物理意义:表示质点速度变化的快慢的物理量。
举例:假如两辆汽车开始静止,均匀地加速后,达到10m/s的速度,A车花了10s,而B车只用了5s。它们的速度都从0变为10m/s,速度改变了10m/s。所以它们的速度变化量是一样的。但是很明显,B车变化得更快一些。我们用加速度来描述这个现象:B车的加速度(a=Δv/Δt,其中的Δv是速度变化量)>A车的加速度。
加速度(Acceleration)是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值Δv/Δt,是描述物体速度变化快慢的物理量,通常用a表示,单位是m/s2。加速度是矢量,它的方向是物体速度变化(量)的方向,与合外力的方向相同。
加速度是力学中的一个极为重要的物理概念, 是联系力学和运动学的桥梁更是高考的热点之一。教材中共出现了两个加速度的公式:一个是在运动学中的定义式:a=△V/△t,另一个是在牛顿运动定律一章出现的牛顿第二定律的公式的变形式:a=F/m。
要想正确理解加速度的概念,并最终能够熟练应用,要求学生必须对加速度的特点、物理意义及决定因素都要熟练掌握。为了降低难度,现行教材均把匀变速直线运动和加速度合为一节,并且只研究匀变速直线运动的加速度定义、意义、单位、方向而影响加速度的因素则一直到牛顿运动定律一章才涉及到,给学生一种前后难照应的感觉,使学生掌握起来比较困难。为了能够更好的理解和掌握加速度现特把加速度的两个公式分别分析如下。
首先通过定义来认识加速度。
定义:速度的变化△V(速度的增量)与发生这一变化所用时间△t的比值叫加速度。
定义式:a=△V/△t。
通过定义式咱们可以知道加速度是描述速度变化快慢和变化方向的物理量。要正确理解加速度的概念,必须区分速度(v)、速度的变化(Dv)和速度对时间的变化率(△V/△t)这三个概念。一个运动的物体有速度但不一定有加速度,因为加速度(a)与速度(v)无直接关系。只有物体的速度发生了变化(有Dv),才有加速度。而且加速度的方向和速度变化(Dv=v2-v1)的方向一致,但Dv大,加速度a不一定大,因为加速度大小不是由Dv 这一个因素唯一决定,而是由速度的变化率(△V/△t)来决定和度量的。由此可见,加速度是描述速度变化快慢和变化方向的物理量。加速度大,表示速度变化的快,并不表示速度大和速度的变化大。如:汽车启动时加速度很大但速度却很小,正常行驶的汽车速度很大但加速度却很小甚至为零。a的方向和Dv 的方向相同,与v的方向无必然的联系。a可以与v成任意角度(如在抛体运动中)。但a与v的方向又一起决定了运动的类型:当a与v同向时无论a大小如何变化物体总是做加速运动,只是速度增大的快慢程度不同;当a与v反向时无论a大小如何变化物体总是做减速运动,只是速度减小的快慢程度不同。
以上是从运动学的角度来理解加速度的,要真正全面认识加速度还必须从产生加速度的原因上进行分析。加速度的意义表示速度变化的快慢,即运动状态改变的快慢。而运动状态改变的难易程度取决于物体的惯性的大小,而质量是物体惯性大小的量度。因此加速度的大小与物体的质量m有关。当要求物体运动状态易改变时应尽可能的减小物体的质量。如:歼击机质量要比运输机和轰炸机小的多,并且战斗时要抛掉副油箱进一步减小质量以提高灵活性。相反当要求运动状态不易改变时应尽量增大物体的质量以提高其稳定性,如把电机装在金属机座上可以减少震动。牛顿第一定律告诉我们:物体如果没有受到力的作用,物体的运动状态不发生改变.由此可知,力是物体运动状态发生改变的原因.也即是产生加速度的原因。如:列车出站时,在机车牵引力的作用下,由静止开始逐渐加速;列车进站时,由于受到阻力的作用,速度不断减小,最后停下来.抛出的手榴弹,射出的炮弹,由于受到重力的作用,速度的大小和方向都不断发生变化.可见,影响加速度的另外一个因素是物体的受力。并且加速度的方向与物体受力的方向永远一致。对于确定的物体其加速度随力的变化而变化且a∝F。
通过以上分析可知影响加速度的因素主要有两方面:一是物体本身的因素——质量,反映了物体自身运动状态改变的难易程度。另一个是外在因素——物体所受到的外力,力的方向反映运动状态改变的方向。加速度的大小由两者共同决定即a=F合/m。加速度a与F合有瞬时对应关系,且加速度的方向与F合方向相同
