向相同;做勻減速運動時,加速度的方向跟速度的方向相反.這是直線運動中(無往復運動)的普遍性結論.至于加速度的正、負問題,只是在特定的條件下(v0取正值)判斷物體做勻加速還是勻減速運動的一種方法,這不是實質(zhì)性的結論,所以教學中不必強化.也可類比v=中速度v的方向與位移Δx的方向相同,理解a=中速度a的方向與速度變化量Δv的方向相同.
實驗與探究
通過實驗讓學生體會1m/s2加速度有多大.
實驗器材:高度約為斜面長度的十分之一的斜面(越光滑越好).
體驗方法:把斜面的高度調(diào)節(jié)為斜面長度的十分之一(向?qū)W生說明),讓小球在斜面上滾下(注意觀察速度變化的快慢程度),小球在這個斜面上運動的加速度便大約是1m/s2.它的含義是說物體每秒鐘速度的改變量是1m/s.
問題探究
問題1:“上海磁懸浮列車的最高速度可達430km/h,它的加速度一定很大”.這一說法對嗎?為什么?
問題2:運載火箭在點火后的短時間內(nèi),速度的變化很小,它的加速度一定很小嗎?
歸納總結:1.不對,當勻速運動時,盡管速度很大,加速度可以為零.
2.不對,由公式a=可知,加速度等于速度的變化量和時間的比值,因而加速度是速度對時間的變化率.所謂某一個量對時間的變化率,是指單位時間內(nèi)該量變化的數(shù)值.變化率表示變化的快慢,不表示變化的大小.
加速度和速度的區(qū)別:
1.速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大.
2.速度變化量大,加速度不一定大.
3.加速度為零,速度可以不為零;速度為零,加速度可以不為零.
例1做勻加速運動的火車,在40s內(nèi)速度從10m/s增加到20m/s,求火車加速度的大小.汽車緊急剎車時做勻減速運動,在2s內(nèi)速度從10m/s減小到零,求汽車的加速度大小.
學生活動并解答.
解析:這是利用公式a=式求解a的題目.火車的初速度、末速度、加速度和加速運動的時間分別用v0、v下標t、a和t表示.汽車的初速度、末速度、加速度和剎車的時間分別用v0′、vt′、a′、t′來表示.
由于v0=10m/s,vt=20m/s,t=40s,所以火車的加速度a==m/s2=0.25m/s2.
由于v0′=10m/s,vt′=0,t′=2s,所以汽車的加速度
a′===m/s2=-5m/s2.
答案:0.25m/s2-5m/s2
問題互動
判斷下列說法是否正確.
1.做勻變速直線運動的物體,它的加速度方向和速度方向總是相同.
錯.只有做勻加速直線運動的物體,它的加速度方向和速度方向相同.
2.做勻變速直線運動的物體,它的速度變化越大,加速度越大.
錯.速度變化大,但不知所用時間的多少.
3.做勻變速直線運動的物體,它的速度變化越快,加速度越大.
對.
師生探究:教師指導學生對下列問題分組探究.
探究1:某同學騎著自行車和學校百米冠軍賽跑.觀察并思考,起跑時誰的加速度比較大些?將觀察結果與同學交流一下,得出較一致的結論.
參考:創(chuàng)造條件,親自觀察,培養(yǎng)有目的的觀察能力;加強交流,善于交流,增強協(xié)作精神.比較方法:相同時間內(nèi),誰的速度變化得快,誰的加速度就大.
探究2:小球沿斜面的運動可近似看成是勻加速直線運動.猜想一下,加速度的大小與哪些因素有關?(比較加速度的大小時,可通過觀察小球滾動時速度改變的快慢來進行)
要求:(1)將猜想的結果互相討論,最后得出共同的猜想.若有條件,可以用實驗檢驗一下你的猜想.
(2)實驗探究時要注意加強交流與合作,檢驗猜想時要注意控制變量.
參考:(1)幾種可能猜想:小球的質(zhì)量、斜面的粗糙程度、斜面的傾角、斜面的長短等(還有什么可能,你自己去猜想,這里給出的只是參考,并不一定是標準答案,要善于通過討論和交流最后得出正確的答案).
(2)探究時,一定要先設計好實驗方案,注意體會控制變量法.可保持其他量不變,研究小球質(zhì)量與加速度的關系;或研究粗糙程度與加速度的關系;研究傾角與加速度的關系;研究長度與加速度的關系等.
