5.加速度的定义式a=不是加速度的决定式,在该式中,加速度并不是由速度变化量Δv和时间t决定,不能由此得出a与Δv成正比、与时间t成反比的结论.加速度的决定式为a=,即物体的加速度由合外力和物体的质量决定,加速度跟合外力成正比,跟质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.
4.加速度是表示速度(大小和方向)改变快慢的物理量.物体做变速直线运动时,其加速度方向与速度方向在同一直线上,该加速度表示速度大小改变的快慢;物体做匀速圆周运动时,加速度方向跟速度方向垂直,该加速度表示速度方向改变的快慢.当然,若加速度方向跟速度方向既不共线又不垂直,则物体速度的大小和方向均变化,加速度表示了速度(大小和方向)改变的快慢(例如平抛运动).
3.注意速度和加速度两个概念的区别.速度是描述物体运动快慢和方向的物理量,是位移和时间的比值;加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是速度变化和时间的比值.速度和加速度都是矢量,速度的方向就是物体运动的方向,而加速度的方向不是速度的方向,而是速度变化的方向,所以加速度方向和速度方向没有必然的联系.只有在直线运动中,加速运动时加速度与速度方向一致;减速运动时加速度与速度方向相反.另外,物体的速度大,加速度不一定大,例如空中匀速飞行的飞机,速度很大,加速度为零;物体的速度小,加速度不一定小,例如弹簧振子在最大位移处速度为零,但加速度却是最大.还有在变加速运动中加速度在减小而速度却在增大,以及加速度不为零而物体的速度大小却不变(匀速圆周运动)等情况.通过结合这些实例进行分析,可进一步认识速度和加速度这两个基本概念的区别.
2.注意位移和路程的区别与联系.位移是矢量,是由初始位置指向终止位置的有向线段;路程是标量,是物体运动轨迹的总长度.一般情况位移大小不等于路程,只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小.
表示函数关系可以用公式,也可以用图象.图象也是描述物理规律的重要方法,不仅在力学中,在电磁学中、热学中也是经常用到的.图象的优点是能够形象、直观地反映出函数关系.
位移和速度都是时间的函数,因此描述物体运动的规律常用位移-时间图象(s-t图)和速度-时间图象(v-t图).
对于图象要注意理解它的物理意义,即对图象的纵、横轴表示的是什么物理量,图线的斜率、截距代表什么意义都要搞清楚.形状完全相同的图线,在不同的图象(坐标轴的物理量不同)中意义会完全不同.下表是对形状一样的s-t图和v-t图(图2-1-1)意义上的比较.
图2-1-1
s-t图 |
v-t图 |
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v) ②表示物体静止 ③表示物体向反方向做匀速直线运动 ④交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移 ⑤t1时刻物体位移为s1 |
①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a) ②表示物体做匀速直线运动 ③表示物体做匀减速直线运动 ④交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度 ⑤t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示①质点在0-t1时间内的位移) |
●疑难辨析
1.注意时间和时刻的区别.在课本和资料中常见到一些关于时间和时刻的表述,对这些表述要能正确理解.如:第4 s末、4 s时(即第4 s末)、第5 s初(也为第4 s末)等均为时刻;4 s内(0至第4 s末)、第4 s(第3 s末至4 s末)、第2 s至第4 s内(第2 s末至4 s末)等均为时间.
7.加速度:是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值(速度的变化率):a=,单位:m/s2.加速度是矢量,它的方向与速度变化(Δv)的方向相同.
6.速度:是描述物体运动的方向和快慢的物理量.
(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即,单位:m/s,其方向与位移的方向相同.它是对变速运动的粗略描述.
对于一般的变速直线运动,只能根据定义式求平均速度.对于匀变速直线运动可根据求平均速度.
(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.瞬时速度的大小叫速率,是标量.
5.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量.
4.时刻和时间:时刻指的是某一瞬时.在时间轴上用一个点来表示.对应的是位置、速度、动量、动能等状态量.时间是两时刻间的间隔.在时间轴上用一段线段来表示.对应的是位移、路程、冲量、功等过程量.
3.质点:研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素,为使问题简化,就用一个有质量的点来代替物体.用来代替物体的有质量的点叫做质点.像这种突出主要因素,排除无关因素,忽略次要因素的研究问题的思想方法,即为理想化方法,质点即是一种理想化模型.
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