高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 速度变化快慢的描述——加速度教案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 速度变化快慢的描述——加速度教案，共6页。

科目
物理
年级
高一
作者
时间
年 月 日
课题
§1.5：速度变化快慢的描述――加速度
教学目标
︵
知识
能
力品
德
︶
1．知识与技能
⑴理解加速度概念、物理意义及与速度快、慢的区别，知道加速度的公式、符号、单位。
⑵理解加速度的矢量性，能判断物体是做加速运动还是减速运动。
2．过程与方法
⑴利用一些更通俗的生活事例，如百米起跑，赛车起跑的速度变化快慢情况或者通过播放相关录像片断的方法来增强学生的感性认识，顺暢地引入加速度的概念。
⑵在与学生进行新知识探究的同时，适当加入几道针对性练习及能力提高的题目，培养学生利用知识解决实际问题的能力。
⑶通过布置研究性课题，让学生亲自动手，收集分析数据，体验加速度在生活中的意义。
3．情感态度与价值观
⑴通过本节的学习，使学生了解物理学对经济、社会发展的贡献，体会物理与生活的密切关系，提高学生学习物理的兴趣。
⑵通过研究性课题，能让学生领略到生活的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。
⑶培养学生主动与他人合作的精神，并能将自己的见解与他人交流。
教材分析
︵
重点难点
︶
1．加速度的概念及与速度快慢的区别是本节教学的重点。
2．对加速度概念的理解是本节教学的难点。
时序
教学操作过程设计（重点写怎么教及学法指导，含课练、作业安排）
[新课导入]
【讨论与交流】
利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车、运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论．谁的速度“增加”得快?如何来表示增加的快慢?
课件展示：某竞赛用的跑车启动时，3．87 s内速度达到100 km／h，某高速列车启动时，265 s内速度达到250 km／h，自行车9 s内速度达到15 m／s，而100 m跑运动员起跑时，O．2 s内速度达到12 m／s．
师：试根据上述数据，推算出这些物体启动时，速度的增加量和1 s内速度的增加量，并填入下列表格：
生：计算可以得到如下数据：
师：很明显，这几个运动物体速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，且速度增加大的不一定就增加得快．为了描述物体运动中速度变化的快慢，人们引人了加速度的概念——加速度是用来描述速度变化的快慢的物理量．
[新课教学]
一、加速度
师：请回忆一下我们是怎样描述物体运动位置的变化的?例如在直线运动中，物体从A点运动到B点，如下图1—5—1所示．
建立数轴AB，设A点在数轴上的读数 (一维位置坐标，下同)为2 m，B点在数轴上的
读数为7 m，则物体运动位置的变化大小为多少?
师：如果物体从A到B是做匀速运动，如果所用时间为t=10 s，怎样求这段过程中物体的速度?
如果物体做加速直线运动，同样在10 s内，速度从2 m／s增加到7 m／s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢?
如果用符号a表示物体速度增加的快慢，表示物体的速度变化量，出表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达呢?
不同物体的运动，速度变化的快慢往往是不同的，再看下面的例子．
案例1：飞机的速度由O增加到约300 km／h，飞机的速度的变化是多少?若发生这一变化用时约30 s，则物体的速度平均每秒增加多少?
案例2：追击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在O.005 s内就可以由0增加到250 m／s，炮弹速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少?
学生讨论后回答．
师：上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法．其中的是变速直线运动的加速度的基本定义式．
在国际单位制中，加速度的单位是m／s2，读作米每二次方秒．
师：加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向．
当物体加速时，则>O，时间△t是标量，加速度a的计算值为正值，如果以初速度的方向为正方向(即初速度取正值)，。为正值则可表示a的方向与初速度的方向相同，
或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动．
当物体是减速时．则 师：阅读课文，说说什么是匀变速运动．(如果物体的加速度保持不变，该物体的运动就是匀变速运动．)
师：如同平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均和瞬时之分．在匀变速运动中，平均加
速度与瞬时加速度有什么关系?(在匀变速运动中，其速度随时间均匀变化(增加或减少)，每时每刻的加速度，即瞬时加速度与一段时间内的加速度，即平均加速度相同．)
师：匀速直线运动可看成什么运动?(可看成加速度为零的匀变速运动．)
【实验与探究】
课题：体验1 m／s。加速度究竟有多大．
实验器材：高度约为斜面长度的十分之一的斜面(越光滑越好)．
体验方法：把斜面的高度调节为斜面长度的十分之一(向学生讲明)，让小球在斜面上滚下(注意观察速度变化的快慢程度)，小球在这个斜面上运动的加速度便大约是1 m／s2．它的含义是说物体每秒钟速度的改变量是1 m／s．
【讨论与交流】
师：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430 km／h，它的加速度一定很大．”这一说法对吗?
