加速度方向

篇一:加速度方向

高一物理上册必修1《速度变化快慢的描述──加速度》教案

　　高一物理上册必修1《速度变化快慢的描述──加速度》教案【一】

　　教学准备

　　教学目标

　　1.理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。

　　2.知道加速度是矢量，知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度跟速度改变量的区别。

　　3.知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的v-t图像中理解加速度的意义。

　　4.通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，提高学生的比较、分析问题的能力。

　　教学重难点

　　重点: 1.加速度的概念及物理意义

　　2.加速度和匀变速直线运动的关系

　　3.区别速度、速度的变化量及速度的变化率

　　4.利用图象来分析加速度的相关问题

　　难点:加速度的方向的理解

　　教学工具

　　教学课件

　　教学过程

　　(一)新课导入

　　教师引导学生学习五种交通工具速度随时间的变化规律，析：如何比较不同物体速度变化的快慢呢?从而引入加速度。

　　(二)新课内容

　　1.速度的变化量

　　提问: 速度的变化量指的是什么?

　　(速度由 经一段时间 后变为 ，那 的差值即速度的变化量。用 表示。)

　　提问: 越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快,对吗?为什么?

　　教师引导学生讨论得出: 要比较速度改变的快慢，必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。

　　2.加速度

　　学生阅读课本，教师引导学生得出：

　　(1)定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值

　　(2)物理意义：指进速度变化的快慢和方向

　　(3)单位：米/秒2(m/s2)

　　(4)加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同

　　(5)a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。

　　[例题1] 做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。

　　分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。

　　分析讨论：

　　(1)火车40s秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系?

　　(2)汽车2s内速度的改变量是多少?方向与其初速度方向有何关系?

　　(3)两物体的运动加速度分别为多少?方向如何呢?

　　分析(1)物体：(1)作匀变速直线运动，40秒内属于的改变量为 ，方向与速度方向相同， 方向 方向相同，即 与 方向相同。

　　分析(2)物体：②作匀变速直线运动，5秒内速度的改变量为 ，说明 与 方向相反。 ，说明 方向与 方向相同，与 方向相反，作匀减速直线运动。

　　强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。

　　总结：

　　匀加速运动： ， 为正值， ， 与 方向一致。

　　匀减速运动： ， 为负值， ， 与 方向相反。

　　练习：课本P31，第1题

　　思考课本P31，第2题

　　A.物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0。

　　总结：加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);

　　B.两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小。

　　总结：加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。

　　C.物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西。

　　总结：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。

　　当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大;若加速度增大，速度增大得越来越快;若加速度减小，速度增大得越来越慢(仍然增大)。

　　当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小;若加速度增大，速度减小得越来越快;若加速度减小，速度减小得越来越慢(仍然减小)。

　　总结：速度、速度的变化和加速度的大小没有关系。

　　3.从v ～t图象看加速度

　　学生阅读课本，教师引导学生回答下列问题：

　　(1)速度—时间图象描述了什么问题?怎样建立速度时间图象?

　　(2)图1.5—3中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象，通过图象比较两物体运动的异同点?

　　(3)在图象中如何表示出物体运动加速度的大小?

　　课后小结

　　1、加速度的物理概念及意义。

　　2、加速度与速度、速度变化量的区别。

　　3、能在匀变速直线运动的v—t图像中分析出v、a的大小、方向等。

　　课后习题

　　课本P31练习五3、4题。

　　高一物理上册必修1《速度变化快慢的描述──加速度》教案【二】

　　教学准备

　　教学目标

　　知识与技能

　　1.理解加速度的意义，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量.知道它的定义、公式、符号和单位，能用公式a=△v/△t进行定量计算.

　　2.知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动.

　　3.理解匀变速直线运动的含义，能从匀变速直线运动的v—t图象理解加速度的意义.

　　过程与方法

　　1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动.通过事例，引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实，提出为了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣.

　　2.帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度.

　　3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度.

　　情感态度与价值观

　　1.利用实例动画激发学生的求知欲，激励其探索的精神.

　　2.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力.