综上所述对加速度的两个公式的理解也应从两方面来看:加速度的决定式a=F/m揭示了加速度的大小决定于物体所受到的F合和物体质量的比值,方向同于F合的方向。加速度的定义式a=△V/△t揭示了加速度的物理意义,它反映了运动状态改变的快慢和方向。所以运动状态变化的原因是由于受力
加速度 :表示单位时间内速度改变程度的矢量。一般情况下,加速度是个瞬时概念,它的常用单位是厘米每秒、米每秒等。在最简单的匀加速直线运动中,加速度的大小等于单位时间内速度的增量。加速度的严格定义为:加速度矢量等于速度矢量对时向的导数,其方向沿着速端图的切线方向并指向轨迹的凹侧。
定义:加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值是描述物体速度改变快慢的物理量
公式:a=F/m
单位:米每二次方秒
方向:加速度是矢量,它的方向与合外力的方向相同,方向表示速度改变的方向,大小表示速度改变的大小。
物理意义:加速度则是描述物体运动状态的物理量
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加速度(Acceleration)是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值。是描述物体速度改变快慢的物理量,通常用a表示,单位是米每二次方秒,加速度是矢量,它的方向与合外力的方向相同,其方向表示速度改变的方向,其大小表示速度改变的大小。地球上各个地方的加速度都是不同的。牛顿运动学第二定律认为,a=F/m, F为物体所受合外力,m为物体的质量。力是改变物体运动状态的条件,而加速度则是描述物体运动状态的物理量。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。从微分的角度来看,加速度是速度对时间求导,是v-t图像中的斜率。当加速度与速度方向在同一直线上时,物体做变速直线运动,如汽车以恒定加速度启动(匀加速直线运动),简谐振动(变加速直线运动);当加速度与速度方向不在同一直线上时,物体做变速曲线运动,如平抛运动(匀加速曲线运动),匀速圆周运动(变加速曲线运动);加速度为零时,物体静止或做匀速直线运动。任何复杂的运动都可以看作是无数的匀速直线运动和匀加速运动的合成。我们还应用极限的思想去思考加速度的问题。
通俗的补充: 汽车在启动前是静止的,发动后汽车具有100千米每小时的速度,那么速度从静止的零到100千米每小时这个过程中,是怎么样的呢当运动的方向与加速度的方向同向时,即做加速运动;相反,当运动的方向与加速度反向,即做减速运动。公式:编辑本段s=vt+1/2at^2 ( v是初速度,t是时间)
a=(V-V0)/(t-t0)=△ V/△ t
V=Vo+aX△t
2as=vt^2-vo^2 2a△x=v2-v02加速度的实例1、匀加速运动。
由于加速度是矢量,即又有大小又有方向的物理量。假如两辆汽车开始静止,均匀地加速后,达到10m/s的速度,A车花了10s,而B车只用了5s。那么,我们可以知道,它的速度从0变为10m/s,速度改变了10m/s。所以它们的速度变化量是一样的,但是很明显,B车变化得更快一样。我们用加速度来描述这个现象:B车的加速度a=v/t其中的v是速度变化量。显然,当速度变化量一样的时候,花的时间少的B车,加速度更大一样。
因此,我们说,加速度是速度变化的快慢的标志。
当加速度保持不变(大小和方向都不变,且方向与速度方向相同),即过同样的时间,速度变化的一样多时(速度也是矢量,包括大小与方向,这里说的变化的一样多,指的的速度的方向不变,而大小变化的一样多),物体就做的是匀加速直线运动。
比如当司机在直行时踩了一脚油门,方向盘保持不动时,汽车做的就是匀加速直线运动,此时,加速度与初速度在同一条线上。
一个匀加速运动的质点,刚开始的速度是1米每秒,经过2秒钟以后,其速度变为3米每秒,那么这个质点的加速度的计算方法就是:用结束的速度减去刚开始的速度除以2,就是1米每平方秒。表示的意思就是,这个质点每经过1秒,其速度就更加1米每秒!但是,需要注意的是,加速度是一个矢量,就是说,这个量不仅表示质点加速度的大小,还表示加速度的方向。在上面的例子中,加速度是大于零的,表示加速度的方向和质点的运动方向相同,表示的是加速运动。如果加速度小于零,表示的是加速度的方向和质点的运动方向相反,说明白点就是物体的速度会越来越慢,表示的是减速运动!
