【学习重点】 1、知道加速度的物理含义
2、理解加速度的定义,会用公式进行计算
3、知道加速度的单位及其矢量性
4、知道匀变速直线运动的特点
5、会从v-t图像上看加速度
【知识要点】
一、变速直线运动 我们日常看到的直线运动,往往不是匀速的,例如飞机起飞时运动得越来越快,在相等时间里的位移是不相等的。物体在一条直线上运动,如果在相等时间里的位移不相等,这种运动就叫做变速直线运动。
二、速度的改变量Δv 1)定义: 设t=0时刻物体的速度为v0,t时刻物体的速度为vt,我们定义Δv=vt-v0为速度的改变量。速度的改变量即两个时刻速度的矢量差。
2)求法: 由于vt与v0是矢量,所以Δv也是矢量。其运算与由矢量运算的法则确定。
物体沿直线运动时,可以规定一个方向为正方向,则相反的方向为负方向,这样就可以用“+”、“-”号来表示速度的方向,从而将矢量运算简化为标量运算。
例1:一个物体沿东西方向运动,t=0时的速度为4m/s,方向向东,t=2s时速度为8m/s方向向东;t=4s时速度为2m/s,方向向东,求:前2s内和后2s内的速度变化量。
分析: 取向东方向为正方向,则t=0时的速度v0=4m/s,t=2s时的速度v2=8m/s,t=4s时的速度v4=2m/s 前2s内速度的变化量Δv1=v2-v1=8-4=4m/s 后2s内速度的变化量Δv2=v4-v2=2-8=-6m/s Δv1为4m/s,表示速度的量方向向东,大小为4m/s; Δv2为-6m/s,表示速度的增量方向向西,大小为6m/s。
二、加速度 不同的物体速度变化的快慢往往是不同的。比较下列两种运动,哪种运动速度改变快?
运动物体 |
速度改变量 |
所用时间 |
单位时间内速度改变量 |
铅球 |
17m/s |
0.2s |
85m/s |
汽车 |
20m/s |
4s |
5m/s |
炮弹 |
250m/s |
0.005s |
5×104m/s | 取定同一标准,如在单位时间里,速度改变量越大,则表示物体速度变化越快。显然,炮弹的速度变化最快。我们已经用速度这个物理量来描述物体运动的快慢。同样为了描述速度变化的快慢,我们引入加速度这个物理量。
1、物理意义: 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
2、定义: 加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
3、公式: ,其中a表示加速度,v0表示物体在开始时刻的速度(初速度), vt表示经过一段时间t末了时刻的速度(末速度)。
注意: 求加速度时,必须是末速度减去初速度。
4、国际单位: 米/秒2,符号为m/s2,读做“米每二次方秒”
5、方向: 加速度是矢量,其方向始终与速度的改变量Δv的方向相同。
在直线运动中,加速度的方向可以用“+”、“-”来表示,如果规定初速度的方向为正方向,则加速度为“+”时,表示加速度方向与初速度方向相同,末速度大于初速度,运动物体速度随时间不断增加;加速度方向为“-”时,表示加速度方向与初速度方向相反,末速度小于初速度,运动物体速度随时间不断减小。
6、加速度方向和运动的关系: ①当a与v0方向相同时,v随时间增大而增大,物体做加速运动; ②当a与v0方向相反时,v随时间增大而减小,物体做减速运动; ③当a=0时,速度随时间不发生变化,物体做匀速直线运动;
注意: 物体运动速度是增大还是减小只与加速度与初速度的方向有关,而与加速度的大小变化无关。例如物体的加速度方向与初速度方向相同时,即使加速度是变小的,物体的速度仍然是增加的。
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