高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述4 速度变化快慢的描述——加速度第一课时教学设计

1.4  速度变化快慢的描述——加速度

【教材分析】

加速度是描述物体运动的重要物理量。加速度是描述物体运动的又一个重要概念，在前几节内容的基础上。加速度的引入，可以更加完整准确的描述物体的运动情况，促进学生运动观念的逐步建构，教科书以节前问题引出，建立加速度概念的必要性，进而启发学生仿照速度定义式得出加速度的定义式。接着进一步研究加速度矢量的方向，以及如何从v—t图像分析加速度等问题，同时通过“思考与讨论”栏目对联系生活实际的举举例，加深对加速度及相关概念的理解辨析，而“科学漫步”则是从更普遍的角度研究变化率的含义和意义应用，开阔视野，“STSE”从交通工具的发展变化讨论其与社会发展、能源与环境的关系引发学生对于人类与自然和谐和谐发展的思考。本节教学的重点与难点是建立和理解加速度的概念。一是加速度概念比较抽象，学生在生活经验中对他没有清晰的印象和深入的思考。分辨不清快的含义是速度大还是加速度大；二是加速度矢量的方向，不像速度位移那么直观，它取决于一个对学生比较陌生的概念——速度变化量的方向，因而学生对加速度方向的理解比较困难；三是应用v—t图像分析加速度，需要学生有一定的应用数学，研究物理问题的能力。本节课内容多而且理解困难，所以安排2课时。

【教学目标与核心素养】

[物理观念]能建立加速度的概念，并将加速度概念与生活中相关现象联系起来，能从物理学的视角观察身边的运动现象，并能正确辨析速度和加速度。

[科学思维]体会速度的比值定义法，体会研究瞬时速度用的极限方法和抽象思维的方法。

[科学探究]理解速度、速度变化量、速度变化率即加速度，并知道三者的区别和联系。

[科学态度与责任]通过介绍各种工具的加速度，去感知科学的价值和应用；培养学生对科学的兴趣，坚定他们学习思考探索的信念。

【教学重难点】

教学重点：建立和理解加速度的概念；加速度矢量的方向。

教学难点：对瞬时速度概念的形成与理解。

【课前准备】

多媒体课件。

【课时安排】

2课时

【教学过程】

第1课时

[新课导入]

教师活动：指导学生仔细阅读课前问题，同时提出问题：

一辆小汽车在10 s内，速度从0达到100 km/h，一列火车在300 s内速度也从0达到100 km/h。虽然汽车和火车速度都从0达到100 km/h，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同吗？如果不能，应该怎样描述呢？

学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案，然后分小组交流讨论，初步建立起加速度的概念。讨论完后找小组展示答案。

归纳总结：如何判断谁速度变化的快？

方法一：速度变化量相同，比较时间t的长短。

例如：汽车和火车从0加速到100 km/h过程中，汽车所用的最短，速度变化的快，汽车加速的快。

方法二：时间t相同，比较速度变化量的大小。

例如：假如用相同的时间，汽车加速到100 km/h，火车加速到30 km/h，说明汽车加速的快。

方法三：时间t不同，速度变化量的大小。比较速度变化量与时间t的大小。

例如：假如用10 s的时间，汽车加速到100 km/h，用10 s的时间，火车加速到30 km/h，速度变化量与时间t的比值，汽车的大，说明汽车加速的快。

★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。

2．公式：  式中vt、v0分别表示质点的末速度和初速度，t是质点的速度从v0变化到vt所需的时间，a表示质点的加速度。

3．单位：国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2。

4．加速度是矢量：既有大小，又有方向，加速度的方向与速度改变量Δv的方向相同。

5．物理意义：加速度是表示速度矢量改变快慢的物理量，其大小在数值上等于单位时间内速度的改变。

教师活动：指导学生仔细阅读分析两种运动实例，同时提出问题：

甲汽车初速度v1等于10 m/s，末速度v2等于20 m/s，乙车初速度v1等于20 m/s，v1等于10 m/s，两车速度变化经历的时间均为2 s，组织学生定量计算和矢量作图研究并讨论下面问题：

如何用有向线段表示速度v？

如何计算速度变化量Δv？

甲乙两车的Δv一样吗？

如何确定加速度的方向？

如何定义加速运动和减速运动？

学生活动：定量计算和矢量作图，寻求答案，然后分小组交流讨论，讨论完后找小组展示答案。

归纳总结：

★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。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。

典例分析

【例1】下列关于速度和加速度的说法中正确的是（    ）

A．物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大

B．物体运动的加速度为零时，它的速度可能很大

C．加速度就是“加出来的速度”

D．物体的加速度减小时，速度一定在减小

【答案】B

【例2】沿光滑水平地面以10 m/s运动的小球，撞墙后以原速大小反弹，与墙壁接触时间为0.2 s，求小球在此段时间段内的加速度。

【答案】100 m/s2  方向：与初速度方向相反

【例3】(多选)以下几个情况中，物体做加速运动的是（    ）

A．v0>0，a>0，且加速度减小

B．v0>0，a<0，且加速度变大

C．v0<0，a <0，且加速度变大

D．v0<0，a >0，且加速度变小

【答案】AC

板书设计

                物理意义：描述速度改变的快慢

   加速度a      方向：与Δv方向一致

                单位：m/s2

加速度的方向：始终与速度变化vt-v0或△v的方向相同