速度改变快慢的描述  加速度

1    加速度   

不同的变速运动，速度改变的快慢是不同的(图1-15)。怎样描述速度改变的快慢呢？

(图示:火车从车站缓缓开出,送行的人跟坐在车厢里的乘客挥手告别；从跑道上快速滑行准备起飞的飞机。)

               甲                                  乙

             图1-15  不同的变速运动,速度改变的快慢不同

假如火车从车站开出时，速度从0增加到12 m/s用了40 s，即每秒速度的增加量为 ，飞机起飞前在跑道上滑行时，速度从0增加到了60 m/s用了20 s，它每秒速度的增加量为 ，很显然，飞机比火车速度改变得快。

速度的改变跟发生这个改变所用时间的比值，叫做物体的加速度。加速度是表示速度变化快慢的物理量。用 表示物体的初速度， 表示在时间t内物体的未速度，用a表示加速度，那么， 

    加速度的单位由速度和时间的单位决定。在国际单位制中，速度的单位是m／s，时间的单位是s，则加速度的单位是米每二次方秒，符号是 （或m﹒s^-2）。常用的还有厘米每二次方秒（ 或 ）。

    加速度不但有大小，而且有方向，也是矢量。加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量。在变速直线运动中，速度的方向始终在一条直线上。取初速度的方向为正值，如果速度是逐渐增大的，表示加速度跟初速度的方向一致。这时， ＞ 0，速度的改变量 ＞0是正值，加速度a也是正值；如果速度是逐渐减小的，表示加速度的方向跟初速度的方向相反，速度的改变量 ＜0是负值，加速度a也是负值。

加速度的大小跟速度的大小没有直接关系。速度很大的物体，其加速度可能很小。比如匀速飞行的高空侦察机，尽管它的速度接近1000 ，但它的加速度为零；速度很小的物体，其加速度也可能很大。比如枪筒里的子弹，在扣动扳机火药刚刚爆发的时刻，尽管子弹的速度接近于零，但它的加速度可以达到 。

    表1-3  几种物体运动的加速度（ ）

   ［例题1］一列做变速直线运动的火车，在40 s内速度从10 m/s增加到20 m/s，求火车的加速度。

      解：已知初速度 。=10 m／s，未速度 _t=20 m／s，t=40 s，求a

      加速度为正值，表示加速度的方向跟初速度的方向一致。

答：火车加速度的大小是0.25 m／s ，方向跟初速度的方向一致。

[例题2] 一辆汽车遇到紧急情况后急刹车，经过2 s速度从10 m／s减小到零，求汽车在这段时间内的加速度。

      解：已知 0=10 m／s， _t=0，  t=2 s，求a

    加速度为负值，表示加速度的方向跟初速度的方向相反。

    答：汽车加速度的大小是5.0 m/s²，方向跟初速度的方向相反。

    物体运动的加速度可以用实验的方法来测量。

    演示实验  加速度的测量

图1-16  加速度的测量

实验装置如图1-16所示。在倾斜的气垫导轨顶端安放一装有宽度为1 cm挡光条的滑块，在气垫导轨上任意两位置处安装两个光电门A、B。释放滑块，使滑块从静止开始沿导轨向下运动，从电子计时器上可以先后读出滑块上的挡光条通过光电门A、B的挡光时间t_A和t_B，计算出滑块通过各光电门的瞬时速度 _A和 _B。然后，改变电子计时器的计时方法，测出滑块通过光电门A与B间距离所用的时间tAB，根据公式 , 就可以算出滑块运动的加速度 。改变光电门A、B的位置，可以测出另一段位移中的加速度 。通过实验发现，两次测出的加速度的值是相等的。

练习三

   （1）下面几种关于速度和加速度的说法，正确的是：

    A．物体的速度越大，加速度越大：

    B．物体的速度变化越大，加速度越大；

    C．物体的速度变化越快，加速度越大；

    D．在变速直线运动中，加速度越来越大。

    （2）加速度为零的运动是什么运动？

（3）子弹在枪膛内做变速直线运动，如果在0.0015 s内速度从100 m／s增加到700 m/s，子弹的加速度是多大？

（4）速度为24 m／s的火车，制动后20 s停止运动，求火车的加速度。