探究3:宇航員要從地球進入空間站,可以由航天飛機來完成這一任務.航天飛機在發(fā)射的過程中,會產(chǎn)生相當大的加速度,最大加速度可以達到8g(取g=9.8m/s2),高重力加速度對人的身體會產(chǎn)生不良作用,甚至可能會產(chǎn)生危險.譬如,引起身體某些部位充血或缺血,如果大腦缺血,便會失去視覺和知覺.類似實驗表明,人體的姿勢與所能承受的加速度有關:當人的身體與加速度的方向垂直時,人可以經(jīng)受15g的加速度達幾分鐘之久,而當人的身體順著加速度方向時,最多只能經(jīng)受6g的加速度.
根據(jù)上述信息,回答下列問題:
我國航天英雄楊利偉乘“神舟”五號升入太空和返回地面的過程,采取什么姿勢
(站、坐、躺)較好?身體與加速度方向什么關系?
答案:躺倒垂直
二、從v-t圖象看加速度
教師指導學生認真觀察課本中的v-t圖象,并思考:速度—時間圖象描述了什么問題?怎樣建立速度—時間圖象?
教師引導,學生討論后回答.學生在沒有學習斜率概念前,可以用陡度的“平緩”或“陡”來表述.
學生總結歸納:a直線的傾斜程度更厲害,也就是更陡些,而b相對較平緩.所以,a的速度變化快,即a的加速度大,b的速度變化慢,加速度小.
知識小結:速度—時間圖象是描述速度隨時間變化關系的圖象,它以時間軸為橫軸,以縱軸為速度軸,在坐標系中將不同時刻的速度以坐標的形式描點,然后連線,就畫出了速度—時間圖象.
我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點來找到這兩個點間的速度變化量Δv,時間間隔Δt.
這樣就可以定量求加速度了,用加速度的定義式a=就行了.
課堂訓練
如圖1-5-3是某質(zhì)點做直線運動的vt圖象,從圖上求出各段的速度變化及加速度.
圖1-5-3
解析:速度的變化量等于變化后的速度減變化前的速度,即Δv=v-v0.速度的變化量也是矢量,正值表示速度增加,負值表示速度減小或反向.由圖可知:v0=0,va=4m/s,vb=4m/s,vc=0.
所以OA段的速度變化量為ΔvAO=va-vO=4m/s
加速度為a下標AO==m/s2=2m/s2
AB段的速度變化量為ΔvBA=vb-va=0
加速度為aBA=0
BC段的速度變化量為ΔvCB=vc-vb=-4m/s
加速度為aCB==m/s2=-4m/s2.
答案:OA段的速度變化為4m/s,加速度為2m/s2;AB段的速度變化為0,加速度也為0;BC段的速度變化為-4m/s,加速度為-4m/s2.
課堂小結
本節(jié)課重點學習了加速度的概念及其特性,注意加速度是矢量及這里的“加”并不是“增加”的意思,它反映的是速度變化快慢的程度.
加速度是速度的變化與發(fā)生這一變化所用時間的比值.也就是速度對時間的變化率,在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化.它描述的是速度變化的快慢和變化的方向.加速度的大小由速度變化的大小和發(fā)生這一變化所用時間的多少共同決定,與速度本身的大小以及速度變化的大小無必然聯(lián)系.加速度大表示速度變化快,并不表示速度大,也不表示速度變化大.加速度是矢量,它的方向就是速度變化量Δv的方向,與速度方向無必然聯(lián)系.加速度是狀態(tài)量,與時刻(或位置)相對應.
可以從速度時間圖象中傾斜直線的陡緩定性看出加速度的大小,也可以從圖象中定量求出加速度的大小.
布置作業(yè)
1.教材第29頁“問題與練習”第2、3題.
2.閱讀教材“科學漫步”關于變化率的知識,加深加速度概念的理解.
板書設計
5速度變化快慢的描述——加速度
速度表示運動的快慢v
速度與改變表示速度的變化Δv=vt-v0
加速度表示速度變化的快慢
定義速度的變化量跟發(fā)生這一改變所用時間的比值
公式a=
單位m/s2
矢量性方向與速度變化的方向相同
勻變速直線運動的特點加速度恒定
速度圖象速度隨時間變化的關系從傾斜直線的斜率可以求出加速度
活動與探究
課題:從日常生活中搜集必要的材料,做一個加速度計.
