1.4速度变化快慢的描述—加速度 一辆小汽车在10s内，速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。虽然汽车和火车速度都从0达到100km/h，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同吗？如果不能，应该怎样描述呢？初速度(km/h)末速度(km/h)时间sA、汽车B、火车1001000010300100100速度变化 应该如何描述，它们在加速性能的特性呢？小汽车和火车的速度都在增加，或者说两者都在做变速运动，并且它们的“速度变化”相同，但所用的时间不同。这两种情形的本质区别是“速度变化的快慢”不同。看来“速度变化的快慢”是一个不同于“速度”的概念。 位置的变化位移△x=x2-x1（末位置坐标减初位置坐标）位置变化的快慢速度（矢量）（矢量）速度的变化△v=vt-vo（末速度减初速度）（矢量）速度变化的快慢加速度（矢量）在这里，我们用两个物理量（速度的变化量和时间）之比定义了一个新的物理量——加速度，它的物理意义与原来的两个物理量不同。用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。 一、加速度4、物理意义:描述物体速度变化的快慢的物理量。1、定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。2、大小：（定义式，不是比例关系）△v表示速度的变化。如果用v0表示初速度，vt表示末速度，则△v=vt-vo所以有：3、方向:加速度是矢量，方向是△v的方向。5、单位:在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s-2。△t=t2-t1 课堂练习例1：一列动车在离开车站加速行驶中，用了100s使速度由72km/h增加到了144km/h。求动车的速度变化了多少？动车的加速度为多少？解：72km/h==20m/s144km/h==40m/s△v=vt-vo初速度末速度=40m/s-20m/s=20m/s=0.2m/s2 前面火车和汽车都是加速运动，除了加速运动外，还有减速运动，即通常说的刹车。那这两者的加速度方向有什么不同呢？现在讨论做直线运动的物体加速度的方向。 二、加速度的方向加速度类似于阻力，向后拉着车，阻碍前进。加速度类似于拉力，拉着车前进。②减速运动，加速度的方向与初速度的方向相反。①加速运动，加速度的方向与初速度的方向相同；由于加速度，所以加速度a的方向与速度的变化量的△v方向相同。△v确定了的方向，也就确定了加速度a的方向。Δvv初v末aΔvv初v末a 课堂练习例2：一个物体在水平面上向东运动，某时刻速度大小为20m/s，然后开始减速，2min后该物体的速度减小为0。求物体的加速度大小及方向。解：初速度v0=20m/s△v=vt-vo，末速度vt=0，所以有=0-20m/s=-20m/s=-0.167m/s2答：物体的加速度大小为0.167m/s2，方向与初速度方向相反，向西。 对运动的物体而言，可以问“它运动了多远”，这是路程或位移的概念；也可以问“它运动得多快”，这是速度的概念。然而，在生活用语中，却没有与加速度对应的词语。日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”，这里有时指的是速度，有时模模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例子吗?加速度表示机动性加速度表示灵敏性 课堂练习例3：小型轿车从静止开始加速到100km/h，所用的最短时间，是反应汽车性能的重要参数。A、B、C三种型号的轿车实测的结果分别为11.3s、13.2s、15.5s。分别计算它们在测试时的加速度有多大。解：初速度v0=0，末速度vt=100km/h，所以有100km/h==27.78m/s△v=vt-vo=27.78m/s-0=27.78m/s=2.46m/s2同理：aB=2.11m/s2aC=1.79m/s2计算发现A车的性能最好。 三、从v-t图像看加速度v-t图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。你认为由v-t图像能知道物体的加速度吗？a、b图都在做匀加速直线运动；cc图在做匀减速直线运动。①根据图线的倾斜方向可以判断加速度的方向。 EFt1v1t2v2△t△v由于加速度）θ在三角形中加速度大小等于该直线的斜率，所以②由图线的倾斜程度可以判断加速度的大小。物体a的加速度大于物体b的加速度。 运动物体a/（m·s-2）运动物体a/（m·s-2）子弹在枪筒中5×104赛车起步4.5伞兵着落-25汽车起步2汽车急刹车-5高铁起步0.35生活中做变速运动的物体很多，它们的加速度的大小也各不相同，有时差异还很大。下表为一些运动物体的加速度。a恒定a＝0匀速直线运动或静止a＞0匀加速直线运动a＜0匀减速直线运动 科学漫步番茄在成熟的过程中，它的大小、含糖量等会随时间变化；树木在成长过程中，它的高度、树干的直径会随时间变化；河流、湖泊的水位会随时间变化；某种商品的价格会随时间变化；我国的人口生育量也会随时间变化·····这些变化，有时快、有时慢。描述变化快慢的量就是变化率。自然界中某量D的变化可以记为△D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t；当△t极小时，变化量△D与△t之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。显然，变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作用，速度和加速度就是两个很好的例子。变化率 生活中还有哪些实例与变化率相关？例如飞机起飞时，在同样的时间间隔内，飞机的位移不断增大。某个量大，不表示它的变化率大。①速度大，加速度不一定大。例如匀速飞行的高空侦察机，尽管它的速度可能接近1000m/s，但它的加速度为0。②速度小，加速度也可以很大。例如枪筒里的子弹，在开始运动时，尽管子弹的速度接近0，但它的加速度可以达到5×104m/s。 课堂练习例4：三条直线a、b、c描述了A、B、C三个物体的运动。先初步判断一下哪个物体的加速度最大，再根据图中的数据计算它们的加速度，并说明加速度的方向。解：斜率表示加速度，加速度向右上方倾斜，加速度为正，向右下方顷斜加速度为负；所以a、b做加速运动，c做减速运动，加速度最大即斜率最大最陡峭的物体是a。=0.625m/s2=0.083m/s2=-0.25m/s2 STSE交通工具与社会发展人类自发明木轮车直到制成时速500km/h的磁浮列车，以及超音速飞机，为了获得高速交通工具，奋斗了几千年。从某种意义上说，在人类发明的各种机械中，交通工具最深刻地改变了我们的生活。我们所用的物品，几乎没有一件从世界各国的城市发展史上看，大城市规模的大小与车速的提高密切相关。大城市的直径一般就是当时最快的交通工具在1h内走行的距离。以北京为例，清朝末年北京的“内城”大约是一个边长5km的正方形，马车的速度大约就是5kmh，今天，有了发达的公路系统，有了快速轨道交通，汽车、城铁的速度大约是几十千米每时，北京城区的直径也扩大到了几十千米。不是由铁路或公路运输而来。不难想像，如果没有了火车和汽车，现代社会将会瘫痪。 速度的变化△v=vt-vo（末速度减初速度）（矢量）一、加速度4、物理意义:描述物体速度变化的快慢的物理量。1、定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。2、大小：（定义式，不是比例关系）△v表示速度的变化。如果用v0表示初速度，vt表示末速度，则△v=vt-vo所以有：3、方向:加速度是矢量，方向是△v的方向。5、单位:在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s-2。△t=t2-t16、生活中的加速度表示机动性，在动物身上加速度表示灵敏性。 二、加速度的方向②减速运动，加速度的方向与初速度的方向相反。①加速运动，加速度的方向与初速度的方向相同；三、从v-t图像看加速度a、b图都在做匀加速直线运动；c图在做匀减速直线运动。①根据图线的倾斜方向可以判断加速度的方向。②由图线的倾斜程度可以判断加速度的大小。③a恒定a＝0匀速直线运动或静止a＞0匀加速直线运动a＜0匀减速直线运动④速度大，加速度不一定大。速度小，加速度也可以很大。