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- 2021-05-24 发布
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衔接点04 速度变化快慢的描述——加速度
知识点梳理
一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a=.
2.单位: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.
3.加速度的物理意义
表示物体速度变化快慢的物理量,加速度a也叫速度对时间的变化率.
4.a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关(填“有关”或“无关”),不能说a与Δv成正比,与Δt成反比.
二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的方向:加速度的方向与速度变化量的方向相同.
2.加速度方向与速度方向的关系:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.
3.加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
①加速度大表示物体速度变化得快.
②加速度小表示物体速度变化得慢.
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速
①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;
②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.
物理量
意义
公式
关系
速度v
表示运动的快慢和方向
v=
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a也可大可小
速度的变化量Δv
表示速度变化的大小和方向
Δv=(v-v0)
加速度a
表示速度变化的快慢和方向,即速度的变化率
a=
10
1.关于速度和加速度的关系,以下说法中正确的是
A.加速度大的物体,速度越来越大
B.物体的加速度不断减小,速度一定越来越小
C.速度不为零时,加速度一定不为零
D.加速度不断增加,而速度可能越来越小
【答案】D
【解析】当加速度方向与速度方向相反时,加速度大,但速度减小,故A错误;当加速度方向与速度方向相同时,加速度减小,而速度越来越大,故B错误;做匀速直线运动的物体,速度不为零,但加速度为零,故C错误;当加速度方向与速度方向相反时,加速度不断增加,速度可能越来越小,故D正确;故选D.
2.纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景.某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为18m/s,经过3s汽车停止运动.若将该过程视为匀减速直线运动,则这段时间内电动汽车加速度的大小为
A.3m/s B.6m/s2
C.15m/s2 D.18m/s2
【答案】B
【解析】根据匀变速直线运动的速度时间关系有:v=at,所以汽车的加速度:,故选B.
3.已知一运动物体的初速度,加速度,它表示
A.物体加速度方向与速度方向相同,物体的速度在减小
B.物体加速度方向与速度方向相同,物体的速度在增大
C.物体加速度方向与速度方向相反,物体的速度在减小
10
D.物体加速度方向与速度方向相反,物体的速度在增大
【答案】C
【解析】物体的初速度为正值,其方向为正方向,加速度为负值,表示加速度的方向与速度方向相反,物体的速度在减小,故C正确,ABD错误。
4.如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化。开始时指针指示在如图(甲)所示的位置,经过8s后指针指示在如图(乙)所示的位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为
A.0.6m/s2 B.1.4m/s2 C.11m/s2 D.5.0m/s2
【答案】B
【解析】由甲图知,初速度为20km/h,图乙可知,末速度为60km/h,根据加速度的定义,将速度换成国际单位后,代入上式,可得,因此B正确,ACD错误。故选B。
5.一质点做直线运动,加速度方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至零,则在此过程中
A.位移逐渐增大,当加速度减小至零时,位移将不再增大
B.位移逐渐减小,当加速度减小至零时,位移达到最小值
C.速度逐渐减小,当加速度减小至零时,速度达到最小值
D.速度逐渐增大,当加速度减小至零时,速度达到最大值
【答案】D
【解析】在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以质点做加速直线运动,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,物体将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大;A.与分析不符,故A错误;B.与分析不符,故B错误;C.与分析不符,故C错误;D.与分析相符,故D正确;故选D。
6.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图象如图所示,由图象可知
10
A.0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度
B.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面
【答案】A
【解析】A.由图象可知Oa段的斜率小于ab的斜率,因此Oa段火箭的加速度小于ab段火箭的加速度,故A正确;BCD.从图象可知整个过程火箭都在上升,而且在tC时刻到达最高点,故BCD错误。故选A。
7.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法中不正确的是
A.甲启动的时刻比乙早t1 s
B.当t=t2s时,两物体相遇
C.当t=t2s时,两物体相距最远
D.当t=t3s时,两物体相距s1m
【答案】C
【解析】A.由图象可以看出,乙在时刻才开始运动,所以乙启动的时刻比甲迟,A正确,不符合题意;BC.当时,两物体的位置相同,即两物体相遇,不是相距最远,B不符合题意,C符合题意;D.当时,甲的位移为零,乙的位移为,所以当时,两物体相距,D不符合题意。
8.以下对加速度的理解正确的是
10
A.加速度等于增加的速度
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量
C.-10比10小
D.加速度方向可与初速度方向相同,也可相反
【答案】BD
【解析】加速度等于单位时间内速度的变化量,选项A错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,选项B正确;-10与10相等,符号只是表示加速度的方向,选项C错误;加速度方向可与初速度方向相同,也可相反,选项D正确;故选BD.
9.关于加速度的概念,下列说法中正确的是
A.加速度就是增加的速度
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了速度变化的快慢
D.加速度就是物体速度的变化率
【答案】CD
【解析】CD.加速度这个概念的引入,是用来描述速度变化的快慢,或者说描述速度变化率的大小,选项CD正确;AB.加速度而并不表示速度的“增加”或者“变化”“速度变化大小”等,故AB错误;故选CD.