　　3.培养合作交流的思想，能主动与他人合作，勇于发表自己的主张，勇于放弃自己的错观点.

　　教学重难点

　　教学重点

　　1.加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系.

　　2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向.

　　教学难点

　　1.理解加速度的概念，树立变化率的思想.

　　2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.

　　3.利用图象来分析加速度的相关问题.

　　教学工具

　　多媒体、板书

　　教学过程

　　一、加速度

　　1.基本知识

　　(1)定义：物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，一般用a表示

　　(2)表达式：a=Δt(Δv)=Δt(v-v0)，v0：初速度v：末速度

　　(3)单位：在国际单位制中是m/s2

　　(4)矢量性：是矢量，与速度变化量Δv的方向相同

　　(5)物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量

　　2.思考判断

　　(1)速度大，加速度可能为零.(√)

　　(2)速度变化大，加速度一定大.(×)

　　(3)加速度的大小与速度的大小无关.(√)

　　探究交流

　　“我国的新型战斗机歼20飞得很快.”“小轿车比公交车起步快.”以上两句话中的“快”的含义各是什么?

　　【提示】第一个“快”指战斗机的速度大，运动得较快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的加速度大，即小轿车比公交车速度增加得快.

　　二、加速度方向与速度方向的关系

　　1.基本知识

　　(1)在直线运动中，速度变化量Δv=v-v0的方向可能与初速度v0相同，也可能相反.

　　(2)①加速直线运动：加速度方向与初速度方向相同

　　②减速直线运动：加速度方向与初速度方向相反

　　2.思考判断

　　(1)物体A的加速度为aA=2 m/s2，B的加速度为aB=-3 m/s2，则A的加速度大于B的加速度.(×)

　　(2)物体A的加速度为aA=2 m/s2，则物体做加速运动.(×)

　　(3)B的加速度为aB=-3 m/s2，则物体可能做加速运动.(√)

　　探究交流

　　物体A、B加速度分别为a A=1 m/s2，aB=-1 m/s2，那么物体A做加速运动，物体B做减速运动.试分析以上说法是否正确.

　　【提示】不正确.物体做直线运动时是加速还是减速取决于加速度a与速度v的方向关系，若a与v方向相同则物体做加速运动，若a与v方向相反则物体做减速运动.加速度为正表示与规定正方向相同，加速度为负表示与规定正方向相反，加速度的正负与速度方向无直接关系.

　　三、从v-t图象看加速度

　　1.基本知识

　　对v-t图象的认识.

　　(1)v-t图象反映了物体的速度随时间变化的规律.

　　(2)在v-t图象中，从图线的倾斜程度(斜率大小)就能判断加速度大小.倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大，加速度越大.

　　(3)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线，直线的斜率表示加速度.比值Δt(Δv)就是加速度的大小(如图所示).

　　2.思考判断

　　(1)在v-t图象中图线为曲线时表明物体的轨迹为曲线.(×)

　　(2)v-t图象中图线经t轴时运动方向改变.(√)

　　(3)在同一v-t图象中，图线的倾角越大，则表示的加速度越大.(√)

　　探究交流

　　在v-t图象上有一条在t轴下方平行于t轴的直线表示物体做怎样的运动?加速度多大?

　　【提示】在t轴下方平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动，方向与规定的正方向相反，其加速度为零.

　　四、速度、速度变化量、加速度的比较

　　【问题导思】

　　1.物体的速度较大，它的加速度也较大吗?

　　2.物体的速度变化量大，它的加速度是否一定也大?

　　3.物体的速度是否一定与它的加速度或者速度变化量的方向相同?

　　对v、Δv、a三者的比较见下表

　　误区警示

　　1.当物体做直线运动，用Δv=v2-v1求速度变化量大小时，应先按选取的正方向确定v1、v2的正负值.

　　2.加速度a与速度v无直接关系，与速度变化量Δv也无直接关系.v大，a不一定大;Δv大，a也不一定大.

　　例：关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是(　　)

　　A.速度变化得越多，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

　　【审题指导】　解答该题应把握加速度的含义以及与速度、速度变化量之间的关系.

