【講與練】高中物理人教版(2019)必修1：1.4 速度變化快慢的描述-加速度第2課時物體運動的判斷從v－t圖像看加速度學案

第2課時物體運動的判斷從v－t圖像看加速度課程標準1．會分析加速度與速度的方向關系，判斷物體是做加速運動還是減速運動。2．會分析不同v－t圖像的傾斜程度及對應的速度變化快慢，掌握通過v－t圖像判斷加速度的方法。素養(yǎng)目標物理觀念由加速度與速度的方向關系，會判斷物體的運動情況科學思維體會運用v－t圖像、描述物體速度變化的快慢知識點1物體做加速、減速的判斷1．加速度a的方向與速度的變化量Δv的方向_相同__，與速度v的方向_無關__。2．加速度的方向和速度的方向的關系決定物體的運動性質(zhì)。(1)在直線運動中，加速度方向與速度方向_相同__時，v隨時間的增加而增大，物體做加速直線運動。(2)在直線運動中，加速度方向與速度方向_相反__時，v隨時間的增加而減小，物體做減速直線運動。(3)在直線運動中，當a＝0時，v不隨時間的增加而發(fā)生變化，物體做_勻速直線運動__?！何⒂柧殹?．根據(jù)預習內(nèi)容，判斷下列說法正誤：(1)加速度減小，速度一定減小。(×)(2)a<0，速度一定減小。(×)(3)只要a與v方向相同，v一定增大。(√)2．一汽車向右沿直線做減速運動，原來的速度是v1，經(jīng)過一小段時間之后，速度變?yōu)関2，用Δv表示速度的變化量。則(C)A．汽車的加速度方向與v1的方向相同B．汽車的加速度方向與v2的方向相同C．汽車的加速度方向與v1的方向相反D．汽車的加速度方向與Δv的方向相反解析：加速度的方向與速度變化量的方向相同，所以汽車的加速度方向與Δv的方向相同，由于汽車向右沿直線做減速運動，所以加速度方向與初速度方向相反，即汽車的加速度方向與v1的方向相反，由題意知，v2與v1方向相同，故選項C正確。知識點2從v－t圖像看加速度對v－t圖像的認識：1．v－t圖像反映了物體的速度隨_時間__變化的規(guī)律。2．在v－t圖像中，從圖線的傾斜程度(斜率大小)就能判斷_加速度__的大小。傾角(圖線與橫坐標軸的夾角)越大，加速度_越大__。3．勻變速直線運動的v－t圖像是一條傾斜的直線，直線的_斜率__表示加速度。比值eq\f(Δv,Δt)就是加速度的大小(如圖所示)?！何⒂柧殹?．根據(jù)預習內(nèi)容，判斷下列說法正誤：(1)v－t圖像的斜率有正有負，其正負表示加速度的方向。(√)(2)v－t圖像的斜率為負值，物體一定做減速運動。(×)(3)在同一v－t圖像中，圖線的傾角越大，物體的加速度越大。(√)2．觀察圖，思考下列問題。(1)坡的“陡”與“緩”與圖線的“陡”與“緩”有什么聯(lián)系？(2)圖線斜率絕對值越大，說明速度變化越_快__，那么加速度越_大__，如圖中aOA_>__aBC；斜率為0，說明速度保持_不變__，即加速度為_0__(如圖中AB段)。(3)斜率為正，表示加速度的方向與正方向_相同__(如圖中OA段)；斜率為負，表示加速度的方向與正方向_相反__(如圖中BC段)。答案：(1)坡“陡”與圖線“陡”均表示速度變化得快，坡“緩”與圖線“緩”均表示速度變化得慢。探究從“v－t”圖像看加速度要點提煉1．v－t圖像的意義：v－t圖像描述的是物體速度隨時間的變化規(guī)律。2．圖像上的“點、截距、斜率”的意義點某時刻的速度截距橫截距速度為零的時刻縱截距初速度斜率大小加速度大小正負加速度的方向典例剖析典題如圖是做直線運動的某質(zhì)點v－t圖像，請分析：(1)質(zhì)點在圖中各段時間內(nèi)分別做什么運動？(2)在0～4s、8～10s、10～12s內(nèi)質(zhì)點的加速度各是多少？思路引導：eq\x(v－t圖像斜率的含義)→eq\x(初速度)→eq\x(末速度)→eq\x(a＝\f(Δv,Δt))解析：(1)在0～4s內(nèi)質(zhì)點的速度不斷增大，且方向始終沿正方向，則質(zhì)點做正向加速直線運動；在4～8s內(nèi)，質(zhì)點的速度始終為10m/s，則質(zhì)點做正向勻速直線運動；在8～10s內(nèi)，質(zhì)點的速度不斷減小，且方向始終為正，則質(zhì)點做正向減速直線運動；在10～12s內(nèi)，質(zhì)點的速度不斷增大，且方向始終為負，則質(zhì)點做反向加速直線運動。(2)由a＝eq\f(Δv,Δt)得0～4s內(nèi)的加速度a1＝eq\f(10－0,4－0)m/s2＝2.5m/s28～10s內(nèi)的加速度a2＝eq\f(0－10,10－8)m/s2＝－5m/s210～12s內(nèi)的加速度a3＝eq\f(－10－0,12－10)m/s2＝－5m/s2。答案：(1)見解析(2)2.5m/s2－5m/s2－5m/s2思維升華：(1)只要圖像的斜率相同，則加速度的大小和方向都相同。