14速度和加速度 教案

1、適用學(xué)科高中物理適用年級(jí)高一適用區(qū)域滬科版區(qū)域課時(shí)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）2課時(shí)知識(shí)點(diǎn)1、加速度的概念2、v、vtv0、(vtv0)/t的區(qū)別3、加速度的矢量性4、速度與加速度的關(guān)系。5、加速度對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響6、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解教學(xué)目標(biāo)1.掌握加速度的概念，能說出v、vtv0、(vtv0)/t的區(qū)別，2.認(rèn)識(shí)加速度的矢量性.及與速度方向的關(guān)系3.能根據(jù)速度和加速度的方向關(guān)系判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況4.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解教學(xué)重點(diǎn)加速度方向與速度方向的關(guān)系，根據(jù)速度和加速度的方向關(guān)系判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況教學(xué)難點(diǎn)加速度的矢量性及對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響教學(xué)過程一、導(dǎo)入本講是是第一章運(yùn)動(dòng)描述中的重要組成重要組成部分。為了

2、描述物體的運(yùn)動(dòng)，上兩節(jié)課我們已經(jīng)復(fù)習(xí)了幾個(gè)概念，分別是質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系、時(shí)間、時(shí)刻、位移和路程，位移描述的是物體位置的變化。本次課我們來學(xué)習(xí)速度和加速度的概念，運(yùn)動(dòng)物體速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，而且速度增加大的不一定就增加的快。速度的方向，速度與速率的區(qū)別以及正確使用平均速度和瞬時(shí)速度的概念，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。二、知識(shí)講解（一）考點(diǎn)解讀1速度、速度變化量和加速度的對(duì)比比較項(xiàng)目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢描述物體速度的變化描述物體速度變化快慢定義式vvvv0a方向物體運(yùn)動(dòng)的方向與a的方向相同，二者之間不存在決定和被決定關(guān)系與v的方向一致，由F的方向決定，而與v0

3、、v方向無關(guān)2a是加速度的定義式，加速度的決定式是a，即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定，加速度的方向由合力的方向決定。3重點(diǎn)歸納1.對(duì)速度與加速度關(guān)系的三點(diǎn)提醒（1）速度的大小與加速度的大小沒有必然聯(lián)系（2）速度變化量與加速度沒有必然的聯(lián)系，速度變化量的大小由加速度和速度變化的時(shí)間決定（3）速度增大或減小是由速度與加速度的方向關(guān)系決定的2.判斷直線運(yùn)動(dòng)中“加速”或“減速”情況物體做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系，而不是看加速度的變化情況加速度的大小只反映速度變化（增加或減?。┑目炻ǘ┛键c(diǎn)詳析考點(diǎn)1 速度1）定義：速度 v 等于物體運(yùn)動(dòng)的位移

4、 x 跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間 t 的比值2）公式：v =x/t3）物理意義：速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量4）單位：m/s（ms-1）或km/h5）速度是矢量，大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)位移的大小，它的方向跟運(yùn)動(dòng)的方向相同考點(diǎn)2 平均速度、瞬時(shí)速度和瞬時(shí)速率、平均速率平均速度1）定義：做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的位移 x 跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間 t 的比值，叫做平均速度2）公式： v =x/t3）平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向與一段時(shí)間 t 內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同瞬時(shí)速度和瞬時(shí)速率1）運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫瞬時(shí)速度；瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，有時(shí)簡(jiǎn)稱速率2）瞬時(shí)速度的物

5、理意義：精確描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量3）對(duì)瞬時(shí)速度要明確以下五點(diǎn)：瞬時(shí)速度常稱為速度方向性：速度與速率不同，速率只反映質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢，而速度卻反映質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢和方向瞬時(shí)性：速度具有瞬時(shí)性，一般所提到的速度都是指瞬時(shí)速度，它反映物體在某時(shí)刻（或某位置）運(yùn)動(dòng)的快慢和方向在 x- t 圖象中，某時(shí)刻的速度等于此時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的圖線的斜率平均速率1）平均速率不是平均速度的大小，等于物體運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的比值?？键c(diǎn)3 加速度2）平均速率大于或等于平均速度的大小，當(dāng)物體做單方向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)兩者相等。1）物理意義：描述物體速度變化快慢的物理量2）定義：加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值，