　　【答案】　B

　　规律总结：加速度大小的判断

　　1.加速度的大小与Δv和Δt两个因素有关，而Δv与初、末速度有关，所以加速度与初、末速度和Δt三个因素有关，但根据其中一个因素的大小无法判断加速度的大小.

　　2.加速度的大小等于速度的变化率，即速度变化的快慢，根据速度变化的快慢可判断加速度的大小.

　　五、由v-t图象分析速度和加速度

　　【问题导思】

　　1.判断物体加速运动，还是减速运动有哪些方法?

　　2.如图所示：

　　(1)物体①、②各做什么运动?

　　(2)两物体中谁的速度变化较快?谁的加速度较大?

　　判断物体做加速运动还是减速运动的方法有两个：

　　1.根据v-t图象.看随着时间的增加，速度的大小如何变化，若越来越大，则加速，反之则减速.

　　2.利用v-t图象的斜率求加速度

　　根据v-t图象的物理意义，图线的斜率在数值上等于质点运动的加速度.在v-t图象上取两点(t1，v1)、(t2，v2)，根据即图象的斜率)可确定加速度的正负可确定加速度的方向，Δt(Δv)的绝对值可确定加速度的大小.

　　3.根据加速度方向和速度方向间的关系.只要加速度方向和速度方向相同，就是加速;加速度方向和速度方向相反，就是减速.

　　这与加速度的变化和加速度的正、负无关.可总结如下

　　误区警示

　　1.物体是做加速运动还是减速运动，不能根据加速度的正负判断，而是根据a与v是否同向来判断，当a和v均为负值时，速度仍增加.

　　2.速度变化趋势与加速度变化趋势无关，加速度减小时速度不一定减小，加速度增大时，速度不一定增加.

　　例：某物体沿直线运动，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　)

　　A.前3 s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动

　　B.第5 s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动

　　C.第6 s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动

　　D.第6 s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动

　　【审题指导】　解答该题的流程图如下：

　　【答案】　ABC

　　规律总结：怎样判断速度的变化

　　1.判断物体速度的大小变化，不必去管加速度的大小，也不用去管加速度大小的变化，只需看加速度的方向与速度的方向是否相同.若加速度与速度的方向相同，则物体一定做加速直线运动;加速度与速度的方向相反，物体一定做减速直线运动.

　　2.判断物体速度变化的快慢，只需看加速度的大小，不用去管加速度的方向或速度的大小.物体的加速度大，则表明物体的速度变化较快，加速度小则表明物体的速度变化较慢.

　　六、加速度的计算

　　例：一物体做加速度不变的直线运动，某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度大小为10 m/s，则在这1 s内该物体的(　　)

　　A.速度变化的大小可能小于4 m/s

　　B.速度变化的大小可能大于10 m/s

　　C.加速度的大小可能小于4 m/s2

　　D.加速度的大小可能大于10 m/s2

　　【答案】　BD

　　规律总结1.矢量运算中，先规定正方向，若已知量的方向与正方向相同，则取正值，相反则取负值.这样共线的矢量运算可转化为代数运算.

　　2.求解矢量时，既要求其大小，还要求其方向.

　　七、对加速度的深入理解

　　(1)物体的速度大，加速度不一定大.

　　(2)物体的速度很小，加速度不一定很小.

　　(3)物体的速度为零，加速度不一定为零.

　　(4)物体的速度变化大，加速度不一定大.

　　物体的加速度a=，加速度的大小由公式中的分子和分母共同决定.速度大，也不一定大.速度变化Δv=aΔt，Δv很大不一定是a很大.如果物体的速度变化很大，但是发生这一变化所用的时间很长，那么可能很小，也就是说加速度可能很小.

　　(5)负加速度不一定小于正加速度.

　　(6)加速度为负，物体不一定做减速运动.

　　物体的加速度为负，表示加速度的方向与规定的正方向相反，若物体的速度方向也与规定的正方向相反，那么加速度的方向与速度方向相同，物体做加速运动.只要加速度与速度同向，物体就做加速运动.可见，“正”的加速度不一定表明物体做加速运动，“负”的加速度也不一定表明物体做减速运动.