步驟學生活動教師指導目的
1上網(wǎng)或到圖書館查閱相關資料,收集材料,設計實驗方案介紹相關資料和參考材料1.讓學生從制作過程中體驗加速度在生活中的應用2.培養(yǎng)學生的動手能力和獨立思考能力
2根據(jù)實驗方案,進行實驗操作解答學生提出的具體問題
3相互交流活動的感受,寫出實驗報告對優(yōu)秀成果進行點評、展覽
參考資料
如圖1-5-4所示,取一根細線,在其一端拴一泡沫塑料塊(或小木塊),另一端則固定在大可樂瓶的瓶蓋上,在瓶中灌滿水,旋緊瓶蓋后使瓶倒置,就做成了一個加速度計.
圖1-5-4
1.把瓶抱在手中,當你站立不動、勻速、加速和減速運動時,注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
2.當你乘坐公交車時,注意觀察汽車行駛、啟動、剎車以及轉彎時,泡沫塑料塊和線有何變化.
3.當你以不同的加速度加速運動時,注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
習題詳解
1.解答:100km/h=27.8m/s
aa=m/s2=2.46m/s2
ab=m/s2=2.11m/s2
ac=m/s2=1.79m/s2
2.解答:A.汽車做勻速直線運動時.
B.列車啟動慢慢到達最大速度50m/s,速度變化量較大,但加速時間較長,如經(jīng)過2min,則加速度為0.42m/s2,比汽車啟動時的加速度小.
C.汽車向西行駛,汽車減速時加速度方向向東.
D.汽車啟動加速到達最大速度的過程中,后一階段加速度比前一階段小,但速度卻比前一階段大.
3.解答:A的斜率最大,加速度最大.
aa=0.63m/s2,ab=0.083m/s2,ac=-0.25m/s2
aa、ab與速度方向相同,ac與速度方向相反.
4.解答:滑塊通過第一個光電門的速度v1=cm/s=10cm/s
滑塊通過第二個光電門的速度v2=cm/s=27cm/s
滑塊加速度a==cm/s2=4.8cm/s2.
設計點評
加速度是運動學中極為抽象的概念.對于一個抽象概念,學生要根據(jù)自己的經(jīng)驗來認識
、理解和掌握,對作為速度變化率的加速度,學生很難利用日常的感覺經(jīng)驗來建立這個概念.所以本教學設計利用學生已經(jīng)對物體運動的軌跡、路程、位移、快慢、運動方向有足夠豐富、生動的感性認識,類比速度概念的建立,使學生能夠較容易地理解加速度是描述速度變化快慢的物理量.在概念確立后,教學設計把高級跑車、死亡加速度作為閱讀材料,加深對概念的理解.本教學設計幾乎涉及了探究過程的各個環(huán)節(jié),創(chuàng)設的情景為夯實加速度的概念作了有效的鋪墊.
20xx高考物理《加速度》知識點歸納
一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗,會提前做好準備,作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《20xx高考物理《加速度》知識點歸納》,希望能對您有所幫助,請收藏。
20xx高考物理《加速度》知識點歸納
加速度是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值(△V/△t),是描述物體速度改變快慢的物理量,通常用a表示,單位是m/s^2。加速度是矢量,它的方向是物體速度變化(量)的方向,與合外力的方向相同。
加速度是物理學中的一個物理量,是一個矢量,主要應用于經(jīng)典物理當中,一般用字母a表示,在國際單位制中的單位為米每二次方秒。加速度是速度矢量關于時間的變化率,描述速度的方向和大小變化的快慢。