6、通常用 a 代表3）公式：4）單位：米每二次方秒（）5）加速度是矢量，既有大小又有方向。在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，加速度的方向跟速度的改變量的方向相同在直線運(yùn)動(dòng)中，如果速度增加，加速度的方向與速度的方向相同；如果速度減小，加速度的方向與速度方向相反考點(diǎn)4 加速度與速度、速度變化量的關(guān)系 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，加速度可以不為零三 、例題精析例題1關(guān)于速度和加速度，下列說法中正確的是（）A. 物體的速度越大，加速度一定越大B. 物體的速度變化越大，加速度一定越大C. 物體的速度變化越快，加速度一定越大D

7、. 物體的加速度為零，速度一定為零【答案】C【解析】物體的速度越大，加速度不一定越大，例如高速飛行的子彈的加速度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 根據(jù) 可知，物體的速度變化越大，加速度不一定越大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，物體的速度變化越快，加速度一定越大，選項(xiàng)C正確； 物體的加速度為零，速度不一定為零，例如做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.例題2關(guān)于加速度的概念，下列說法正確的是（）A. 加速度就是增加出來的速度B. 加速度的大小反映了速度變化的大小C. 加速度的大小反映了速度變化的快慢D. 物體有加速度，速度一定增大【答案】C【解析】A、根據(jù)加速度的定義式得加速度就是速度對(duì)時(shí)間的變化率，故A錯(cuò)誤；B

8、、加速度反映了速度變化的快慢，故B錯(cuò)誤，C正確；D、物體有加速度，如果加速度方向與速度方向相反，速度減小，故D錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】把握加速度的定義式中各個(gè)物理量的含義以及各個(gè)物理量之間的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵，是正確理解加速度的定義的基礎(chǔ)。例題3如圖所示，一小鋼球在光滑水平桌面上沿AB直線運(yùn)動(dòng)，C處有一小球門，BC垂直于AB.現(xiàn)用同一根細(xì)管分別沿甲、乙、丙三個(gè)方向?qū)?zhǔn)B處吹氣，可將鋼球吹進(jìn)球門的是()A. 甲方向B. 乙方向C. 丙方向D. 都有可能【答案】C【解析】小球若進(jìn)入球門，則速度的方向沿BC的方向，畫出小球的初速度、末速度的方向，由平行四邊形定則畫出小球速度變化的方向如圖，則：由圖可知鋼

9、球的速度變化的方向沿丙的方向，所以向右沿丙的方向吹氣，故C正確，ABD錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】小球若進(jìn)入球門，則速度的方向沿BC的方向，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的合成與分解求出速度變化的方向，然后結(jié)合牛頓第二定律即可求出。例題4改革開放以來，人們的生活水平得到了很大的改善，快捷、方便、舒適的家用汽車作為代步工具正越來越多的走進(jìn)尋常百姓家中汽車起動(dòng)的快慢和能夠達(dá)到的最大速度，是衡量汽車性能的指標(biāo)體系中的兩個(gè)重要指標(biāo)汽車在一條平直公路上，若從靜止啟動(dòng)到最大速度的時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為（）A. 2.5m/s B. 5m/sC. 4.17m/s D. 9m/s【答案】A【解析】根據(jù)題意，汽