　　(7)加速度不断减小，物体的速度不一定减小.

　　(8)加速度不断增大，物体的速度不一定增大.

　　非匀变速直线运动，加速度增大，反映速度变化更快，但可能是增加得更快，也可能是减小得更快.千万不能认为加速度增大，速度一定增大，加速度减小，速度也减小.判断速度是否增大的方法是看物体加速度的方向与速度的方向是否相同，若二者方向相同，则物体速度一定增大;若二者方向相反，则物体速度一定减小.

　　(9)物体速度大小不变，加速度不一定为零.

　　加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，速度是矢量，既有大小又有方向，除静止和匀速直线运动外，任何其他形式的运动，物体的速度总是变化的，速度大小改变、速度方向改变或者速度大小和方向均改变，一句话，只要物体运动的速度变化了，物体的加速度就不为零.如做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，但是方向时刻在改变，所以仍有加速度.

　　(10)加速度方向不一定与速度在同一直线上.

　　加速度是矢量，加速度的方向与速度增量方向相同，即与Δv=vt-v0的方向相同，其方向与速度方向之间并无确定关系.物体做直线运动，若vt>v0(如图a)，则Δv的方向与v0方向相同，即加速度a的方向与v0方向相同，物体做加速运动;若vt0(如图b)，则Δv的方向与v0方向相反，物体做减速直线运动.

　　板书

　　五、速度改变快慢的描述 加速度

　　1.速度改变快慢的比较

　　2.加速度

　　(1)定义

　　(2)物理意义

　　(3)单位

　　(4)方向

　　3.对加速度的进一步认识

　　(1)匀变速直线运动的特点

　　(2)加速度是v—t图像的斜率

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篇二:加速度方向

高中物理必修2《向心加速度》教案

　　高中物理必修2《向心加速度》教案

　　教学目标

　　1、知识与技能

　　(1)理解速度变化量和向心加速度的概念;

　　(2)知道向心加速度和线速度、角速度的关系式;

　　(3)能够运用向心加速度公式求解有关问题。

　　2、过程与方法：体会速度变化量的处理特点，体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法，教师启发、引导，学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。

　　3、情感、与价值观：培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质。特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦。

　　教学重难点

　　教学重点：理解匀速圆周运动中加速度的产生原因，掌握向心加速度的确定方法和计算公式。

　　教学难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用。

　　教学工具

　　多媒体、板书

　　教学过程

　　新课导入

　　建议通过前面的学习我们知道在现实生活中，物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动，如图教所示(课件展示).

　　地球绕太阳做(近似的)匀速圆周运动　小球绕桌面上的图钉做匀速圆周运动

　　对于图中的地球和小球，它们受到了什么样的外力作用?它们的加速度大小和方向如何确定?

　　一、感受圆周运动的向心加速度

　　探究交流

　　如图所示，地球在不停地公转和自转，关于地球的自转，思考以下问题：

　　(1)地球上各地的角速度大小、线速度大小是否相同?

　　(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同?

　　1.基本知识

　　(1)实例分析

　　①地球绕太阳做近似的匀速圆周运动，地球受太阳的力是万有引力，方向由地球中心指向太阳中心.

　　②光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动.小球受到的力有重力、桌面的支持力、细线的拉力.其中重力和支持力在竖直方向上平衡，合力总是指向圆心.

　　(2)结论猜测

　　一切做匀速圆周运动的物体的合力和加速度方向均指向圆心.

　　2.思考判断

　　(1)匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心.(√)

　　(2)匀速圆周运动的加速度总指向圆心.(√)

　　(3)匀速圆周运动是加速度不变的运动.(×)

　　二、向心加速度

　　1.基本知识

　　(1)定义：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度.

　　(2)公式：

　　(3)方向：沿半径方向指向圆心，时刻与线速度方向垂直.

