Page 24 - 这样学高中物理更有益——力学部分
P. 24
知识窗
加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即Δv/Δt,当时间间隔Δt 趋于零时,平均加速度
的极限称为瞬时加速度,简称加速度。加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,通常用 a 表示,单位
2
是 m/s 。加速度是矢量,它的方向是物体速度变化量的方向,即所受合外力的方向。加速度可由速度的
变化和时间来计算,但决定加速度大小和方向的因素是物体所受合力 F 和物体的质量 M。速度变化量是
运动的过程量,是描述物体速度变化大小程度的物理量,用公式表达为:Δv=(v-v0)。速度变化量是矢
量,有方向。
加速度与速度无必然联系,加速度很大时,速度可以很小;速度很大时,加速度也可以很小。无论速度
方向怎样,当物体的加速度方向与大小不变时,物体就是做匀变速运动(包括匀变速曲线运动)。
加速度因参考系选取的不同而不同,一般取地面为参考系。向心加速度参阅曲线运动的部分。
动手动脑 照亮思维
1.体验速度变化快慢。
器材:两个可以改变角度的斜槽(可用铝合金框架替代)、小铁球。
操作:将两小球分别放在距斜槽底端高度相等的位置,释放小球观察,如图所示。利用
实验对比速度变化的快慢,利用
小球沿倾角不同的光滑长斜槽
下滑,观察小球速度变化的快
慢,从而理解加速度的物理意
义。注意:斜槽的倾角差距要大,
以便使小球的速度变化非常明显,使两实验对比显著,形成鲜明的两幅运动图景,有利于理
解了速度变化快慢的不同,进一步清楚了速度变化率即加速度的物理意义。
这样学高中物理更有益——力学部分
现象思考:①实验中将两小球分别放在距斜槽底端高度相等的位置的原因。
Learning High School Physics This Way is More Beneficial—Mechanics Section
②如何在斜槽上测量各点的瞬时速度?
②如何在斜槽上测量各点的瞬时速度?
说明:通过高度相同和初速度相同的保证小球到达斜面底端时速度变化量的大小相同,
说明:通过高度相同和初速度相同的保证小球到达斜面底端时速度变化量的
可明显的可出在斜面上运动时间不同,从而比较速度变化的快慢程度。本实验采用控制变量
大小相同,可明显的看出在斜面上运动时间不同,从而比较速度变化的快慢程度。
法。瞬时速度的测量可安装光电门来获得小球通过某位置的时间,再测出小球的直径,可得
本实验采用控制变量法。瞬时速度的测量可安装光电门来获得小球通过某位置的
小球通过某一位置时的瞬时速度。
时间,再测出小球的直径,可得小球通过某一位置时的瞬时速度。
2.利用 v—t 图像理解加速度。
2. 利用 v—t 图像理解加速度。
如图所示,在同一坐标系中存在两物体运动
如图所示,在同一坐标系中存在两物体运动的 v—t 图像, v/ms -1
的 v—t 图像,观察图像,分析两物体的相同时间内 6
观察图像,分析两物体的相同时间内(0~2.5s)的速度变化有
(0~2.5s)的速度变化有什么不同,体会两物体的速 4
什么不同,体会两物体的速度变化率有什么不同;分析两物体
度变化率有什么不同;分析两物体速度变化相同时, 2
速度变化相同时,比较发生变化所用的时间,由此可以看出需 0 t/s
比较发生变化所用的时间,由此可以看出需要一个 1 2 3 4 5
要一个物理量来描述速度变化快慢,得到加速度就是描述物体
物理量来描述速度变化快慢,得到加速度就是描述物体速度变化快慢的物理量。
通过同一 v—t 图像中两物体图像的斜率不同清楚地反映出速度变化的快慢不同。
16
再观察火车启动的v—t图像,分析火车运动的速度变化和加速度的变化情况。
由图像可知开始阶段火车的速度在增加,而加速度在减小(由 v—t 图像斜率的
变化可知)。火车在车站时保持静止状态,各时刻速度均为零,此过程火车加速
速度变化快慢的物理量。通过同一 v—t 图像中两物体图像的斜率不同清楚地反映出速度变
度为零。但在火车启动的那一刹那,速度仍为零,其后速度即从零开始逐渐增大。
化的快慢不同。
在火车启动后速度就不为零了,这表明将要启动时火车的加速度不等于零(如果
再观察火车启动的 v—t 图像,分析火车运动的速度变化和加速度的变化情况。由图像
加速度为零,火车就继续保持静止状态,速度不能增加)。在启动过程中,火车
可知开始阶段火车的速度在增加,而加速度在减小(由 v— v/ms -1
一直在加速,加速度方向与速度方向相同。如果在
t 图像斜率的变化可知)。火车在车站时保持静止状态,各时
相等的时间内速度的增加量相同,则火车做匀加速
30
运动,如果其速度在开始时增加的很快,而以后速
刻速度均为零,此过程火车加速度为零。但在火车启动的那
15
度增加的越来越慢,即在相同时间内火车速度的增
一刹那,速度仍为零,其后速度即从零开始逐渐增大。在火
t/s
量越来越小,则其加速度逐渐变小;达到最大速度 0
车启动后速度就不为零了,这表明将要启动时火车的加速度 2 4 6 8
后速度不再增加。
不等于零(如果加速度为零,火车就继续保持静止状态,速度不能增加)。在启动过程中,
火车出站,达到最大速度后做匀速运动,此过程中火车的运动是最快的,速
火车一直在加速,加速度方向与速度方向相同。如果在相等的时间内速度的增加量相同,则
度保持不变,此时速度最大但加速度为零。
火车做匀加速运动,如果其速度在开始时增加的很快,而以后速度增加的越来越慢,即在相
同时间内火车速度的增量越来越小,则其加速度逐渐变小;达到最大速度后速度不再增加。
火车出站,达到最大速度后做匀速运动,此过程中火车的运动是最快的,速度保持不变,
此时速度最大但加速度为零。
·18·
17

