高中物理第一冊《速度改變快慢的描述》-加速度4教案 人教版必修1

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111 [高一物理教案2.5.6] 速度改變快慢的描述 加速度 二、教學(xué)重點(diǎn) 正確理解并掌握加速度是對速度改變快慢的描述。 三、教學(xué)難點(diǎn) 對加速度概念的理解。速度與加速度的區(qū)別 教學(xué)過程 運(yùn)動物體速度改變的快慢跟我們的日常生活有密切的聯(lián)系。公共汽車起動時如果速度改變得太快，乘客就容易傾倒。而短跑運(yùn)動員起跑時卻希望自己的速度能很快地增大，飛機(jī)在起飛和降落時速度的快慢都必須控制在一個合理的數(shù)值范圍內(nèi)才行。為了定量研究速度改變的快慢的程度，我們有必要引入一個新的物理量來描述速度變化的快慢。 （一） 速度改變快慢的比較 初始速度/ms-1 經(jīng)過時間/s 末了速度ms-1 A.自行車下坡 2 3 11 B.公共汽車出站 0 3 6 C. 某艦艇出航 0 20 6 D.火車出站 0 100 20 E.飛機(jī)在天空飛行 300 10 300 比較A和B：它們經(jīng)過的時間相等（都是3s），A的速度變化量（11m/s—2m/s=9m/s） 大于B的速度變化量（6m/s），在時間相等的情況下速度變化量大的物體速度改變得快，即自行車比汽車速度改變得快。 比較B和C：它們速度的變化量相等（都是6m/s），B經(jīng)過的時間比C短，在速度變化量相等的情況下運(yùn)動時間短的物體速度改變得快，即汽車比艦艇速度改變的快。 比較C和D：火車速度的變化量跟艦艇不相等，所以經(jīng)過的時間也不相等，要比較它們的速度改變的快慢，只有計算它們平均每秒鐘速度的變化量，單位時間內(nèi)時間內(nèi)速度變化多的物體速度改變快。由此算出以上五個物體每秒鐘速度變化的數(shù)值分別為3、2、0.3、0.2和0，它們的速度改變的快慢程度便很容易比較出來。 回顧以上計算自行車每秒鐘速度改變量的計算式：，式中11為自行車的末速度，2為初速度，分母中的3為運(yùn)動時間。得數(shù)3為自行車每秒鐘速度的改變量，它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時間的比值，我們把它定義為加速度，這是物理學(xué)中的一個重要的概念。 （二） 加速度 1. 概念的引入：為反映物體速度變化的快慢而引入加速度這一概念。 2. 定義：加速度等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時間的比值。式 中的v0為初速度（時間t開始的速度），vt為末速度（時間t末了時的速度），a為在時間t內(nèi)的加速度。 3. 單位：在國際單位制中是：米/秒2，讀作“米每二次方秒”，符號是m/s2（或ms-2）， 常用單位還有厘米/秒2（cm/s2）等。 4. 含義：加速度等于速度的變化和時間的比值。因而加速度是速度對時間的變化 率，即單位時間內(nèi)速度的變化：如a=1 m/s2表示物體每秒鐘速度的改變量是1m/s。 【注意】加速度不是速度變化量，速度的變化量（△v）與速度的變化率（）不同。 5. 加速度是矢量，加速度方向和速度改變量的方向相同。 ⑴ 在加速直線運(yùn)動中，加速度方向和初速度相同 ⑵ 在減速直線運(yùn)動中，加速度方向與初速度相反 6. 加速度與速度的區(qū)別 ⑴ 它們具有不同的含義：加速度描述的是速度改變的快慢，速度描述的是位移改 變的快慢。 ⑵ 速度大，加速度不一定大；加速度大速度不一定大，速度變化量大，加速度不 一定大。加速度為零，速度可以不為零；速度為零，加速度可以不為零。 （三） 在速度圖象中加速度的體現(xiàn) 1. 在速度圖象中，圖象的斜率在數(shù)值上等于加速度 2. 勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)：加速度是恒量（大小、方向都不變化） ⑴ 勻加速直線運(yùn)動的速度圖象的斜率為正值，表明加速度方向與速度方向相同 ⑵ 勻減速直線運(yùn)動的速度圖象的斜率為負(fù)值，表明加速度方向與速度方向相反。 【例1】一物體在開始的一段運(yùn)動中速度不斷增大，接著它的速度又慢慢減小了。于是有認(rèn)為，這是由于開始一段時間加速度大，后來加速度變小了，因此速度才減小了。此看法對否？請談一下您的看法。 【解析】速度的大小反映了物體運(yùn)動的快慢，加速度的大小反映了物體速度變化的快慢，這是兩個有本質(zhì)區(qū)別的概念，它們描述的是兩種不同的運(yùn)動現(xiàn)象。 此看法是錯誤的，物體做加速運(yùn)動或是減速運(yùn)動的根本原因在于加速度方向與運(yùn)動方向是否一致。當(dāng)二者方向相同時則做加速運(yùn)動，當(dāng)二者方向相反時時則做減速運(yùn)動，一個物體在加速運(yùn)動中加速度變小了，只說明速度增加得滿了，但速度仍然是增加的。 【例2】物體做勻加速直線運(yùn)動，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到倍 B. 物體的末速度一定比初速度大2m/s C. 物體的末速度一定比前1s內(nèi)的末速度大2m/s D. 物體的末速度一定比前1s內(nèi)的速度大2m/s 【解析】在勻加速直線運(yùn)動中，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/s2，并不表示末速度一定是初速度到倍。 在任意1s內(nèi)，物體的初速度就是前1s的末速度，而其速度相對于前1s的初速度已 經(jīng)過2s，當(dāng)a=2m/s2時，應(yīng)為4m/s，正確選項(xiàng)為B、C。 【例3】計算下列物體的加速度 ⑴ 一輛汽車從車站出發(fā)做勻加速運(yùn)動，經(jīng)10s速度達(dá)到108km/h。 ⑵ 在高速公路上汽車做勻加速運(yùn)動，經(jīng)3min速度從54km/h提高到144km/h。 ⑶ 沿光滑水平地面以12m/s運(yùn)動的小球，撞墻后以原速度大小反彈，與墻壁接觸時間為0.2s。 【解析】由題中已知條件，統(tǒng)一單位、規(guī)定以正方向后，根據(jù)加速度公式，即可算出加速度。規(guī)定以加速度方向?yàn)檎较?，則 ⑴ 汽車初速度為v0=0，汽車末速度為vt=108km/h=30m/s，所用時間t=10s 由加速度定義式得： m/s2=3 m/s2 ⑵ 汽車初速度為v0=54km/h=15m/s，汽車末速度為vt=144km/h=40m/s，所用時間t=3min=180s 由加速度定義得：m/s2=0.14 m/s2 ⑶ 小球初速度為v0=12m/s，小球末速度為vt=-12m/s， 由加速度定義得： m/s2=-120 m/s2（負(fù)號僅代表加速度方向與正方向相反。）在運(yùn)動學(xué)中，解題時應(yīng)盡量取初速度為方向。并且嚴(yán)格按照公式的定義代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 111