　　2.思考判断

　　(1)圆周运动的加速度一定指向圆心.(×)

　　(2)曲线运动中，v1、v2和Δv=v2-v1的方向一般不在一条直线上.(√)

　　(3)匀速圆周运动的向心加速度大小不变.(√)

　　探究交流

　　甲同学认为由公式

　　知向心加速度an与运动半径r成反比;而乙同学认为由公式an=ω2r知向心加速度an与运动半径r成正比，他们两人谁的观点正确?说一说你的观点.

　　【提示】　他们两人的观点都不准确，当v一定时，an与r成反比，当ω一定时，an与r成正比.

　　三、向心加速度的方向及意义

　　【问题导思】

　　1.向心加速度是描述什么的物理量?

　　2.匀速圆周运动和非匀速圆周运动的加速度有什么不同?

　　1.物理意义

　　描述线速度改变的快慢，只表示线速度的方向变化的快慢，不表示其大小变化的快慢.

　　2.方向

　　总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变.

　　3.圆周运动的性质

　　不论加速度an的大小是否变化，an的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速曲线运动.

　　4.变速圆周运动的向心加速度

　　做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度，二是切向加速度.向心加速度表示速度方向变化的快慢，切向加速度表示速度大小变化的快慢.所以变速圆周运动中，向心加速度的方向也总是指向圆心.

　　特别提醒

　　1.和直线运动一样，在圆周运动中，Δv、a、F三个量的方向也总是相同的.

　　2.在匀速圆周运动中，向心加速度就是物体的合加速度.

　　例：关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是(　　)

　　A.它描述的是线速度大小变化的快慢

　　B.它描述的是线速度方向变化的快慢

　　C.它描述的是物体运动的路程变化的快慢

　　D.它描述的是角速度变化的快慢

　　【答案】　B

　　四、向心加速度的公式和应用

　　【问题导思】

　　1.向心加速度有哪些计算公式?

　　2.试讨论向心加速度与半径的关系?

　　3.向心加速度公式适用于非匀速圆周运动吗?

　　1.公式

　　2.an与r的关系

　　图象如图(a)(b)所示.

　　3.理解

　　(1)当匀速圆周运动的半径一定时，向心加速度的大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比，随频率的增加或周期的减小而增大.

　　(2)当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比.

　　(3)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比.

　　4.向心加速度的注意要点

　　(1)向心加速度是矢量，方向总是指向圆心，始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小.向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.

　　(2)向心加速度的公式适用于所有圆周运动的向心加速度的计算.包括非匀速圆周运动.

　　例：如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r1=3r，r2=2r，r3=4r;A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑.向心加速度分别为a1、a2、a3，则下列比例关系正确的是(　　)

　　【答案】　BD

　　注意：向心加速度与合加速度

　　在一般圆周运动中，合加速度通常有两个分量：切向加速度和向心加速度.切向加速度表示速度大小变化的快慢;向心加速度表示速度方向变化的快慢.

　　1.物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度.

　　2.物体做非匀速圆周运动时，合加速度既有沿切线方向的分量，又有指向圆心方向的分量，其指向圆心方向的分量就是向心加速度.

　　课后小结

　　板书

　　第六节 向心加速度

　　1、感知做匀速圆周运动的物体加速度的方向

　　2、速度变化量的求法

　　3、向心加速度

　　(1)名称的由来

　　(2)表达式：

　　(3)对两种表达式的比较、分析

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篇三:加速度方向

高考物理必背考点：牛顿运动定律(三)

　　2013高考已经开始倒计时，各位考生的心情也是五味杂陈，高考频道会全程陪伴大家，为大家提供帮助。本频道搜集了大量的高考试题和高考作文资源，各位考生可以下载查看，做好充分的考前准备，调节好心态，在高考中取得优异成绩。

　　考点三：应用牛顿运动定律解决的几个典型问题

　　1.力、加速度、速度的关系

　　(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的关系，合力只要不为零，无论速度是多大，加速度都不为零