最后我们就可以用语言表示出质点运动的即时速度公式:
质点的即时速度等于初速度加上加速度与时间的乘积:V=v+at
但是加速度保持不变的时候,物体也有可能做曲线运动。
比如,当你把一个物体沿着水平桌面往前使劲一推(即物体离开桌面时做平抛运动),你会发现,这个物体离开桌面以后,在空中划过一条曲线,落在了地上。
这是为什么呢?
因为物体在你松开手以后,且离开桌面后,受到的只有重力。重力永远是竖直向下的,因此加速度的方向也是竖直向下的,且大小也不改变。但是物体离开桌面的时候,仍然具有惯性,因此想保持继续平行前进。这个时候,物体的速度方向与加速度方向就不在同一直线上了。物体就会往力的方向偏转,划过一条往地面方向偏转的曲线。
但是这个时候,由于重力大小不变,因此加速度大小也不变。物体仍然做的是匀加速运动,但不过是匀加速曲线运动。
2、变加速运动。
我们首先一定要清楚。加速度是一个矢量。它有大小与方向。比如,一个人从背后以1N的力推你,和一个人站在你正前方,以同样大小的力推你,你倒下去的方向是不一样的。
因此,假如在一个运动中,加速度的大小保持不变,但是方向在变化,这就不再是匀加速运动,而是变加速运动了。比如匀速圆周运动。
例题精析:
⑴关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A 速度变化的越多,加速度就越大
B 速度变化得越快,加速度就越大
C 加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D 加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
答案:B
⑵由a=Δv/Δt可知( )
A a与Δv成正比 B 物体加速度的大小由Δv决定
C a的方向与速度变化量的方向相同 D Δv/Δt叫做速度变化率,即加速度
答案:CD
⑶篮球以10m/s的速度水平地撞击篮板后以8m/s的速度反向弹回,球与板的接触时间为01s,则篮球在这段时间内的加速度有多大?方向如何?
a=Δv/Δt
答案:-180m/s^2 方向与初始方向相反
加速度
[编辑本段]概述不同物体运动时速度变化的快慢往往是不同的(请注意区分速度的大小和速度变化的快慢之间的差异)。
为了描述物体运动速度
变化的快慢
这一特征,我们引入
加速度
这一概念。
加速度
(Acceleration)是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值(△V/△t),是描述物体速度改变快慢的物理量,通常用a表示,单位是m/s^2(读作米每二次方秒)。
加速度是矢量,它的方向是物体速度变化(量)的方向,与合外力的方向相同(可参见牛顿第二定律加以理解)。
请注意: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。例如:在地面上反复弹跳的皮球,在和地面接触的极短时间内,速度接近于零(或者说由向下的速度变为零在变为向上的速度),但是因为速度在很短的时间内作了极大的变化,因此加速度很大。又如,以高速直线匀速行驶的赛车,速度很大,但是由于是匀速行驶,速度的变化量是零,因此它的加速度也是零。
加速度为零时,物体静止或做匀速直线运动(相对于同一参考系)。任何复杂的运动都可以看作是无数的匀速直线运动和匀加速运动的合成。
加速度和参考系(参照物)选取的不同而不同,一般取地面为参考系。
当运动的方向与加速度的方向之间的夹角小于90°时,即做加速运动,加速度是正数;反之则为负数。
特别地,当运动的方向与加速度的方向之间的夹角恰好等于90°时,物体既不加速也不减速,而是
匀速率
的运动。如匀速圆周运动。
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