(2)圖像向下傾斜表示加速度沿負方向，速度可能沿負方向在增大，也可能沿正方向在減小。(3)圖像不是物體運動的軌跡，分析問題時要根據(jù)圖像的變化，判斷物體速度、位移、加速度的變化情況，進而建立物體運動的情境?？傊畧D像是數(shù)學語言，將其轉(zhuǎn)換成物理情境，是解決圖像問題的前提。對點訓練(2023·廣東茂名高一統(tǒng)考期中)物體沿一條東西方向的水平線做直線運動，取向東為運動的正方向，其速度—時間圖像如圖所示，下列說法中正確的是(C)A．0～2s內(nèi)，速度變化越來越快B．0～2s內(nèi)，加速度為6m/s2C．6～7s內(nèi)，做速度方向向西的加速運動D．10～12s內(nèi)，做速度方向向東的加速運動解析：v－t圖像的斜率表示加速度，0～2s內(nèi)，速度變化的快慢恒定，加速度為a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(12－6,2)m/s2＝3m/s2，故A、B錯誤；6～7s內(nèi)，圖像在t軸下方，速度沿負方向且不斷增大，即物體做速度方向向西的加速運動，故C正確；10～12s內(nèi)，圖像在t軸下方，速度沿負方向且不斷減小，即物體做速度方向向西的減速運動，故D錯誤。利用圖像解題案例一汽車以36km/h的速度在水平路面上勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方斑馬線上有行人后立即剎車使汽車做勻減速運動。已知該駕駛員的反應時間為0.4s，汽車行駛過程中的v－t圖像如圖所示，則汽車剎車的加速度大小為(C)A．15m/s2 B．18m/s2C．5m/s2 D．4.2m/s2解析：由單位換算可知36km/h＝10m/s，由v－t圖像知斜率代表加速度，則剎車的加速度為a＝eq\f(0－10,2.4－0.4)m/s2＝－5m/s2，選項C正確，A、B、D錯誤。核心素養(yǎng)科學思維(1)v－t圖像中圖線的斜率大小表示加速度的大小，斜率為零，說明加速度為零。(2)斜率的正負表示加速度的方向，斜率為正表示加速度方向與規(guī)定的正方向相同，斜率為負表示加速度方向與規(guī)定的正方向相反。(3)特別要注意x－t圖像與v－t圖像的區(qū)別，真正理解圖像的物理意義。一、物體做加速、減速的判斷1．(多選)(2023·濰坊高一階段檢測)下列根據(jù)給出的速度和加速度的正、負情況，對物體運動性質(zhì)的判斷正確的是(CD)A．v>0，a<0，物體做加速運動B．v<0，a>0，物體做加速運動C．v<0，a>0，物體做減速運動D．v>0，a>0，物體做加速運動解析：無論速度和加速度是正還是負，只要加速度的方向和速度方向相同，物體就做加速運動；只要加速度的方向和速度方向相反，物體就做減速運動。當v>0，a<0，加速度方向與速度方向相反，物體做減速運動，A錯誤；當v<0，a>0，加速度方向與速度方向相反，物體做減速運動，B錯誤，C正確；當v>0，a>0，加速度方向與速度方向相同，物體做加速運動，D正確。2．(2023·湖北武漢高一期末)我國新研制的隱形戰(zhàn)機殲—20開始掛彈試飛，在某次試飛中，由靜止開始加速，當加速度a不斷減小至零時，飛機剛好起飛，則此過程中飛機的(B)A．速度不斷增大，位移不斷減小B．速度不斷增大，位移不斷增大C．速度增加越來越慢，位移增加越來越慢D．速度不斷減小，位移增加越來越慢解析：飛機的加速度不斷減小，但加速度方向始終與速度方向相同，則飛機做加速運動，速度與位移均不斷變大，A錯誤，B正確；根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)，v＝eq\f(Δx,Δt)，由于加速度減小，速度增大，可知，速度增加越來越慢，位移增加越來越快，C、D錯誤。二、從“v－t”圖像看加速度3．如圖所示為一質(zhì)點做直線運動的v－t圖像，下列說法中正確的是(C)A．質(zhì)點在ab段與bc段的速度方向相反B．質(zhì)點在bc段與cd段的加速度方向相反C．質(zhì)點在ab段的加速度大小為2m/s2D．質(zhì)點在c點時的加速度大小為0解析：質(zhì)點在ab段與bc段的速度均為正值，故方向相同，選項A錯誤；因為速度—時間圖線的斜率表示物體的加速度，故質(zhì)點在bc段與cd段的加速度方向相同，選項B錯誤；質(zhì)點在ab段的加速度大小為a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4.0－2.0,1.0)m/s2＝2m/s2，選項C正確；質(zhì)點在c點時的速度為0，加速度不是0，選項D錯誤。選C。4．(多選)甲、乙兩個物體在同一直線上運動，它們的速度圖像如圖所示，下列說法正確的是(BD)A．