　　(2)合力与速度无必然联系，只有速度变化才与合力有必然联系

　　(3)速度大小如何变化，取决于速度方向与所受合力方向之间的关系，当二者夹角为锐角或方向相同时，速度增加，否则速度减小

　　2.关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题

　　(1)轻绳

　　①拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向

　　②同一根绳上各处的拉力大小都相等

　　③认为受力形变极微，看做不可伸长

　　④弹力可做瞬时变化

　　(2)轻杆

　　①作用力方向不一定沿杆的方向

　　②各处作用力的大小相等

　　③轻杆不能伸长或压缩加速度方向。

　　④轻杆受到的弹力方式有：拉力、压力

　　⑤弹力变化所需时间极短，可忽略不计

　　(3)轻弹簧

　　①各处的弹力大小相等，方向与弹簧形变的方向相反

　　②弹力的大小遵循的关系

　　③弹簧的弹力不能发生突变

　　3.关于超重和失重的问题

　　(1)物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力

　　(2)物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重：加速度方向向上，则超重;加速度方向向下，则失重

　　(3)物体出于完全失重状态时，物体与重力有关的现象全部消失：

　　①与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用

　　②竖直上抛的物体再也回不到地面

　　③杯口向下时，杯中的水也不流出
 

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篇四:加速度方向

高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案

　　高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案【一】

　　教学准备

　　教学目标

　　知识与技能

　　1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.

　　2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系.

　　3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.

　　4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.

　　过程与方法

　　1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气.

　　2.培养学生的概括能力和分析推理能力.

　　情感态度与价值观

　　1.渗透物理学研究方法的教育.

　　2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.

　　3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣.

　　教学重难点

　　教学重点

　　牛顿第二定律的特点.

　　教学难点

　　1.牛顿第二定律的理解.

　　2.理解k=1时，F=ma.

　　教学工具

　　多媒体、板书

　　教学过程

　　一、牛顿第二定律

　　1.基本知识加速度方向。

　　(1)内容

　　物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.

　　(2)表达式

　　F=kma，F为物体所受的合外力，k是比例系数.

　　2.思考判断

　　(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)

　　(2)我们用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)

　　(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)

　　探究交流

　　如图所示的赛车，为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多，而且还安装一个功率很大的发动机?

　　【提示】为了提高赛车的灵活性，由牛顿第二定律可知，要使物体有较大的加速度，需减小其质量或增大其所受到的作用力，赛车就是通过增加发动机动力，减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度，从而提高赛车的机动灵活性的，这样有益于提高比赛成绩.

　　二、力的单位

　　1.基本知识

　　(1)国际单位

　　牛顿，简称牛，符号N.

　　(2)1N的定义

　　使质量为1 kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N=1 kg·m/s2.

　　(3)比例系数的意义

　　①在F=kma中，k的选取有一定的任意性.

　　②在国际单位制中k=1，牛顿第二定律的表达式为F=ma，式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.

　　2.思考判断

　　关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k

　　(1)只要力F的单位取N就等于1.(×)

　　(2)在国际单位制中才等于1.(√)

　　(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)

　　探究交流

　　在一次讨论课上，甲说：“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv成正比，与Δt成反比”，乙说：“由a=m(F)知物体的加速度a与F成正比，与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?

　　【提示】　乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的，与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值，而a=m(F)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.

　　三、牛顿第二定律的几个性质

　　【问题导思】

　　1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?

　　2.作用在物体上的力发生变化时，加速度是否变化?

　　3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?

　　牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律，还应从以下几个方面深刻理解.

　　是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法.

　　是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.

　　例：如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是(　　)

　　A.向右做加速运动　　B.向右做减速运动

　　C.向左做加速运动 D.向左做减速运动

　　【审题指导】　解答该题注意应用以下程序

　　力和运动关系的定性分析

　　根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度，再由加速度与速度的关系分析运动性质，即同向加速运动，反向减速运动.

　　四、牛顿第二定律的简单应用

　　【问题导思】

　　1.如果物体受到力的作用，就一定有加速度吗?

　　2.求物体的加速度的方法有哪些?

　　3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?

　　应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种：矢量合成法和正交分解法.

　　1.矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.

　　2.正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度，在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可

　　例：质量为m的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图所示.

　　(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.

　　(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向.

