人教版 (2019)必修 第一册4 速度变化快慢的描述——加速度教案

第一章 第四节 速度变化快慢的描述  加速度

【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。

【核心素养发展】

核心知识

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，知道加速度方向与速度方向相同或相反时，结果是速度随时间增加或减少。知道加速度跟速度、速度改变量的区别，理解变化率概念。。

3、知道什么是匀变速直线运动，知道匀变速直线运动是加速度大小和方向都不变的运动。

4、理解并会用速度图象分析加速度。

核心能力

1、由速度的概念到加速度的概念，是深入研究机械运动的思维上的更精确的深化；

2、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，培养学生逻辑思维能力。

3、由平均加速度到瞬时加速度概念，同样用了极限的思维方法；

4、速度图线是利用数学方法描述物理规律的重要方法。

科学品质

1、加速度的概念的引入，不仅仅是为了在物理理论上更精确地描述机械运动的需要，在具体的工农业生产和日常生活中都是极为有用的概念，通过学习加速度激发了学生强烈的科学情感。

2、从速度的概念到加速度的概念的学习说明了物理学不是僵化的，它不仅是严密的而且是和谐的。

3、有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

【教学重点】

1、加速度概念的建立过程

2、弄清加速度与速度、速度改变量之间的区别，理解加速度是如何描述速度矢量改变快慢的。

【教学难点】

1加速度概念的理解，树立变化率的思想

2利用v-t图象来分析加速度的相关问题

【教学方法】教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。探究法、讨论法、实验法。

（一）新课导入

教师引导学生三种车辆速度随时间的变化规律,分析比较发现:三种车辆的速度均是增大的,但它们速度增加得快慢不同。

那么,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

一、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。

二、加速度

1．定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。用a表示。

2．定义式：a=（v-v0）/t 或 a=△v/△t

3．单位：国际单位：m／s2。，读作：米每二次方秒

4．物理意义：表示速度改变快慢的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内速度的变化量。

5．加速度的方向：

①加速度的方向始终与速度变化vt-v0或△v的方向相同。

②在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。

若规定v0为正方向，若物体加速运动，vt-v0为正，a为正，a与v0方向相同。

若物体减速运动vt-v0为负，a为负，a 与v0方向相反。

6.对加速度的进一步认识

在单向直线运动中速度是增大还是减小由加速度方向与速度方向相同或相反决定，不是由加速度大小决定

匀变速直线运动是加速度不变的运动。

匀速直线运动是加速度为零的变速直线运动。

速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大，加速度与速度，速度变化无直接因果关系。

加速度很大时，速度可能很小，加速度很小时，速度可能很大。

例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。

三、加速度的方向与速度方向的关系

现在讨论直线运动中的加速度的方向与速度方向的关系

如图，汽车原来的速度是，经过一段时间之后，速度变为。为了在图中表示加速度，我们以原来的速度的箭头为起点，以后来的速度的箭头为终点，做一个新的箭头，表示速度的变化量。由于加速度的a=，所以加速度的方向与速度的变化量的方向相同。

结论：加速度是有大小也有方向

大小：数值上等于单位时间内速度的变化量

方向：与速度的变化量的方向相同

若在直线运动中，如果物体做加速运动，加速度的方向和速度的方向相同；如果物体做减速运动，加速度的方向和速度的方向相反。

例2.一辆汽车在公路上以20m/s运动的汽车没，遇到了红灯，司机立即采取制动，经过5s停止前进，问汽车的加速度多大？方向怎样？

解：初速=20m/s   末速v=0m/s

    所以加速度a==-4 

    负号表示与初速的方向相反

四、从 v-t图象看加速度

通过速度-时间图象不但能够了解物体运动的速度随时间变化的情况，还能知道物体的加速度。

请学生阅读课本P30-31的内容。

图中E、F两点分别表示物体在时刻的速度。从图中可以看出，小三角形的水平的直角边代表时间间隔。竖直角边表示速度的变化量，所以，从曲线的倾斜程度就可以判断加速度的大小，比值就是加速度的数值。

