高中新教材物理人教版必修第一册学案-1.4-速度变化快慢的描述-加速度-含解析.docx

4．速度变化快慢的描述——加速度核 心 素 养物理观念(1)理解加速度的概念，知道加速度的定义式、方向和单位．(2)理解加速度的矢量性，会根据速度变化的方向判断加速度的方向并结合速度的方向判断运动性质．科学思维(1)体会用物理量之比定义新物理量的方法．(2)理解a、v、Δv和ΔvΔt之间的区别与联系．会应用a＝ΔvΔt计算有关问题．(3)能用v － t图像分析、计算加速度．(4)通过运用v － t图像的运用，体会数学方法在物理研究中的应用及意义．科学态度与责任通过生活中有关加速度的利用和危害防止实例，体会物理与生活实际的紧密联系，激发物理学习兴趣．必备知识·自主学习——突出基础性　素养夯基一、加速度1．定义物理学中把速度的变化量与发生这一变化所用时间之比，叫作加速度(acceleration)．通常用a表示．2．表达式a＝________(比值定义法)．3．单位在国际单位制中，加速度的单位是________，符号是________或________．4．物理意义：表示________的快慢．二、加速度的方向1．加速度的方向：(1)加速度是________，不仅有大小，也有方向．(2)加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向________，与初速度v的方向________．2．加速度与初速度的方向关系：(1)在直线运动中，速度增加时，加速度的方向与初速度的方向________．(如图甲)(2)在直线运动中，速度减小时，加速度的方向与初速度的方向________．(如图乙)加速度方向与速度方向的关系示意图三、从v － t图像看加速度1．v － t图像反映了物体的________随时间的变化规律．2．定性比较加速度的大小在同一坐标系中，根据不同物体的v － t图线的倾斜程度可以比较它们的加速度大小，如右图所示，a的加速度大于b的加速度．3．定量计算物体的加速度(1)在v － t图线上任取两点(t1，v1)、(t2，v2)，根据a＝ΔvΔt(即图线的斜率)可确定加速度．(2)ΔvΔt的正、负表示加速度的方向，ΔvΔt的绝对值表示加速度的大小．总结·图汇要点　[点睛]　速度的变化速度是矢量，有大小有方向，不管是速度的大小变化了，还是方向变化了，我们都说速度发生了改变．人在自由下落时，速度大小发生变化，如图甲所示；在旋转的空中飞椅上的人，速度方向时刻在变化，如图乙所示．[导学]　小轿车比大卡车启动得“快”，飞机在万米高空飞行得很“快”，这两个“快”的含义不相同．第一个“快”是指速度变化相同的情况下，小轿车用时少即小轿车的速度变化得快；第二个“快”是指飞机飞行的速度很大．[理解]　t1、t3时刻表示加速度方向发生改变，t2、t4时刻表示速度方向发生改变．[拓展1]　百米赛跑的运动员起跑瞬间，速度为0，但速度变化得快，速度的变化率不为0.[拓展2]　中国高铁已成为一张有分量的“中国名片”，那么高铁为什么比传统列车的速度快？(1)消除了钢轨连接口．普通铁路的钢轨，一定长度就有个接口，火车行驶总是离不开“哐当哐当”的声音，不能平稳前进．高铁修路时按照季节，在钢轨热胀冷缩，伸得最长的时候，把一根根的钢轨焊接起来，这样钢轨就不会伸得更长，到了冬天冷缩的时候，就凭着钢材本身的抗拉强度，保持不变形．这样就消除了钢轨上的接口，使车轮平稳地滚动．(2)使用动车组．传统的列车开动，火车头先开动起来，然后拖动列车．而对高铁，动车组有牵引电机的不只是火车头，几乎每节车厢都有电动机，几乎每个车轮都有动力驱动．所有车轮一致地运转，团结力量大，列车就跑快了．【思考辨析】(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量．(　　)(2)“复兴号”动车行驶得很“快”，此“快”指的是加速度．(　　)(3)C919客机能在10 000 m高空飞行得很“快”，此“快”指的是速度．(　　)(4)运用ABS新技术，汽车能很“快”停下来，此“快”指的是加速度．(　　)(5)物体A的加速度为2 m/s2，物体B的加速度为－3 m/s2，则A的加速度小于B的加速度．(　　)(6)物体的速度变化量越大，加速度越大．(　　)(7)物体A的加速度为2 m/s2，则物体的速度逐渐增大．(　　)(8)在同一v － t图像中，图线倾斜程度越大，对应图像的物体的加速度就越大．(　　)关键能力·合作探究——突出综合性　素养形成探究点一　加速度问题探究图中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动，其运动的速度在发生变化，但速度变化的快慢不同．(1)万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度变化大？谁的速度变化快？(2)列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度，所用时间不同，谁的速度变化快？(3)甲、乙、丙、丁四种情形中，加速度的大小各为多少？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　归纳总结1.加速度大小与方向的含义(1)加速度的大小表示物体速度变化的快慢，可以是增大得快慢，也可以是减小得快慢．(2)加速度的方向表示物体的速度是增大还是减小，加速度与速度同向时，速度增大，反向时速度减小．(3)比较矢量间大小关系时，仅比较其绝对值大小．矢量的最小值为0.2．