走出对速度速度变化量加速度认识的误区

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  对速度、速度变化量和加速度的认识,学生往往存在以下六个误区:
  一、只要物体有加速度,速度一定变大
  谈到加速度,部分学生就认为是增加的速度,误以为只要有加速度其速度一定增加。错误的根源在于没有真正理解加速度的物理意义。物理学中的加速度是表示物体速度改变快慢的物理量,加速度是矢量,有大小和方向。只要物体的速度大小或方向发生改变,就一定有加速度。
  在直线运动中,加速度表示速度大小改变的快慢;圆周运动中,加速度表示速度方向改变的快慢。直线运动中,若加速度方向与初速度方向相同,物体的速度一定增大,做加速运动;若加速度方向与初速度方向相反,物体的速度一定减小,做减速运动。因此物体的速度增大或减小取决于加速度的方向。
  二、速度大的物体,加速度一定大;加速度大的物体,速度也一定大
  速度是表示物体运动快慢的物理量,定义为物体发生的位移与所用时间的比值;而加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,定义为速度的变化量与所用时间的比值,其大小为速度变化率。加速度大,只能表明物体速度变化快,并不能说明物体运动快,如子弹刚发射时刻的加速度很大,但速度是零。还有,速度大的物体加速度不一定大,如匀速飞行的飞机,速度很大,但加速度却是零,两者无直接关系。物体速度为零,加速度不为零,如由静止开始的匀加速度直线运动、自由落体运动的初始时刻、竖直上抛运动的最高点等等。物体加速度为零,而速度不为零,如匀速直线运动的物体。
  例1.关于加速度,下列说法中正确的是
  A.加速度为零的物体一定处于静止状态;
  B.物体的加速度减小,其速度必随之减小;
  C.物体的加速度越小,其速度变化越小;
  D.物体的加速度越大,其速度变化越快。答案:D
  三、速度变化量大,加速度一定大;加速度大,速度变化量一定大
  加速度大小由速度变化量和所用时间共同决定。若速度变化量很大,所用时间长,加速度不一定大;加速度大的物体,在极短的时间内速度的变化量不会太大。物体的加速度大,只能说速度变化快;速度变化率大;一定时间内、单位时间内,速度变化量大;速度变化量一定时,用的时间短。
  例2.下列所描述的运动中,可能的有
  A.速度变化很大,加速度很小;
  B.速度变化方向为正,加速度方向为负;
  C.速度变化越来越快,加速度越来越小;
  D.速度越来越大,加速度越来越小。答案:AD
  四、速度的方向就是加速度的方向
  加速度的方向定义是速度变化的方向。加速度方向与速度方向没有必然联系。加速运动中,加速度方向与速度方向相同;减速运动中与速度方向相反;圆周运动中与速度方向垂直;一般的曲线运动中,与速度方向有一定的夹角。并且速度方向改变时,加速度方向可能改变,也可能不变。如圆周运动中,速度方向、加速度方向都改变,平抛、斜抛运动中,速度方向在时刻改变,而加速度恒定,且大小、方向都保持不变,为重力加速度,方向始终向下。
  例3.在匀变速直线运动中,下列关于加速度的方向的说法正确的是
  A.加速度的方向总是与初速度的方向相同;
  B.加速度的方向总是与末速度的方向相同;
  C.加速度的方向总是与速度的变化方向相同;
  D.加速度的方向总是与位移的方向相同。答案:C
  五、速度或加速度的大小恒定,则速度和加速度为恒量
  速度和加速度是矢量,若大小方向都不变,才能为恒量。匀速圆周运动的速度和加速度大小都不变,而方向都在时刻改变,则速度和加速度都是变化的。因此,匀速圆周运动是非匀变速曲线运动,属于匀速率圆周运动。
  六、加速度增大,速度也增大;加速度减小,速度也减小
  物体速度增大或减小,与加速度的大小无直接关系,只与加速度的方向有关系。如物体的加速度与初速度方向相同,尽管加速度逐渐减小,而物体的速度仍在增大,只不过是增加得慢些,每秒内速度变化量减小而已;当加速度减到零时,速度达到最大,即物体可以做加速度减小的加速运动;若加速度与速度方向相反,速度一定减小,物体可以做加速度增大的减速运动。因此物体可以加速度变大而速度减小(加速度与速度反向);加速度减小,而速度变大(加速度与速度同向);加速度不变时,速度可以增大(加速度与速度同向),速度可以减小(加速度与速度反向)。
  例4. 若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时
  A.汽车的速度也减小;
  B.汽车的速度仍在增大;
  C.当加速度减小到零时,汽车静止;
  D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大。答案:BD
  例5.下列关于速度和加速度的说法正确的是
  A.物体的速度大,加速度也越大;
  B.物体的速度变化越大,加速度也越大;
  C.物体的速度变化率越大,加速度就越大;
  D.物体加速度的方向就是速度的方向。答案:C
  (作者单位:辽宁省丹东技师学院)
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