　　【审题指导】　解答本题时可按以下思路进行分析：

　　【解析】　(1)以木块为研究对象，因木块受到三个力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐标系时，以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示，根据题意，加速度的方向沿斜面向下，将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有

　　mgsinθ+f=ma，N-mgcosθ=0

　　又f=μN，联立解得a=g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下.

　　(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示，由题意知，木块的加速度方向沿斜面向下.根据牛顿第二定律有

　　mgsinθ-f′=ma′，N′-mgcosθ=0

　　又f′=μN′，联立解得a′=g(sin θ-μcosθ)，方向沿斜面向下.

　　【答案】

　　(1)g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下

　　(2)g(sin θ-μcos θ)，方向沿斜面向下

　　应用牛顿第二定律解题的一般步骤：

　　1.确定研究对象.

　　2.进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程.

　　3.求出合力或加速度.

　　4.根据牛顿第二定律列方程求解.

　　五、常见力的突变

　　例：如图所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连，当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)(　　)

　　A.-g、2g、0　　B.-2g、2g、0

　　C.0、2g、0 D.-2g、g、g

　　【解析】剪断细绳前，对B、C整体进行受力分析，受到总重力和细绳的拉力而平衡，故FT=2mg;再对物块A受力分析，受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力;剪断细绳后，重力和弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故物块B受到的合力等于2mg，向下，物块A受到的合力为2mg向上，物块C受到的力不变，合力为零，故物块B有向下的加速度，大小为2g，物块A具有向上的加速度，大小为2g，物块C的加速度为零，故选B.

　　【答案】　B

　　轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条辨析

　　1.它们的共同点是：质量忽略不计，都因发生弹性形变产生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关.

　　2.它们的不同点是：

　　课后小结

　　这节课我们学习了

　　1.牛顿第二定律：F=ma.

　　2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.

　　3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.

　　板书

　　4.3牛顿第二定律

　　1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同

　　2.表达式 F=ma

　　3.理解

　　(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致

　　(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失

　　(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

　　(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。

　　高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案【二】

　　教学准备

　　教学目标

　　1、掌握牛顿第二定律相关知识;

　　2、了解控制变量法，培养学生动手实验能力和分析概括知识的能力。

　　教学重难点

　　重点：牛顿第二定律的知识及其应用;难点：实验演示的操作。

　　教学工具

　　教学课件

　　教学过程

　　一、复习引入：

　　1、我们讲了牛顿第一定律，它的内容是什么呢?

　　一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。也就是说，没有外力作用时，物体保持原来的状态，静止的保持静止、运动的保持匀速运动。那如果有外力作用呢?

　　(引导回答)有外力作用----状态改变----速度改变----有加速度产生。

　　在上节课中我们还讲了：质量是物体惯性大小的量度，质量越大的，状态越难改变。这就涉及到三个物理量：力、加速度和质量，三者之间到底有何关系呢?我们这节课就来研究它。

　　二、进行新课

　　1、实验介绍

　　实验是我们掌握物理知识的一个重要途径，今天就利用实验来帮助我们解决这个问题。F、m、a三者都是变量，在研究此类问题时，我们先使其中一个量保持不变，来研究另外两个量的关系，这就是控制变量法。

　　(1) 原理：F可以用弹簧秤测量，m可以用天平测量，那加速度呢?

　　a=(S2-S1)/T2

　　测量加速度的方法： a=(Vt-V0)/t2

　　S= V0t+at2/2------------ S= at2/2------------a=2S/t2

　　(2) 设计

　　在光滑的导轨上放一量小车，一端系有细绳，绕过定滑轮后吊着砝码，砝码质量远小于小车质量。

　　受到恒力作用的小车做匀速直线运动，有S= V0t+at2/2---- S= at2/2------a=2S/t2，为了便于比较，我们取两个小车做双轨实验。当时间t相同时，有a1/a2=S1/S2。

　　(3) 实验操作(1)

　　平衡摩擦力;将两辆质量相同的小车放在导轨上;系上细绳，跨过定滑轮挂上质量不同的砝码;利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

　　(4) 实验操作(2)

　　将两辆质量不同的小车放在导轨上;系上细绳，跨过定滑轮挂上质量相同的砝码。

　　利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

　　2、实验结论

　　m一定时，F与a成正比;F一定时，m与a成反比。

　　3、牛顿第二定律

　　内容：物体的加速度与力成正比，与质量成反比。公式：F=Kma;注：取国际单位时，K等于1。

　　平衡摩擦力分析(导出)牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

　　三、本节小结

　　课后习题

　　完成课后作业第1、2、3题。

　　高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案【二】

　　教学准备

　　教学目标

　　知识与技能

　　1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.