例3.如图所示为一物体的速度-时间,请回答下面的问题

1、前2秒内的加速度

2、2s—4s的加速度

a=0

3、4s—6s的加速度

a===-2

例4 . 如图是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在0~10s内物体的加速度大小是          ，方向是      ；在10~40s内物体的加速度为     ；在40~60s内物体的加速度大小是          ，方向是       。

提示  ，由速度图象读出与△t相应的△v，代入公式即可算得加速度a；由a的正负号即可确定加速度的方向。

解析  由题图可知，在0~10s内物体的加速度为

m/s2=3m/s2

方向向东；在10~40s内物体的加速度a2=0；在40~60s内物体的加速度为

m/s2=－1.5m/s2

负号表示a3的方向与运动方向相反，即方向向西。

点悟  要理解速度图象的物理意义，能根据速度图象和加速度的定义式计算加速度的大小，判断加速度的方向。

五、板书设计

一、速度变化量

二、加速度

1、定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值

2、达式：

a= (或a=)

3、单位

在国际单位制中： 读： 米每二次方秒

    常用单位：     读： 厘米每二次方秒

4.物理意义：描述物体速度变化的快慢的物理量

5.分类：平均加速度和瞬时加速度

三、加速度的方向与速度方向的关系

加速度是矢量

1大小：数值上等于单位时间内速度的变化量

2方向：与速度的变化量的方向相同

四、从 v-t图象看加速度

六、作业布置

课堂作业：课本p33全部

七、小结

1．什么叫加速度?它的定义式、物理意义、单位各是什么?

2．怎样正确理解加速度?加速度与速度间有什么关系?

3．速度的改变量是否总是速度增加?怎样理解加速度的正负号．

4．根据v—t图像怎样求加速度?

5．怎样根据加速度的大小和方向去判定物体的运动规律?

八、视野拓展

加速度与糖尿病患者

前不久，一名由昆明飞往武汉的旅客，刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口，昏了过去。由于患者系独自外出，身边没有同伴，病史无从询问，给诊断救护工作带来非常大的困难，在医护人员的努力下，终于明确诊断其为病死率十分高（40％～70％的死亡率）的“糖尿病高渗性昏迷”，经过抢救患者才脱离危险。这是怎么回事呢？

　　原来，该患者平常仅出现多饮多尿，并没发现自己患有糖尿病。在乘机前几天一直腹泻，在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐，从而导致身体严重脱水。我们知道，在飞机起飞和降落以及气流导致的飞机颠簸时，人体会出现一定程度的重力和加速度作用的变化。实验证明，在加速度作用下，血糖浓度升高，糖原含量降低。动物试验证明，在高空气压降低缺氧时，糖的异生作用增强，血糖升高。患者在以上多因素的作用下，血糖较正常高出近5倍，从而出现高渗性昏迷，差点危及生命。

　　因此，糖尿病患者在选择航空旅行时一定要多加注意。

冲击性加速度或过载对全身作用的机制

冲击性加速度或过载对人体的影响与持续性加速度不同,它主要不是引起血液动力学改变,而是引起疼痛,短暂意识丧失和各种机械性损伤,如组织器官变形、撕裂及破坏等,严重时可致死亡。其影响的程度除了与冲击过载峰值、作用时间、过载速率3个基本参数有关外,还与过载作用的方向、人的体位、束缚状况等因素有关。

　　载人飞船在各个不同的飞行阶段中，加速度的变化很大。火箭起飞时，加速度很小，随着火箭不断上升，推进剂逐渐消耗，加速度就越来越大，在火箭熄火瞬间达到最大值。在飞船返回时，脱离轨道，再入大气层时，又将遇到巨大的峰值减速度。在加速度或减速度值超过一个重力加速度（g=9.8m/s2）时，因惯性力而受到很大的过载，人变重了，这种现象称为超重。60年代的载人飞船，在上升段的最大加速度是8g，返回舱的最大减速度约10g。超重对人体的影响与它的作用方向有关。在飞船上升时，主要影响是头部血压降低，下肢血压升高，视觉减退。返回舱进入大气层时，会导致航天员头部充血。