对公式a＝v-v0t的理解(1)在公式a＝v-v0t中，a、v0、v都是矢量，分析求解时，首先要规定某一方向为正方向，一般规定v0的方向为正方向，然后确定其他物理量的方向，若与规定的正方向相同则为正值，若与规定的正方向相反则为负值，切勿盲目套用公式．(2)a＝ΔvΔt是加速度的定义式，而不是决定式，即物体加速度的决定因素不是Δv、Δt，而是后边要学习的物体所受的合力和物体的质量．不能说a与Δv成正比，与Δt成反比．典例示范题型1　对加速度的理解例1　(多选)由加速度的定义式a＝ΔvΔt可知(　　)A．a与Δv成正比，与Δt成反比B．物体的加速度大小可根据Δv与Δt的比值来计算C．a的方向与Δv的方向相同，与v的方向无关D．ΔvΔt叫速度的变化率，就是加速度题型2　加速度的简单计算例2　求下列物体的加速度：(1)一辆汽车以72 km/h的速度匀速运动，紧急刹车后经2 s停下来；(2)沿光滑水平地面以10 m/s的速度运动的小球，撞墙后以8 m/s的速度反弹，与墙壁接触时间为0.1 s．应用a＝ΔvΔt计算加速度的步骤(1)规定正方向，一般选取初速度方向为正方向；(2)根据题意，求出初速度v0和末速度vt，利用Δv＝vt－v0求出Δv；(3)找出速度改变Δv所用的时间Δt；(4)由a＝ΔvΔt计算加速度，并对a的方向进行说明．素养训练1　(多选)下列关于物体加速度的说法中正确的是(　　)A．加速度等于增加的速度B．加速度表示速度变化的快慢C．加速度为正值时，物体速度的大小一定随时间而增大，物体做加速运动D．加速度等于速度的变化量和所用时间之比素养训练2　如图所示，小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长)，2 s末速度大小变为1 m/s，求这段时间内小球的加速度．探究点二　加速度与速度的关系归纳总结典例示范例3　一物体自原点开始在x轴上运动，其初速度v0<0，加速度a<0，若加速度不断减小直至为零，则(　　)A．物体的速度不断减小，位移不断减小B．物体的速度不断增大，位移不断减小C．当a＝0时，速度达到最大D．当a＝0时，速度达到最大，位移达到最大素养训练3　一运动物体的初速度v0＝－8 m/s，加速度a＝2ms2，表明(　　)A．物体的加速度方向与初速度方向相同，物体的速度在减小B．物体的加速度方向与初速度方向相同，物体的速度在增大C．物体的加速度方向与初速度方向相反，物体的速度在减小D．物体的加速度方向与初速度方向相反，物体的速度在增大素养训练4　新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来，全国人民同舟共济、众志成城，打响了一场没有硝烟的疫情阻击战．如果将“总确诊病例人数的增加”类比成运动学中的“加速”，将“总确诊病例人数的减少”类比成运动学中的“减速”，将增加和减少快慢类比成“加速度”，据此，“确诊人数增加出现减缓趋势”可以类比成运动学中的(　　)A．速度增大，加速度减小　　B．速度增大，加速度增大C．速度减小，加速度增大 D．速度减小，加速度减小探究点三　从v － t图像看加速度归纳总结1.识别v － t图像　a＝v1t1＝v2-v1t2-t1＝ΔvΔt.2．斜率的正负表示加速度的方向斜率为正，表示加速度的方向与规定的正方向相同；斜率为负，表示加速度的方向与规定的正方向相反．3．由v － t图像判断速度的变化如图所示，在整个运动过程中物体的加速度a>0.(1)在0～t0时间内，v<0，a>0，物体做减速运动；(2)在t>t0时间内，v>0，a>0，物体做加速运动．4．几种常见的v － t图像图像特点运动性质举例平行于时间轴匀速直线运动远离时间轴加速直线运动靠近时间轴减速直线运动典例示范例4　(多选)如图是物体做直线运动的v － t图像．由图可知，该物体(　　)A．第1 s内和第3 s内的运动方向相反B．第3 s内和第4 s内的加速度相同C．第1 s内和第4 s内的加速度大小相等D．3 s末速度方向和加速度方向都发生改变比较加速度大小的两种方法(1)定性比较通过速度—时间图像的斜率判断，斜率绝对值表示加速度大小，正、负号表示方向．(2)定量计算比较用加速度定义式，求解加速度进行比较．素养训练5　一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度—时间图像如图所示，由图像可知(　　)A．0～ta段火箭的加速度大于ta～tb段火箭的加速度B．在0～tb段火箭是上升的，在tb～tc段火箭是下落的C．tb时刻火箭加速度方向改变D．tc时刻火箭回到地面素养训练6　(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动的v － t图像如图所示．由图像可知两物体(　　)A．速度方向相同，加速度方向相反B．速度方向相反，加速度方向相同C．甲的加速度大于乙的加速度D．甲的加速度小于乙的加速度　学科素养培优③——物理观念、科学思维系列一、速度、速度变化量和加速度的比较项目比较速度v速度变化量Δv加速度a定义位移与所用时间的比值末速度与初速度的差值速度变化量与时间的比值表达式v＝ΔxΔtΔv＝v2－v1a＝ΔvΔt单位m/sm/sm/s2方向为物体运动的方向，与a的方向不一定相同由初、末速度决定，与a的方向相同，与v的方向不一定相同与Δv的方向相同，与v的方向不一定相同物理意义表示物体运动的快慢和方向表示物体速度变化的大小和方向表示物体速度变化的快慢和方向大小关系a与v、Δv的大小没有必然的联系，其中一个物理量越大时，其余两个物理量不一定越大典例1　(多选)关于速度、速度的变化量、加速度，下列说法正确的是(　　)A．物体加速度不为零且保持不变，速度也始终保持不变。