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加速度是运动学中的一个重要的基本物理量,较为抽象,而且又是联系运动和力的纽带与桥梁。因此,正确理解加速度概念的含义,弄清应用时的疑难问题,对于学习运动学知识尤为重要。下面结合例子进行讨论。
一、正确理解加速度的含义
加速度是描述速度变化快慢的物理量,定义式为速度的变化量和所用时间的比值,即a=△v/t。加速度是矢量,它不仅有大小,也有方向。加速度的方向与速度变化的方向相同。在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反。所以,也可以用加速度的正、负号表示其方向。即:物体做加速A线运动时,v>v0,△v为正值,a>0,a与v0方向一致。物体做减速直线运动时,v0,△v为负值,a<0,a与v0方向相反。
例1 下列关于加速度的描述中,正确的是()。
A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化
B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
C.速度方向为负,加速度方向为正,物体做减速运动
D.速度变化越来越快,加速度越来越小
分析与解:根据定义式a=△v/t,通常所说速度变化与所用时问的比值、速度的变化率、速度变化的快慢都是指加速度的意思,故A对,D错。根据加速度与速度的方向关系可知,B错,C对。
点拨:加速度是表示速度改变快慢的物理量,其数值越大,表示速度改变越快。加速度方向与速度方向相同时做加速运动,相反时做减速运动。
二、理解速度和加速度的区别
加速度和速度具有不同的含义:加速度描述的是速度变化的快慢,速度描述的是运动的快慢。加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用的时间共同决定,而与速度本身以及速度变化多少无必然联系。速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大;速度变化量大,加速度不一定大。加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
例2 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是()。
A.物体运动的速度改变量大,它的加速度一定大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,也可以为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
分析与解:速度、速度改变量和加速度之间有联系,但不是必然关系。所以,速度改变量很大,加速度不一定很大。速度很大,加速度可以很小,也可以为零。速度为零,其加速度可能不为零。加述度很大,速度不一定很大。故选项B正确。
点拨:加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。但是,速度发生变化.无论速度多小,都有加速度;速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;速度变化快,物体的加速度就大,无论此时速度是大、是小或是零。
三、理解速度、速度变化量和速度变化率的区别
速度、速度变化量和速度变化率的区别体现住加速度的定义式a=△v/t=(v2-v1)/t可以看出物体的速度变化大,物体加速度不一定大。物体的速度大时,加速度可能为0。物体的加速度减小,而速度可能增加。
例3 关于质点的运动,下列说法中正确的是()。
A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零
B.质点速度变化率越大,则加速度越大
C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零
D.加速度的方向就是质点运动的方向
分析与解:根据速度、速度变化量和速度变化率的关系,可知选项B正确。
点拨:速度大小反映了运动的快慢,速度改变量大小反映了两个不同时刻速度的变化,加速度大小反映了运动变化快慢的程度。三者之间通过a=△v/t=(v2-v1)/t联系起来。
四、从速度图像看加速度
从公式a=△v/t可以求出a的大小和方向,从速度图像上也可以知道物体的加速度。由v=v0+at可知,反映在v-t图上,图像的斜率在数值上等于加速度。直线越倾斜,加速度越大。
例4 一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地。汽车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止。其速度一时间图像如图1所示,那么在O~t0和t0~3t0两段时间内()。
A.加速度大小之比为3:1
B.位移大小之比为1:3
C.平均速度大小之比为2:l
D.平均速度大小之比为1:1
分析与解:速度图像的斜率表示加速度的大小,因此,a1=v0/t0,a2=v0/2t0,加速度大小之比为2:1。速度图像与时间轴所围成的面积表示位移,即x1=1/2v0t0,x2=v0t0,位移大小之比为1:2。平均速度v1=x1/t0=1/2v0,v2=x2/2t0=1/2v0,大小之比为1:1。故选项D正确。
点拔:速度图像反映了物体运动随时间变化的规律。其中,图像斜率表示加速度的大小,截距表示初速度的大小,速度图像与时间轴围成的面积表示位移的大小。
跟踪练习:1.雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是()。
A.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
C.速度一直保持不变
D.速度的变化率越来越大
2.某物体做直线运动的v-t图像如图2所示。根据图像提供的信息可知,该物体()。