加速度由力引起,在經(jīng)典力學中因為牛頓第二定律而成為一個非常重要的物理量。在慣性參考系中的某個參考系的加速度在該參考系中表現(xiàn)為慣性力。加速度也與多種效應直接或間接相關,比如電磁輻射。
在本頁面中會多次用到“質(zhì)點”這一物理概念。簡單地說,當被研究的運動物體的大小和形狀不對實驗造成影響或影響很小時,可以把這個物體抽象成一個有質(zhì)量但不存在大小、形狀的點。是一個理想化的物理模型。為了描述物體運動速度變化的快慢這一特征,我們引入加速度這一概念。
名稱:加速度
1.定義:速度的變化量Δv與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值。
2.公式:a=Δv/Δt
3.單位:m/s^2(米每二次方秒)
4.加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度的大小等于單位時間內(nèi)速度的增加量;加速度的方向與速度變化量ΔV方向始終相同。特別,在直線運動中,如果速度增加,加速度的方向與速度相同;如果速度減小,加速度的方向與速度相反。
5.物理意義:表示質(zhì)點速度變化的快慢的物理量。
舉例:假如兩輛汽車開始靜止,均勻地加速后,達到10m/s的速度,A車花了10s,而B車只用了5s。它們的速度都從0m/s變?yōu)?0m/s,速度改變了10m/s。所以它們的速度變化量是一樣的。但是很明顯,B車變化得更快一樣。我們用加速度來描述這個現(xiàn)象:B車的加速度(a=Δv/t,其中的Δv是速度變化量)
加速度計構造的類型
加速度計構造的類型
A車的加速度。
顯然,當速度變化量一樣的時候,花時間較少的B車,加速度更大。也就說B車的啟動性能相對A車好一些。因此,加速度是表示速度變化的快慢的物理量。
注意:1。當物體的加速度保持大小和方向不變時,物體就做勻變速運動。如自由落體運動,平拋運動等。
當物體的加速度方向與初速度方向在同一直線上時,物體就做直線運動。如豎直上拋運動。
當物體的加速度方向與初速度方向在同一直線上時,物體就做直線運
2.加速度可由速度的變化和時間來計算,但決定加速度的因素是物體所受合力F
和物體的質(zhì)量M。
3.加速度與速度無必然聯(lián)系,加速度很大時,速度可以很小;速度很大時,加速度也可以很小。例如:炮彈在發(fā)射的瞬間,速度為0,加速度非常大;以高速直線勻速行駛的賽車,速度很大,但是由于是勻速行駛,速度的變化量是零,因此它的加速度為零。
4.加速度為零時,物體靜止或做勻速直線運動(相對于同一參考系)。任何復雜的運動都可以看作是無數(shù)的勻速直線運動和勻加速運動的合成。
5.加速度因參考系(參照物)選取的不同而不同,一般取地面為參考系。
6.當運動的方向與加速度的方向之間的夾角小于90°時,即做加速運動,加速度是正數(shù);反之則為負數(shù)。
特別地,當運動的方向與加速度的方向之間的夾角恰好等于90°時,物體既不加速也不減速,而是勻速率的運動。如勻速圓周運動。
7.力是物體產(chǎn)生加速度的原因,物體受到外力的作用就產(chǎn)生加速度,或者說力是物體速度變化的原因。說明
當物體做加速運動(如自由落體運動)時,加速度為正值;當物體做減速運動(如豎直上拋運動)時,加速度為負值。
8.加速度的大小比較只比較其絕對值。物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
向心加速度
向心加速度(勻速圓周運動中的加速度)的計算公式:
a=rω^2=v^2/r
說明:a就是向心加速度,推導過程并不簡單,但可以說仍在高
科里奧利加速度
科里奧利加速度
中生理解范圍內(nèi),這里略去了。r是圓周運動的半徑,v是速度(特指線速度)。ω(就是歐姆的小寫)是角速度。
這里有:v=ωr.