10、車初速度v0=0，末速度vt=30m/s，030m/s內(nèi)的加速時(shí)間t=12s由加速度定義知：，故選項(xiàng)A正確。【點(diǎn)睛】 解題的關(guān)鍵是找出加速時(shí)間及對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間內(nèi)加速后的末速度大小，然后根據(jù)加速度的定義式求解即可。例題5物體通過兩個(gè)連續(xù)相等位移的平均速度分別為v1=10m/s,v2=15 m/s，則物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度是: ( ) A.13.75 m/s B.12.5 m/s C.12 m/s D.11.75 m/s【答案】C【解析】設(shè)每段位移為x，則通過第一段位移的時(shí)間為，通過第二段位移所用時(shí)間為，所以全程平均速度為，化簡(jiǎn)可得，故C正確【點(diǎn)睛】在求解平均速度的問題時(shí)，一、需要明確是哪

11、一段過程，二、需要知道該過程中所用的時(shí)間，和經(jīng)過的位移，然后根據(jù)公式計(jì)算，四 、課堂運(yùn)用基礎(chǔ)1、【題干】下列說法中正確的有: ( ) A把物體抽象為質(zhì)點(diǎn)后,物體自身的大小和質(zhì)量均可以忽略不計(jì)B當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程就是位移C時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別在于長(zhǎng)短不同,長(zhǎng)的為時(shí)間,短的為時(shí)刻D平均速度v=x/t，當(dāng)t充分小時(shí)，該式可以表示t時(shí)刻的瞬時(shí)速度【答案】D【解析】質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，A錯(cuò)誤；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于領(lǐng)銜的大小，兩者不是同一概念，不能說路程就是位移，B錯(cuò)誤；時(shí)間對(duì)應(yīng)一段過程，時(shí)刻對(duì)應(yīng)一個(gè)位置，不能以長(zhǎng)短來區(qū)分，C錯(cuò)誤；平均速度當(dāng)充分小時(shí)，該式表示t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，D正確2

12、、【題干】 加速度與速度的關(guān)系下列說法正確的是()A物體的速度變化越快，加速度就越大B物體有加速度，速度就增加C物體的速度變化量v越大，加速度就越大D物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于零，則物體一定靜止【答案】A【解析】由a可知，速度變化越快，加速度就越大，而v越大，加速度不一定越大，故A正確、C錯(cuò)誤。物體有加速度，速度可能減小，故B錯(cuò)誤。加速度等于零，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。3、【題干】甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，取物體的初速度方向?yàn)檎?，甲的加速度恒? m/s2，乙的加速度恒為3 m/s2，則下列說法中正確的是()A兩物體都做加速直線運(yùn)動(dòng)，乙的速度變化快B甲做加速直線運(yùn)動(dòng)，它

13、的速度變化快C乙做減速直線運(yùn)動(dòng)，它的速度變化率大D甲的加速度比乙的加速度大【答案】C【解析】加速度的正負(fù)代表與規(guī)定的正方向相同還是相反，不代表大小，所以a乙>a甲。甲的加速度方向與初速度方向相同，做加速直線運(yùn)動(dòng)，乙的加速度與初速度方向相反，做減速直線運(yùn)動(dòng)。因a乙>a甲，所以乙的速度變化率大。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。鞏固1、若汽車的加速度方向與速度方向一致，當(dāng)加速度減小時(shí)，則 ( ) A汽車的速度也減小 B汽車的速度保持不變C當(dāng)加速度減小到零時(shí)，汽車靜止 D當(dāng)加速度減小到零時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大【答案】D【解析】汽車的加速度方向與速度方向一致，無論加速度是增大、不變、還是減小，汽車

14、均做加速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；汽車的加速度減小，汽車的速度增加由快變慢，但速度仍在增加，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，汽車速度達(dá)到最大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)正確。 2、【題干】如圖是火箭點(diǎn)火升空瞬間的照片，關(guān)于這一瞬間火箭的速度和加速度的判斷，下列說法正確的是()A.火箭的速度很小，但加速度可能較大B.火箭的速度很大，加速度可能也很大C.火箭的速度很小，所以加速度也很小D.火箭的速度很大，但加速度一定很小【答案】A【解析】火箭點(diǎn)火瞬間，速度幾乎為零，速度很小，而加速度是由火箭得到的反沖力產(chǎn)生的，而反沖力很大，故加速度可能很大。3、【題干】(多選)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