A.在0~4s内与4~6s内的平均速度相等
B.在0~4s内的加速度大于7~8s内的加速度
C.在第4s末离起始点最远
D.在第6s末离起始点最远
答案:1.B 2.D
一、正确理解加速度的含义
加速度是描述速度变化快慢的物理量,定义式为速度的变化量和所用时间的比值,即a=△v/t。加速度是矢量,它不仅有大小,也有方向。加速度的方向与速度变化的方向相同。在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反。所以,也可以用加速度的正、负号表示其方向。即:物体做加速A线运动时,v>v0,△v为正值,a>0,a与v0方向一致。物体做减速直线运动时,v
例1 下列关于加速度的描述中,正确的是()。
A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化
B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
C.速度方向为负,加速度方向为正,物体做减速运动
D.速度变化越来越快,加速度越来越小
分析与解:根据定义式a=△v/t,通常所说速度变化与所用时问的比值、速度的变化率、速度变化的快慢都是指加速度的意思,故A对,D错。根据加速度与速度的方向关系可知,B错,C对。
点拨:加速度是表示速度改变快慢的物理量,其数值越大,表示速度改变越快。加速度方向与速度方向相同时做加速运动,相反时做减速运动。
二、理解速度和加速度的区别
加速度和速度具有不同的含义:加速度描述的是速度变化的快慢,速度描述的是运动的快慢。加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用的时间共同决定,而与速度本身以及速度变化多少无必然联系。速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大;速度变化量大,加速度不一定大。加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
例2 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是()。
A.物体运动的速度改变量大,它的加速度一定大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,也可以为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
分析与解:速度、速度改变量和加速度之间有联系,但不是必然关系。所以,速度改变量很大,加速度不一定很大。速度很大,加速度可以很小,也可以为零。速度为零,其加速度可能不为零。加述度很大,速度不一定很大。故选项B正确。
点拨:加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。但是,速度发生变化.无论速度多小,都有加速度;速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;速度变化快,物体的加速度就大,无论此时速度是大、是小或是零。
三、理解速度、速度变化量和速度变化率的区别
速度、速度变化量和速度变化率的区别体现住加速度的定义式a=△v/t=(v2-v1)/t可以看出物体的速度变化大,物体加速度不一定大。物体的速度大时,加速度可能为0。物体的加速度减小,而速度可能增加。
例3 关于质点的运动,下列说法中正确的是()。
A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零
B.质点速度变化率越大,则加速度越大
C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零
D.加速度的方向就是质点运动的方向
分析与解:根据速度、速度变化量和速度变化率的关系,可知选项B正确。
点拨:速度大小反映了运动的快慢,速度改变量大小反映了两个不同时刻速度的变化,加速度大小反映了运动变化快慢的程度。三者之间通过a=△v/t=(v2-v1)/t联系起来。
四、从速度图像看加速度
从公式a=△v/t可以求出a的大小和方向,从速度图像上也可以知道物体的加速度。由v=v0+at可知,反映在v-t图上,图像的斜率在数值上等于加速度。直线越倾斜,加速度越大。
例4 一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地。汽车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止。其速度一时间图像如图1所示,那么在O~t0和t0~3t0两段时间内()。
A.加速度大小之比为3:1
B.位移大小之比为1:3
C.平均速度大小之比为2:l
D.平均速度大小之比为1:1
分析与解:速度图像的斜率表示加速度的大小,因此,a1=v0/t0,a2=v0/2t0,加速度大小之比为2:1。速度图像与时间轴所围成的面积表示位移,即x1=1/2v0t0,x2=v0t0,位移大小之比为1:2。平均速度v1=x1/t0=1/2v0,v2=x2/2t0=1/2v0,大小之比为1:1。故选项D正确。
点拔:速度图像反映了物体运动随时间变化的规律。其中,图像斜率表示加速度的大小,截距表示初速度的大小,速度图像与时间轴围成的面积表示位移的大小。
跟踪练习:1.雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是()。
A.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
C.速度一直保持不变
D.速度的变化率越来越大
2.某物体做直线运动的v-t图像如图2所示。根据图像提供的信息可知,该物体()。
A.在0~4s内与4~6s内的平均速度相等
B.在0~4s内的加速度大于7~8s内的加速度
C.在第4s末离起始点最远
D.在第6s末离起始点最远
答案:1.B 2.D