高一物理怎樣描述運動的快慢3.ppt

,1.4 怎樣描述速度變化的快慢,1加速度 (1)物理意義：為描述物體運動速度 而引入的物理量 (2)定義：加速度是 與發(fā)生這一變化所用時間的 .表達(dá)式為 . (3)在國際單位制中，加速度的單位是 ，符號是 . (4)加速度是矢量加速度的方向與 的方向相同直線運動中如果速度增加，加速度的方向與速度方向 .如果速度 ，加速度的方向與速度方向相反,變化的快慢,速度的變化,比值,米每二次方秒,m/s2,速度變化,相同,減小,a,2勻變速運動 (1)定義：在運動過程中， 保持不變的運動叫做勻變速運動 (2)特點： 與 保持不變 3直線運動中加速度方向與速度方向的關(guān)系 (1)由加速度的定義式看加速度方向與速度方向的關(guān)系：a 說明a的方向與 ，由于vvv0，所以在直線運動中，如果速度 ，加速度的方向就與速度的方向 ；如果速度 ，加速度方向就與速度方向 . (2)由vt圖象看加速度方向與速度方向的關(guān)系：只要 為正，說明速度增加，則加速度方向與速度方向一致；只要 為負(fù)，說明速度減小，則加速度方向與速度方向相反,加速度,加速度大小,方向,增大,v的方向相同,減小,相反,加速度,加速度,相同,4明確打點計時器的工作原理 打點計時器是一種使用交流電源的 儀器，工作電壓 以下，它每隔 打一次點(由于電源頻率是 )，因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的 ，研究紙帶上各點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況,計時,6V,0.02 s,50 Hz,位置,5實驗中需要注意的幾個問題 (1)開始釋放小車時，應(yīng)使小車 . (2)應(yīng)該先 ，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再 . (3)小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大使紙帶上打的點 ，或者加速度太小，使 . (4)選擇一條理想的紙帶(紙帶上的) ，適當(dāng)舍棄計數(shù)點密集的部分，要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s.,靠近打點計時器,接通電源,釋放小車,過疏,點太密,清晰,一、速度的變化量 難點突破 速度變化量是矢量 速度的變化量表示的是物體經(jīng)過一段時間，速度變化的大小和方向在單方向直線運動中，如果vv0，v的方向與初速度的方向相同，表示物體在加速；如果vv0，v的方向與v0方向相反，表示物體在減速如下圖甲、乙分別表示這兩種情況,如果物體經(jīng)過一段時間對應(yīng)的初、末速度不在同一直線上，它們的運算法則應(yīng)遵循矢量的運算方法，可以用一種幾何關(guān)系來表示，以后我們要討論如果物體發(fā)生的運動在同一直線上，但不是單方向的，怎么辦呢？從上圖中我們可以總結(jié)出關(guān)于同一直線上矢量的運算方法：選定一個正方向(一般情況下選初速度v0的方向為正方向)，所有的矢量都以這個正方向為準(zhǔn)，和正方向同向的為正值，方向相反的為負(fù)值，那么各量的表達(dá)式中含有了正負(fù)號，就可以直接進(jìn)行加減運算了速度的變化量v與初速度v0的大小無必然的聯(lián)系，速度大的物體，速度變化不一定大例如做勻速直線運動的物體，它的速度可以很大，但它在任意一段時間內(nèi)速度的變化量卻為零速度小的物體速度變化量不一定小例如出槍口的子彈，初速度為零，在槍膛內(nèi)經(jīng)過加速，可以達(dá)到800 m/s.速度的變化量v的方向可能與v0同向，也可能反向,二、加速度 要點梳理 (1)定義：加速度是表示速度改變快慢的物理量，它等于速度的變化量與發(fā)生這一改變所用時間的比值，用a表示加速度 (2)表達(dá)式：a ，vvtv0. vtv0表示速度的改變，式中v0表示物體開始時刻的速度(初速度)，vt表示經(jīng)過一段時間，末時刻的速度(末速度) (3)物理意義：加速度是表示速度改變快慢的物理量 (4)單位：在國際單位制中，加速度的單位是：“米每二次方秒”，符號是m/s2(或ms2)，常用的單位還有cms2(或cm/s2) (5)加速度a是矢量，其方向與v的方向相同, 疑點辨析 “對a 的理解” (1)a ，只是加速度a的定義式，不是決定式，即一個物體運動的加速度a的決定因素不是v0、vt和t，以后我們會知道，a決定于物體的質(zhì)量和它所受合外力的大小 (2)加速度不但有大小，而且有方向，是矢量，在勻變速直線運動中，加速度的方向跟速度的變化量的方向相同 (3) 叫速度的變化率， 越大，a越大,(4)速度、加速度、速度改變量的比較,三、對勻變速直線運動的理解 要點梳理 