　　2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系.

　　3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.

　　4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.

　　过程与方法

　　1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气.

　　2.培养学生的概括能力和分析推理能力.

　　情感态度与价值观

　　1.渗透物理学研究方法的教育.

　　2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.

　　3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣.

　　教学重难点

　　教学重点

　　牛顿第二定律的特点.

　　教学难点

　　1.牛顿第二定律的理解.

　　2.理解k=1时，F=ma.

　　教学过程

　　[复习巩固]见课件

　　[新课导入]

　　师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.

　　学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果.

　　师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?

　　生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比，

　　师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?

　　生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比.

　　师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?

　　[新课教学]

　　一、牛顿第二定律

　　师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比.

　　师：如何用数学式子把以上的结论表示出来?

　　生：a∝F/m

　　师：如何把以上式子写成等式?

　　生：需要引入比例常数k

　　a=kF/m

　　师：我们可以把上式再变形为F=kma.

　　选取合适的单位，上式可以，简化。前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿.其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m/s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kgom/s2 .

　　可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F=ma

　　这就是牛顿第二定律的数学表达式.

　　师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何?

　　生：质量m是标量，没有方向.合力的方向与加速度方向相同.

　　师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?

　　生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同.

　　师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。

　　[讨论与交流]

　　(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度.若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?

　　学生进行分组讨论

　　师：请同学们踊跃回答这个问题.

　　生：根据牛顿第二定律F=ma，可得a=F/m，代入数据可得a=lm/s2，2s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零.由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态.

　　师：刚才这位同学说2s后物体不再受力，那么他说的对不对呢?

　　生：不对.因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力.

　　师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢?

　　生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力.

　　师：非常好.以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理.

　　[课堂训练]

　　讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么.

　　A.只有物体受到力的作用，物体才具有加速度

　　B.力恒定不变，加速度也恒定不变

　　C. 力随着时间改变，加速度也随着时间改变

　　D.力停止作用，加速度也随即消失

　　答案：ABCD

　　教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失.这就是牛顿第二定律的瞬时性.

　　师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?

　　生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力.

　　师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢?

　　生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度.

　　师：好，我们看下面一个例题.

　　多媒体展示例题

　　(例1)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值(方向不变)，则…………………( )

　　A.物体始终向西运动 B.物体先向西运动后向东运动

　　C.物体的加速度先增大后减小 D.物体的速度先增大后减小

　　生l：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西.当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小.所以加速度的变化情况应该先增大后减小.

　　生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小.

　　生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止.

　　师：对.一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大.

　　多媒体展示例题

　　(例2)某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到72km/h的速度时关闭发动机，经过20s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

　　生：物体在减速过程的初速度为72km/h=20 m/s，末速度为零，根据a=(v-vo)/t得物体的加速度为a=一1 m/s2，方向向后.物体受到的阻力f=ma=一l 000 N.当物体重新启动时牵引力为2 000N，所以此时的加速度为a2=(F+f)/m=1 m/s2，方向向车运动的方向.

　　师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤.

　　1.确定研究对象.

　　2.分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图.

　　3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.

　　4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.

　　师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题.

　　[课堂训练]

　　如图4—3—1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端.试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况.

　　解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小.由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关.

　　课后小结

　　这节课我们学习了

　　1.牛顿第二定律：F=ma.

　　2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.

　　3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.

　　板书

　　4.3牛顿第二定律

　　1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同

　　2.表达式 F=ma

　　3.理解

　　(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致

　　(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失

　　(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

　　(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果

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加速度方向

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