1.勻速圓周運動并不是真正的勻速運動,因為它的速度方向在不斷的變化,所以說勻速圓周運動只是勻速率運動的一種。至于說為什么叫他勻速圓周運動呢?可能是大家說慣了不愿意換了吧。
2.勻速圓周運動的向心加速度總是指向圓心,即不改變速度的大小只是不斷地改變著速度的方向。
重力加速度
地球表面附近的物體因受重力產(chǎn)生的加速度叫做重力加速度,也叫自由落體加速度,用g表示。
重力加速度g的方向總是豎直向下的。在同一地區(qū)的同一高度,任何物體的重力加速度都是相同的。重力加速度的數(shù)值隨海拔高度增大而減小。當物體距地面高度遠遠小于地球半徑時,g變化不大。而離地面高度較大時,重力加速度g數(shù)值顯著減小,此時不能認為g為常數(shù)
距離面同一高度的重力加速度,也會隨著緯度的升高而變大。由于重力是萬有引力的一個分力,萬有引力的另一個分力提供了物體繞地軸作圓周運動所需要的向心力。物體所處的地理位置緯度越高,圓周運動軌道半徑越小,需要的向心力也越小,重力將隨之增大,重力加速度也變大。地理南北兩極處的圓周運動軌道半徑為0,需要的向心力也為0,重力等于萬有引力,此時的重力加速度也達到最大。
由于g隨緯度變化不大,因此國際上將在緯度45°的海平面精確測得物體的重力加速度g=9.80665m/s^2;作為重力加速度的標準值。在解決地球表面附近的問題中,通常將g作為常數(shù),在一般計算中可以取g=9.80m/s^2。理論分析及精確實驗都表明,隨緯度增大,重力加速度g的數(shù)值逐漸增大。如:
赤道g=9.780m/s^2
廣州g=9.788m/s^2
武漢g=9.794m/s^2
上海g=9.794m/s^2
東京g=9.798m/s^2
北京g=9.801m/s^2
紐約g=9.803m/s^2
莫斯科g=9.816m/s^2
北極地區(qū)g=9.832m/s^2
注:月球面的重力加速度約為1.62m/s^2,約為地球重力的六分之一。
勻加速直線動動的公式
1.勻加速直線運動的位移公式:
s=V0t+(at^2)/2=(vt^2-v0^2)/2a=(v0+vt)t/2
2.勻加速直線運動的速度公式:
vt=v0+at
3.勻加速直線運動的平均速度(也是中間時刻的瞬時速度):
v=(v0+vt)/2
其中v0為初速度,vt為t時刻的速度,又稱末速度。
4.勻加速度直線運動的幾個重要推論:
(1)V末^2-V初^2=2as(以初速度方向為正方向,勻加速直線運動,a取正值;勻減速直線運動,a取負值。)
(2)AB段中間時刻的即時速度:
Vt/2=(v初+v末)/2
(3)AB段位移中點的即時速度:
Vs/2=[(v末^2+v初^2)/2]^(1/2)
(4)初速為零的勻加速直線運動,在1s,2s,3s……ns內(nèi)的位移之比為1^2:2^2:3^2……:n^2;
(5)在第1s內(nèi),第2s內(nèi),第3s內(nèi)……第ns內(nèi)的位移之比為1:3:5……:(2n-1);
(6)在第1米內(nèi),第2米內(nèi),第3米內(nèi)……第n米內(nèi)的時間之比為1:2^(1/2):3^(1/2):……:n^(1/n)
(7)初速無論是否為零,勻變速直線運動的質(zhì)點,在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為一常數(shù):△s=aT^2(a一勻變速直線運動的加速度T一每個時間間隔的時間)。
(8)豎直上拋運動:上升過程是勻減速直線運動,下落過程是勻加速直線運動.全過程是初速度為VO,加速度為g的勻減速直線運動.
加速度-加速運動與減速運動
物體運動時,如果加速度不為零,則處于加速狀態(tài)。若加速度大于零,則為正加速;若加速度小于零,則為負加速(即速度減至0后反向加速)。(提示:物理中的符號不同于數(shù)學中的符號,在+、-號只代表是的標量,在物理中+、-號部分代表單純的標量,還有部分還代表的像方向啦什么的矢量)
V=v末—v初
加速度公式:a=△V/△t
加速度-曲線加速運動
在加速度保持不變的時候,物體也有可能做曲線運動。比如,當你把一個物體沿水平方向用力拋出時,你會發(fā)現(xiàn),這個物體離開桌面以后,在空中劃過一條曲線,落在了地上。
物體在出手以后,受到的只有豎直向下的重力,因此加速度的方向和大小都不改變。但是物體由于慣性還在水平方向上以出手速度運動。這時,物體的速度方向與加速度方向就不在同一直線上了。物體就會往力的方向偏轉,劃過一條往地面方向偏轉的曲線。
但是這個時候,由于重力大小不變,因此加速度大小也不變。物體仍然做的是勻加速運動,但不過是勻加速曲線運動。
加速度-小問題——加速度單位的來歷
根據(jù)我們高中的課本描述,有加速度a=(Δv)/(Δt)=(v1-v2)/t,因為速度(v)的單位是m/s,時間(t)的單位是s,于是將m/s與s相除,得到的就是它的單位:m/s^2.