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(jìn)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(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)得到的 紙帶的A端先通過(guò)計(jì)時(shí)器 B端后通過(guò) 從點(diǎn)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(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)間圖象 由圖象可知 甲做的是 運(yùn)動(dòng) 乙做的是 運(yùn)動(dòng) 3s時(shí) 甲和乙的圖線相交 這說(shuō)明 答案 勻速直線變速直線這一時(shí)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(shí)間的 表達(dá)式為a 2 單位 在國(guó)際單位制中 加速度的單位是 符號(hào)是或 3 物理意義 為描述物體運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí) 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(guān)系 在直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)中如果加速度為負(fù) 一定說(shuō)明加速度的方向與速度方向相反嗎 提示 不一定 在分析問(wèn)題時(shí) 正方向的規(guī)定是任意的 加速度為負(fù) 只能說(shuō)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(guò)v t圖象我們還可以知道物體的 2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v t圖象是一條 并且直線的表示 即a k 斜率 速度 時(shí)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(wú)直接聯(lián)系 與 v也無(wú)直接聯(lián)系 v大 a不一定大 v大 a也不一定大 如飛機(jī)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(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng) 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(gè)有方向的物理量 物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)規(guī)定正方向后 可以用正 負(fù)號(hào)表示速度的方向 因此 v的正 負(fù)決定著加速度的方向 可見(jiàn) 加速度的方向跟速度方向無(wú)關(guān) 它始終與速度變化的方向相同 3 判斷物體做加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的方法判斷物體是做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)的方法有兩個(gè) 1 根據(jù)v t圖象 看隨著時(shí)間的增加 速度的大小如何變化 若越來(lái)越大 則加速 反之則減速 2 根據(jù)加速度方向和速度方向的關(guān)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(fù)無(wú)關(guān) 即a和初速度v0同向 加速運(yùn)動(dòng) a和初速度v0反向 減速運(yùn)動(dòng) 1 關(guān)于加速度 下列說(shuō)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(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 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(shí)間兩個(gè)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(shí)間越短 但速度變化量的大小沒(méi)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(yīng)選C 答案 C 二 在v t圖象中認(rèn)識(shí)加速度 如右圖所示為某一物體的v t圖象 E點(diǎn)表示t1時(shí)刻速度為v1 F點(diǎn)表示t2時(shí)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(shí)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(xué)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(yùn)動(dòng)的加速度 斜率為正時(shí) a 0 斜率為負(fù)時(shí) a 0 2 如右圖為一物體做直線運(yùn)動(dòng)的v t圖象 則在0 t1和t1 t2時(shí)間內(nèi) 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(nèi)速度均為正 向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) 物體在0 t1時(shí)間內(nèi)加速度a1與速度方向相同 物體在t1 t2時(shí)間內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng) 加速度a2與速度方向相反 故a1 a2方向相反 答案 B 計(jì)算下列過(guò)程的加速度 1 一輛汽車從車站出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)10s速度達(dá)到108km h 2 在高速公路上汽車做直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)3min速度從54km h提高到144km h 3 足球以8m s的速度飛來(lái) 運(yùn)動(dòng)員把它以12m s的速度反向踢出 踢球時(shí)間為0 2s 設(shè)球飛來(lái)的方向?yàn)檎较?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(jì)算中 涉及的速度 速度的變化量 加速度都是矢量 在直線運(yùn)動(dòng)中規(guī)定了正方向 才能給矢量賦予正負(fù)號(hào) 從而使矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算 因此 首先規(guī)定正方向至關(guān)重要 在運(yùn)動(dòng)學(xué)中 解題時(shí)應(yīng)盡量取初速度方向?yàn)檎较?并應(yīng)嚴(yán)格按照公式的定義代入相應(yīng)數(shù)據(jù) 1 1 一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 某時(shí)刻速度大小為4m s 1s后的大小變?yōu)?0m s 設(shè)初速度方向?yàn)檎?