15、正確的是()A.v0>0，a<0，物體做加速運(yùn)動(dòng)B.v0<0，a<0，物體做加速運(yùn)動(dòng)C.v0<0，a>0，物體做減速運(yùn)動(dòng)D.v0>0，a>0，物體做加速運(yùn)動(dòng)【答案】BCD【解析】物體加速還是減速與a的正負(fù)或v的正負(fù)無關(guān)，只取決于a與v同向還是反向，a與v同向，物體加速，a與v反向，物體減速。故B、C、D正確。拔高1、【2019·全國新課標(biāo)卷】一質(zhì)點(diǎn)做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間間隔t內(nèi)位移為s，動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點(diǎn)的加速度為： （ ）ABCD【答案】A【解析】設(shè)初速度為，末速度為，根據(jù)題意可得，解得，根據(jù)，可得，解得，代入

16、可得，故A正確。2、【題干】用如圖所示的裝置可以近似測(cè)出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時(shí)速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4.0 mm，遮光條經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為0.040 s，則滑塊經(jīng)過光電門位置時(shí)的速度大小為()A 0.10 m/s B100 m/sC.4.0 m/s D0.40 m/s【答案】A【解析】遮光條經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間很短，所以可以把遮光條經(jīng)過光電門的平均速度當(dāng)作滑塊經(jīng)過光電門位置時(shí)的瞬時(shí)速度，即v m/s0.10 m/s，A正確。3、【題干】根據(jù)速度定義式v，當(dāng)t極短時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，由此可知，當(dāng)t極短時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)加速度。上面用到的物理方法分

17、別是()A.控制變量法微元法 B假設(shè)法等效法C.微元法類比法 D極限法類比法【答案】D【解析】在求瞬時(shí)速度v時(shí)，取t極短，趨近于零，所以是極限法，在a中和v相比較得到瞬時(shí)加速度是類比法。課堂小結(jié)今天這節(jié)課我們學(xué)了瞬時(shí)速度、速度與速率及平均速度的一般公式， 要重點(diǎn)理解速度的概念，知道速度的方向即物體運(yùn)動(dòng)的方向，能在具體問題中正確使用平均速度和瞬時(shí)速度的概念，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，同時(shí)，速度與速率的區(qū)別也是需要重點(diǎn)掌握的。加速度的定義、加速度與速度的聯(lián)系與區(qū)別，根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速度運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)。同時(shí)通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)也為我們下一節(jié)課學(xué)習(xí)做了鋪墊。總結(jié)升華對(duì)加速度大小和方向的進(jìn)一步

18、理解課后作業(yè)基礎(chǔ)1、【題干】下列幾種速度，不是瞬時(shí)速度的是: ( ) A汽車速度計(jì)指示著速度60 km/hB高速火車以260 km/h 的速度經(jīng)過“哈爾濱到長(zhǎng)春”這一路段C城市路口速度路標(biāo)上標(biāo)有“30 km/h 注意車速”字樣D足球以12 m/s 的速度射入球門【答案】B【解析】瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)的是一個(gè)瞬間或者一個(gè)位置時(shí)的速度，平均速度對(duì)應(yīng)的是一個(gè)過程或者一段時(shí)間內(nèi)的速度，汽車速度計(jì)表示瞬時(shí)速度，高速火車以260km/h的速度經(jīng)過“哈爾濱到長(zhǎng)春”這一路段表示平均速度，路口速度路標(biāo)上標(biāo)有“30km/h注意車速”字樣表示瞬時(shí)速度，足球以12m/s的速度射入球門表示瞬時(shí)速度，故選B2、【題干】以36 k