質(zhì)點做直線運動，如果加速度保持不變，質(zhì)點的運動就是勻變速直線運動加速度不變有兩層含義：加速度的大小和方向都不變?nèi)羝渲兄蛔兓膊皇莿蜃兯僦本€運動例：某一質(zhì)點向東運動時加速度大小是1 m/s2，方向向西，返回時加速度大小仍是1 m/s2方向向東，這個運動的加速度大小不變但方向變化了，顯然不是勻變速直線運動；如果返回時加速度方向仍然向西時就是勻變速直線運動了，雖然此時速度的方向改變因此，加速度與速度沒有必然聯(lián)系, 疑點辨析 任意相等的時間內(nèi)速度改變相等 由公式a = 可知，做勻變速直線運動的物體，經(jīng)過相等的時間間隔，速度的變化是相同的，包括大小和方向，但相等時間間隔內(nèi)的速度變化相同就不一定是勻變速直線運動了，例如：一質(zhì)點沿直線運動，第1個10 s內(nèi)它的速度變化了5 m/s，第2個10 s內(nèi)變化了5 m/s，第3個10 s內(nèi)也變化了5 m/s，能否判斷質(zhì)點做的運動一定是勻變速直線運動？大家思考一下 對于勻變速直線運動，它在任意相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量都相等，必須是任意時間內(nèi),四、利用打點計時器測量瞬時速度 重點突破 由 可知，當(dāng)t足夠短時，這個時間間隔上的平均速度就非常接近t時刻的瞬時速度而打點計時器的時間間隔是0.02 s，如果要求不是非常的精確，這就可以看成是比較小的時間間隔了，因此可以用紙帶上待測點附近的兩點間的平均速度來表示待測點的瞬時速度 用極值法研究物體的運動是物理學(xué)的一種很重要的方法，從原理上講，與待測點的時間間隔t越小，所求得的平均速度值就越接近該點的瞬時速度，但同時這兩點間的距離也會隨之變小，測量時誤差較大，因此應(yīng)具體問題具體分析,某汽車做勻變速直線運動，10 s內(nèi)速度從5 m/s增加到25 m/s，求汽車在這段運動中的加速度大小和方向，如果遇到緊急情況剎車，2 s內(nèi)速度減為零，這個過程也是勻變速的，求這個過程中加速度的大小和方向,【解析】 以初速度的方向為正方向， 有v05 m/s，vt25 m/s，t10 s， 則a m/s22 m/s2 得到a為正值，表示其方向與規(guī)定的正方向相同 對于剎車階段：v025 m/s，vt0，t2 s. 則a m/s212.5 m/s2. 即加速度的大小為12.5 m/s2，方向與規(guī)定的正方向相反 【答案】 見解析 【警示】 a 是矢量式,如下圖所示是汽車中的速度計，某同學(xué)在汽車中觀察速度計指針位置的變化開始時指針指示在圖甲所示的位置，經(jīng)過7 s后指針指示在圖乙所示的位置，若汽車做勻變速直線運動，那么它的加速度大小約為( ),A7.1 m/s2 B5.7 m/s2 C1.6 m/s2 D2.6 m/s2 【解析】 開始時觀察速度計，為初速度v120 km/h，7 s后觀察速度計時為末速度v260 km/h，由a 得a1.6 m/s2. 【答案】 C,下列說法正確的是( ) A速度越大，速度變化也就越大 B速度變化越快，速度就越大 C. 在相等的時間內(nèi)，速度變化越大，速度的變化率就越大 D速度變化越大，速度的變化率也就越大 【解析】 速度、速度變化、速度的變化率是三個完全不同的概念速度變化大時，速度并不一定大；速度的變化率等于速度的變化與發(fā)生這一變化所用時間的比值，它可以用來描述速度的變化快慢，速度變化率越大速度也就變化越快故正確答案為C. 【答案】 C 【思維提升】 速度、速度的變化和速度的變化率三者之間沒有任何因果關(guān)系，不能從一個物理量的大小而推導(dǎo)出另外兩個物理量的大小,關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法正確的是( ) A速度變化得越多，加速度就越大 B速度變化得越快，加速度就越大 C. 加速度方向保持不變，速度方向也保持不變 D加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小 【解析】 加速度是表示速度變化快慢的物理量，所以速度變化得越快，加速度就越大，所以A錯，B對；加速度方向和速度方向可以相同，也可以相反，也可能加速度方向保持不變，速度方向改變，也可能速度方向保持不變，加速度方向改變，所以C錯；若加速度大小不斷變小，但是只要加速度和速度是同向的，速度就是在增大的，所以D是錯誤的 【答案】 B,在本節(jié)的實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄小車運動的紙帶如下圖所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，各點到A點的距離依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.,(1)根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點的速度為vB_m/s.CE間的平均速度為_m/s； (2)以打B點時為計時起點，建立vt坐標(biāo)系如圖所示請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)系圖線； (3)根據(jù)圖線可得小車運動的加速度為_m/s2.,【解析】 (1)相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s 所以vB m/s0.25 m/s CE m/s0.45 m/s (2)vt圖象如下圖所示,(3)在vt圖象中，圖線的斜率表示加速度，即 a m/s21 m/s2 【答案】 (1)0.25 0.45 (2)見解析 (3)1,如右圖所示，為同一打點計 時器打出的兩條紙帶，由紙帶可知( ) A在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙 帶甲的平均速度比乙的大 B在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小 C紙帶甲的加速度比乙的大 D紙帶甲的加速度比乙的小 【解析】 在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，兩紙帶所用時間相同，但甲紙帶位移小于乙紙帶位移，故 ，選項A錯，B對相鄰計數(shù)點間所用時間相等，但乙的速度變化得更快，故a甲a乙，選項C錯，D對 【答案】 BD,下列說法正確的是( ) A加速度增大，速度一定增大 B速度變化量v越大，加速度就越大 C物體有加速度，速度就增加 D物體速度很大，加速度可能為零 【指點迷津】 加速度大小等于而不是等于 ，所以v越大(時間t可能越長)加速度不一定大，加速度越大說明速度變化越快，當(dāng)速度與加速度同向時速度增加，反向時速度減小 【答案】 D,關(guān)于下圖中對應(yīng)物理量的變化說法正確的是( ),A甲、乙兩圖都描述物體做勻速直線運動 B甲、乙兩圖描述的物體離出發(fā)點的最大位移都為5 m C甲圖中物體做單方向直線運動，乙物體運動2 s后運動方向改變 D甲圖中物體運動的最大位移為10 m，乙圖中運動的最大位移為5 m,【指點迷津】 分析圖象問題時，首先看清圖象所描述的物理情境，然后利用不同圖象的不同規(guī)律求解例：甲圖為vt圖象，在t軸上方速度方向不變，而乙圖為st圖象，在t軸上方位移方向不變，請同學(xué)們學(xué)會辨別 【答案】 CD,利用圖象描述運動的技巧 (1)各物理量間的函數(shù)關(guān)系用圖象表示時，圖線不是軌跡 (2)兩種圖象st及vt的斜率分別表示速度、加速度，坐標(biāo)、截距、交點在兩種圖象中所表示的量的物理意義不同 (3)在vt圖象中，圖線與橫軸夾的面積表示位移,在實驗中得到小車做直線運動 的s-t關(guān)系如圖所示 (1)由圖可以確定，小車在AC段和DE段 的運動分別為( ) AAC段是勻加速運動；DE段是勻速運動 BAC段是加速運動；DE段是勻加速運動 CAC段是加速運動；DE段是勻速運動 DAC段是勻加速運動；DE段是勻加速運動 (2)在與AB、AC、AD對應(yīng)的平均速度中，最接近小車在A點瞬時速度的是_段中的平均速度,【解析】 (1)由st圖象判斷小車的運動情況時，如果圖象是一條傾斜的直線，則小車做勻速直線運動；如果圖象是拋物線的一部分，則小車做變速直線運動對一般的曲線，應(yīng)根據(jù)曲線上點的切線斜率的變化判斷小車的速度變化(2)B點更靠近A點，所以AB段的平均速度更接近小車在A點的瞬時速度 【答案】 (1)C (2)AB,1物體A的加速度為3 m/s2，物體B的加速度為5 m/s2，下列說法中，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的速度一定在減小 【答案】 B,2.如右圖所示，實線為兩個在同一直線上運動的物體a和b的速度-時間圖象，由圖可以知道( ) A兩物體的速度方向相反，加速度方向也相 反，a的加速度小于b的加速度 B兩物體的速度方向相反，加速度方向也相 反，a的加速度大于b的加速度 C兩物體的速度方向相同，加速度方向相反， a的加速度大于b的加速度 D兩物體的速度方向相同，加速度方向相同，a的加速度大于b的加速度 【解析】 由于a、b都在第一象限，物體的速度方向均為正，即兩物體速度的方向相同；由于圖線的斜率等于加速度，兩圖線的斜率有正有負(fù)，即表示兩物體的加速度的方向相反，兩直線的斜率的絕對值a大于b，即a的加速度大于b的加速度，故C正確，A、B、D均錯 【答案】 C,3物體做勻加速直線運動中，已知加速度為2 m/s2，那么在任意1 s 內(nèi)( ) A物體的末速度一定等于初速度的2倍 B物體的末速度一定比初速度大2 m/s C物體的初速度一定比前1 s內(nèi)的末速度大2 m/s D物體的末速度一定比前1 s內(nèi)的初速度大2 m/s 【解析】 根據(jù)加速度的定義式