則在這1s內(nèi)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(guò)程中速度隨時(shí)間的變化圖象 試由圖象分析回答整個(gè)過(guò)程中 1 電梯的運(yùn)動(dòng)速度如何變化 2 各段時(shí)間內(nèi)電梯的加速度各是多大 解析 1 電梯從底樓到頂樓總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為10s 這10s可分為三個(gè)階段 第一階段 0到4s末 速度由0增大到8m s 是一個(gè)勻加速運(yùn)動(dòng)階段 第二階段 從4s末到8s末 速度保持8m s不變 是一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)階段 第三階段 從8s末到10s末 速度由8m s減小到0 是一個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)階段 隨著我們學(xué)習(xí)的不斷深入 圖象問(wèn)題的內(nèi)涵信息越來(lái)越多 其涉及的知識(shí)綜合性也會(huì)越來(lái)越強(qiáng) 針對(duì)圖象問(wèn)題 在搞清圖象物理意義的前提下 一定要注意其有關(guān)矢量概念的分析 有意識(shí)地逐步提高自己從物理圖象中準(zhǔn)確 迅速提取有用信息的能力 2 1 如右圖所示的速度 時(shí)間圖象中 質(zhì)點(diǎn)A B C運(yùn)動(dòng)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(shí) 的速度最大 在t 4s時(shí) 的速度最大 在t s時(shí) A B的速度一樣大 答案 0 5 0 250 25ABC4 根據(jù)給出的速度和加速度的正 負(fù) 對(duì)下列運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷正確的是 A v0 0 a0 物體做減速運(yùn)動(dòng)D v0 0 a 0 物體做加速運(yùn)動(dòng) 思路點(diǎn)撥 速度 加速度的正 負(fù)號(hào)表示方向 根據(jù)二者間的方向關(guān)系 判斷物體做何種運(yùn)動(dòng) 若a與v0同向 做加速運(yùn)動(dòng) 若a與v0反向 做減速運(yùn)動(dòng) 解析 由于速度和加速度都是矢量 若二者的符號(hào)相同 就表示它們的方向相同 則物體就做加速運(yùn)動(dòng) 即B D所示的情況 故B D正確 若二者的符號(hào)相反 就表示它們的方向相反 則物體就做減速運(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò) C正確 答案 BCD 1 a 0的物體不一定做加速運(yùn)動(dòng) a 0的物體也不一定做減速運(yùn)動(dòng) 物體做加速還是減速運(yùn)動(dòng)由a與v之間的夾角決定 同向則做加速運(yùn)動(dòng) 即使a在減小 反向則做減速運(yùn)動(dòng) 2 判斷物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)的方法有兩個(gè) 根據(jù)v t圖象 看隨著時(shí)間的增加 速度的大小如何變化 若越來(lái)越大 則加速 反之則減速 根據(jù)加速度方向和速度方向間的關(guān)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(fù)無(wú)關(guān) 3 1 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng) 初速度v0 0 加速度a 0 當(dāng)a的值開(kāi)始減小時(shí) 則該質(zhì)點(diǎn) A 速度開(kāi)始減小 直到加速度等于零為止B 速度開(kāi)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(guó)女排在雅典奧運(yùn)會(huì)上戰(zhàn)勝俄羅斯隊(duì)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(duì)飛來(lái)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(shí)間為0 2s 設(shè)0 2s內(nèi)排球的速度均勻變化 求排球被擊打過(guò)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(shuō)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(yùn)動(dòng) 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(jī)以2 5馬赫的速度 2 5倍音速 沿直線從空中掠過(guò) 人們看呆了 眾說(shuō)紛紜 以下說(shuō)法正確的是 A 這架飛機(jī)的加速度真大B 這架飛機(jī)飛得真快C 這架飛機(jī)的加速度等于零D 這架飛機(jī)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(jī)速度變化的情況 就不知加速度大小 答案 B 3 甲 乙兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng) 它們的速度 時(shí)間圖象如右圖所示 在t0時(shí)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(yùn)動(dòng) 直接讀出在t0時(shí)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(dòng)中 直升機(jī)發(fā)揮了重要作用 報(bào)道稱 由于飛機(jī)發(fā)生故障大多數(shù)是在起飛 降落階段 而此時(shí)的高度幾乎為零高度 另外在飛行過(guò)程中會(huì)突然出現(xiàn)停車現(xiàn)象 在這種情況下 飛行員脫險(xiǎn)非常困難 為了脫離飛機(jī)必須在0 1s內(nèi)向上彈離飛機(jī) 若脫離危險(xiǎn)的速度為20m s 請(qǐng)你判斷一下彈離過(guò)程中的加速度為多大 解析 由題意可得飛行員彈離飛機(jī)過(guò)程中 初速度v0 0 末速度vt 20m s 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 0 1s 根據(jù)加速度的定義式得彈離過(guò)程中的加速度 a m s2 200m s2 答案 200m s2 5 有些國(guó)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(guò)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 但在交通事故中 就會(huì)達(dá)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(shí)間為2 10 3s 試判斷一下駕駛員是否有生命危險(xiǎn) 答案 有生命危險(xiǎn) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全