19、m/h 的速度沿平直公路行駛的汽車，遇障礙物剎車后獲得大小為a4 m/s2的加速度，剎車后第3 s內(nèi)，汽車走過的路程為()A12.5 mB2 mC10 m D0.5 m【答案】D【解析】由vat可得剎車到靜止所需時(shí)間t2.5 s，則第3 s 內(nèi)的位移，實(shí)際上就是22.5 s內(nèi)的位移，由逆向思維得xat20.5 m。故D正確。3、【題干】一個(gè)物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)的位移之比為x1x2，在走完第1 m時(shí)與走完第2 m時(shí)的速度之比為v1v2。以下說法正確的是()Ax1x213，v1v212Bx1x213，v1v21Cx1x214，v1v212Dx1x214，v1v

20、21【答案】B【解析】由xat2知第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)位移之比x1x213，由v知走完第1 m時(shí)與走完第2 m時(shí)速度之比為v1v21，故B正確。鞏固1、下列說法中正確的是:( ) A加速度越大，速度一定越大 B速度變化越快，加速度一定越大C物體的加速度不為零時(shí)，速度可能為零 D加速度是描述物體速度變化的物理量【答案】BC 【解析】加速度是描述運(yùn)動(dòng)物體速度變化快慢的物理量，即速度的變化率，加速度大，速度不一定大，甚至可能為零；加速度速度變化越快，加速度一定越大，選項(xiàng)BC正確。2、【題干】在光滑足夠長(zhǎng)的斜面上，有一物體以10 m/s初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，如果物體的加速度始終為5 m/s2，方向沿

21、斜面向下。那么經(jīng)過3 s時(shí)的速度大小和方向是()A25 m/s，沿斜面向上 B5 m/s，沿斜面向下C5 m/s，沿斜面向上 D25 m/s，沿斜面向下【答案】B【解析】由vv0at得v10 m/s15 m/s5 m/s，負(fù)號(hào)代表方向沿斜面向下，故B正確。3、【題干】汽車以20 m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時(shí)的加速度大小為5 m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始，2 s與5 s時(shí)汽車的位移之比為()A.54B45C.34 D43【答案】C【解析】剎車后到停止所用時(shí)間t s4 s，經(jīng)2秒位移x1v0tat220×2 m×5×22 m30 m，5 s的位移即4秒內(nèi)

22、的位移x2 m40 m，故而，選項(xiàng)C正確。拔高1、（10分） 為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為L(zhǎng)3.0 cm的遮光板，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為t10.30 s，通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為t20.10 s，遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間間隔為t3.0 s試估算：(1)滑塊的加速度多大(保留兩位有效數(shù)字)?(2)兩個(gè)光電門之間的距離是多少？【答案】(1)0.067 m/s2(2)0.6 m【解析】 (1)遮光板通過第一個(gè)光電門的速度v1 m/s0.10 m/s遮光板通過第二個(gè)光電門的速

23、度v2 m/s0.30 m/s故滑塊的加速度a0.067 m/s2(2)兩個(gè)光電門之間的距離xt0.6 m2、【題干】據(jù)報(bào)道，一兒童玩耍時(shí)不慎從45 m高的陽臺(tái)上無初速度掉下，在他剛掉下時(shí)恰被樓下一社區(qū)管理人員發(fā)現(xiàn)，該人員迅速由靜止沖向兒童下落處的正下方樓底，準(zhǔn)備接住兒童。已知管理人員到樓底的距離為18 m，為確保能穩(wěn)妥安全地接住兒童，管理人員將盡力節(jié)約時(shí)間，但又必須保證接住兒童時(shí)沒有水平方向的沖擊。不計(jì)空氣阻力，將兒童和管理人員都看作質(zhì)點(diǎn)，設(shè)管理人員奔跑過程中只做勻速或勻變速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2。(1)管理人員至少用多大的平均速度跑到樓底？(2)若管理人員在奔跑過程中做勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，且最大速度不超過9 m/s，求管理人員奔跑時(shí)加速度的大小需滿足什么條件？【答案】(1)6 m/s(2)a9 m/s2【解析】(1)兒童下落過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：hgt管理人員奔跑的時(shí)間tt0，對(duì)管理人員運(yùn)動(dòng)過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：xt，聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得：6 m/s(2