石玉強(qiáng)
摘 要?加速度是高中物理當(dāng)中最重要的概念之一,比較抽象難懂,許多學(xué)生高中都上完了,還搞不清楚加速度的真正含義。它是聯(lián)系力和運(yùn)動關(guān)系的橋梁,它的外在表現(xiàn)是物體速度的變化,它的實質(zhì)是物體所受的力產(chǎn)生的。下面就詳細(xì)說明一下本人在教學(xué)中的一點體會。
關(guān)鍵詞?物理教學(xué);加速度;注意事項
中圖分類號:R852.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-7661(2018)12-0222-01
一、加速度是物體速度變化快慢的描述
它不僅有大小而且有方向,它的大小由物體所受的合力與物體的質(zhì)量決定,它的方向,跟合力的方向相同。它的大小等于物體所受的合力與質(zhì)量的比值,合力是物體所受的幾個力的合成,要用平行四邊形定則去合成,加速度隨著物體所受外力的變化而變化,加速度與外力有瞬時對應(yīng)關(guān)系,這是牛頓第二定律所要求的,這是加速度產(chǎn)生的實質(zhì)原因。在運(yùn)動學(xué)當(dāng)中,加速度是用物體速度的變化量與所用時間的比值來計算的,加速度的正、負(fù)是由速度的變化量的正負(fù)號決定的,加速度的大小不僅與速度的變化量有關(guān),還與發(fā)生這些變化量所用的時間有關(guān),這是加速度在運(yùn)動中的表現(xiàn)形式。
二、搞清楚速度和加速度的含義
加速度是描述物體速度變化快慢的物理量,它與速度的大小沒有直接關(guān)系,速度是物體運(yùn)動快慢的描述,它是反映物體位移變化快慢的物理量,它的大小等于物體的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值,它的方向跟物體的運(yùn)動方向相同。
三、搞清楚加速度與速度的關(guān)系
加速度與速度沒有直接關(guān)系,加速度大的物體,速度不一定就大,速度大的物體加速度不一定大,速度小的物體加速度不一定就小。
典例分析:
1.關(guān)于加速度的概念,下列說法中正確的是:
A.只有加速運(yùn)動的物體才有加速度。
B.速度為零的物體一定沒有加速度。
C.減速運(yùn)動不可能有加速度。
D.速度正在增大,加速度可能在減小。
2.關(guān)于物體運(yùn)動的加速度與速度的關(guān)系,下列說法正確的是:
A.物體運(yùn)動的越快,物體的加速度就一定越大。
B.物體的速度變化越快,加速度一定越大。
C.加速度就是增加的速度。
D.加速度的方向保持不變,速度的方向也一定不變。
3.一同學(xué)上體育課時,看到迎面滾來的足球時,用力猛踢這個足球,假如足球滾來時速度是10米每秒,這位同學(xué)猛踢足球后,足球以10米每秒的速度被返現(xiàn)踢回,這位同學(xué)踢球所用時間是0.1秒。求踢球過程中的足球的加速度;如果足球的質(zhì)量是0.5千克,假設(shè)踢球的力是不變的恒力,踢球過程中忽略地面對球的摩擦力,估算這位同學(xué)對足球施加的力多大?
解答:對于第1題:考察學(xué)生對加速度概念的理解,首先要明白,加速度的大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)沒有直接關(guān)系,物體的運(yùn)動狀態(tài)是加速度的一種表現(xiàn),物體的加速度是由物體所受的外力和物體的質(zhì)量決定的,而不是由物體的運(yùn)動狀態(tài)決定的,不論物體是什么運(yùn)動狀態(tài),只要物體受力不平衡,那么物體肯定就有加速度,所以本題中A、B、C三個選項都錯誤的,只有D選項是正確的。那么,怎樣理解呢?速度正在增大,說明物體在做加速運(yùn)動,加速度一定存在,加速度一定不為零,并且加速度與速度的方向是相同的,只有這樣,物體的速度才可能增大,只要有跟速度方向相同的加速度,物體的速度一定會增大,不論加速度的大小,所以,盡管加速度在減小,只要加速度的方向跟速度的方向相同,物體的速度還會增大。所以,本題只有D選項是正確的。
總結(jié)提示:勻速運(yùn)動或靜止的物體(受力平衡的物體)一定沒有加速度,變速運(yùn)動的物體一定有加速度(受力不平衡的物體),物體的加速度是由受力情況決定的,不是由運(yùn)動狀態(tài)決定的。
對于第2題:加速度的大小與速度的大小沒有關(guān)系,速度等于零的物體,它的加速度可能很大,比如,發(fā)射火箭時,在燃料被點燃的瞬間,火箭的速度幾乎為零,但是火箭的加速度很大,勻速運(yùn)動的高速火車,盡管速度很大,但是它的加速度為零。加速度是反映物體速度變化快慢的物理量,物體的速度變化越快,說明物體的加速度越大。加速度不是增加的速度,而是物體速度的變化量與發(fā)生這些變化所用時間的比值。加速度的方向與物體速度的方向沒有直接關(guān)系,加速度的方向不變,速度的方向很有可能改變。比如,豎直上拋運(yùn)動中,加速度的方向不變(豎直向下),但是速度的方向先是向上再向下。所以,本題只有B正確。
總結(jié)提示:注意區(qū)分速度的變化量和加速度。
對于第3題:由運(yùn)動學(xué)中加速度的計算公式可知,其加速度的大小為:200米每秒,加速度的方向與足球的初速度方向相反,與足球的返回速度方向相同。由動量定理可知,由于踢球所用時間為0.1秒,動量變化量為10千克米每秒,所以踢球所用的力應(yīng)為100牛。
總結(jié)提示:應(yīng)用運(yùn)動學(xué)中加速度的定義式計算加速度時要注意規(guī)定初速度的方向,看末速度的方向與初速度的方向是否相同,如果相同就取“正”,如果相反就取“負(fù)”。注意速度變化量的大小和符號。