10.若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则
A.汽车的速度仍在增大
B.汽车的速度也减小
C.当加速度减小到零时,汽车静止
D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大
【答案】AD
【解析】汽车的加速度方向与速度方向一致,汽车在做加速运动,速度仍在增大,故A正确,B错误;当加速度减小到零时,速度最大,故C错误;加速度减小,汽车的速度增加由快变慢,但速度仍在增加,当加速度为零时,汽车做匀速运动,速度达到最大,故D正确.所以AD正确,BC错误.
11.甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动,其v—t图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是
10
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
【答案】BD
【解析】AB.已知在t2时刻两车并排行驶,在t1-t2时间内,甲图线与时间轴围成的面积大,则知甲通过的位移比乙车的大,可知t1时刻,甲车在后,乙车在前。故A错误、B正确。C.根据v-t图线切线的斜率表示加速度,可知,甲车的加速度先减小后增大。故C错误。D.根据v-t图线切线的斜率表示加速度,可知,乙车的加速度先减小后增大。故D正确。故选BD。
12.如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快
D.火箭的加速度比汽车的加速度小
【答案】BD
【解析】规定初速度的方向为正方向。A.火箭的速度改变量为△v=v2-v1=100m/s-0=100m/s,故A错误,B.108km/h=30m/s,汽车的速度改变量为△v′=v2′-v1′=0-30m/s=-30m/s,故B正确;CD.根据得:火箭的加速度为:,汽车的加速度为:,所以火箭的加速度比汽车的加速度小,火箭的速度变化比汽车慢,所以C错误,D正确。故选BD。
10
13.甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则从图像上可以看出
A.甲、乙同时出发
B.乙比甲先出发
C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处
D.甲在中途停了一会,但最后还是追上了乙
【答案】ACD
【解析】由图象可知甲乙两物体同时出发.故A正确B错误;可知开始运动时甲的出发点在坐标原点,而乙物体在出发时离坐标原点的距离为x0,故甲开始运动时,乙在甲前面x0处,故C正确;由于甲物体在t1~t2时间内甲物体的位移未变,即甲在中途停了一会儿,在t3时刻甲乙两物体的位置相同,即甲追上了乙,故D正确.
14.足球以8m/s的速度飞来,运动员把它以12m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2s,设球飞来的方向水平向右,则足球在这段时间内的加速度大小_____m/s2,方向为_____.(填与初速度方向“相同”或“相反”)
【答案】100与初速度相反
【解析】设初速度方向为正,则v0=8m/s; v=﹣12m/s;则加速度a==m/s2=﹣100m/s2;负号说明加速度方向与正方向相反,即与初速度方向相反;故答案为100;与初速度相反.
15.汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志,汽车从一定的初速度加速到一定的末速度,用的时间越少,表明它的加速性能越好.下表是三种型号汽车的加速性能的实验数据,求它们的加速度.
10
汽车型号
v0/(m·s-1)
vt/(m·s-1)
t/s
a/(m·s-2)
某型号高级轿车
5.6
14
7
某型号4吨载重汽车
5.6
14
38
某型号8吨载重汽车
5.6
14
50
【答案】1.2 m/s2;0.22 m/s2;0.17 m/s2
【解析】由加速度定义式:
16.甲、乙两物体都以10m/s的初速度沿x轴正方向做匀变速直线运动,甲经4s速度变为18m/s,乙经2s速度变为4m/s,则甲的加速度是_____,乙的加速度是____;____的速度变化大,________的速度变化快,_____的加速度大。
【答案】2-3甲乙乙
【解析】由加速度的定义式得,;
由加速度的定义式得,;
速度变化大小指的是速度的变化量,,
,
所以,甲的速度变化大;
速度变化的快慢就指加速度:
10
所以,乙的速度变化快,乙的加速度大;
17.如图所示,M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪.步枪枪管中的子弹从初速度为0开始,经过0.002 s的时间离开枪管被射出.已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s,射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s,射出过程中枪没有移动.求:
(1)枪管的长度;
(2)子弹在射出过程中的平均加速度.
【答案】(1)1.2m (2)6×105m/s2,方向与子弹的速度方向相同
【解析】(1)枪管的长度
(2)根据加速度的定义式得:
方向与子弹的速度方向相同.
18.足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动.设脚与球作用时间为0.1s,球又在空中飞行1s后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2s,且球被挡出后以10 m/s沿原路反弹,求:
(1)罚球瞬间,球的加速度的大小?
(2)守门员接球瞬间,球的加速度?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设球被踢出的方向为正方向,则罚点球时的速度由v0=0变到v1=30 m/s,用时:t1=0.1 s,由a=得罚点球时有:.
(2)接球时速度由v1变到v2=-10 m/s,用时t2=0.2 s,接球时有:
即加速度为-200 m/s2.
19.一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,为研究汽车的运动而记下它的各时刻
10
的位置和速度见下表:
时刻t/s
0
1
2
3
4
5
6
7
位置坐标x/m
0
0.5
2
4.5
8
12
16
20
瞬时速度v/(m·s-1)
1
2
3
4
4
4
4
4
(1)汽车在第2秒末的瞬时速度为多大?
(2)汽车在前3秒内的加速度为多大?
(3)汽车在第4秒内的平均速度为多大?
【答案】(1)4m/s(2)1m/s2(3)3.5m/s
【解析】(1)从表中可知第2s末的速度为3m/s
(2)根据可得汽车在前3秒内的加速度为
(3)第4s内的位移为,所用时间为1s,故平均速度为
10