为什么? (不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零．)
师：运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗? (不对．由公式n一岩可知，加速度等于速度的变化量和时间的比值，因而加速度是速度对时间的变化率．所谓某一个量对时间的变化率，是指单位时间内该量变化的数值．变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小．)
【说一说】
日常生活中，对于运动物体说它走多远，是指路程或位移，说它走得多快，是指速度，而对加速度则没有相对应的典型词语．一般只有笼统的“快”和“慢”，往往指的是速度，但有时也有一些说法是模模糊糊地指加速度．请大家讨论哪些说法中指的是加速度?
生1：汽车的加速性能是汽车的一个很重要的参数，有人说，我这车好，启动快．
生2：在百米赛跑中，我们常说某某同学素质好，有很好的爆发力，起跑快．
【阅读】
师：请学生阅读教材第30页“一些运动物体的加速度”．
学生阅读“一些运动物体的加速度”后应注意：
1．注意标题后括号内标明的“a／(m·s-2)”的含义，注意养成时时关心物理单位的习惯．
2．阅读汽车、电车、旅客列车、炮弹加速时的典型值，形成大小印象．
3．表中汽车急刹车时的加速度值为负值，这是什么含义?这是因为加速度是矢量，不但有大小，而且有方向，而负号只表示其方向。不表示其大小．
师：加速度大小反映了什么?加速度的方向一定跟什么方向相同?
生：加速度大小反映了物体速度改变的快慢，加速度越大，速度改变得越快，加速度越小，速度改变得越慢．加速度的方向跟速度改变的方向总是相同．
师：加速度跟速度是否有关?
生：加速度和速度是两个完全不同的物理量，加速度反映了物体速度改变的快慢，而速度反映了物体运动的快慢．不能根据加速度大小，判断物体运动快慢(速度大小)，也不能根据速度大小判断速度改变的快慢(加速度大小)，同样不能根据加速度方向判断物体的运动方向(速度方向)，也不能根据速度方向判断物体速度改变的方向(加速度方向)．
师：物体做匀加速直线运动时，加速度一定为正吗?物体做匀减速直线运动时，加速度一定为负吗?
生：不一定．物体做匀加速直线运动时，加速度方向一定跟物体的运动方向相同，物体做匀减速直线运动时，加速度的方向跟物体的运动方向相反．但是，加速度是正值还是负值，与正方向的选取有关，若取运动方向为正方向，则匀加速直线运动的加速度为正值，匀减速直线运动的加速度为负值；若取运动的反方向为正方向，则匀加速直线运动的加速度为负值，匀减速直线运动的加速度为正值．
师：加速度增加的运动是加速运动，加速度减小的运动是减速运动．这种认识对吗?如果不对，你认为应该怎样根据加速度判断物体的速度是增加还是减小?
生：不对．加速度的大小反映的是速度变化的快慢，并不能反映速度的大小．应该根据加速度的方向和速度方向的关系，判断速度增加还是减小．只要加速度方向跟速度方向相同，无论加速度大小如何变化，物体一定做加速运动；只要加速度方向跟速度方向相反，无论加速度大小如何变化，物体一定做减速运动．
师：速度、速度变化量及加速度有何区别?
生：速度是用来表示物体运动快慢的物理量，它等于位移和所用时间的比值，而加速度是用来表示物体的速度变化快慢的物理量，它等于速度的变化量和时间的比值(速度的变化率)．加速度的大小只反映物体速度变化的快慢，不能反映物体运动的快慢，加速度大说明物体速度变化得快，并不意味着物体就运动得快．力Ⅱ速度小说明物体速度变化得慢，并不意味着物体运动得慢；加速度为零，说明物体速度不变化，但并不意味着物体的速度为零，物体可能以很大的速度做匀速直线运动．不仅速度大小和加速度大小没有必然联系，速度方向和加速度方向也没有必然联系．加速度方向与速度方向可能相同，也可能不相同．对于速度的变化量和加速度的区别，可根据加速度的定义n一半来理解，加速度是速度的变化率，而不是速度的变化量，加速度表示的是速度变化的快慢，而不是速度变化的多少，速度的变化量不仅与加速度有关，还与时间有关．因此，根据加速度不能判断速度变化的量的大小，反过来，根据速度变化量大小也不能判断加速度的大小．
师：加速度和速度的区别：
(1)速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大．
(2)速度变化量大，加速度不一定大．
(3)加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零．
【例题剖析】
(出示例题1)做匀加速运动的火车，在40 s内速度从10 m／s增加到20 m／s，求火车加速度的大小．汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2 s内速度从10 m／s减小到零，求汽车的加速度大小．
(出示例题2)判断下列说法是否正确．
①做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同．
错．只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同．
②做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大．
错．速度变化大，但不知所用时间的多少．
③做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大． 对．
师：下面分组进行探究：
探究1：某同学骑着自行车和学校百米冠军赛跑．观察并思考，起跑时谁的加速度比较大些?将观察结果与同学交流一下，得出较一致的结论．
参考：创造条件，亲自观察，培养有目的的观察能力；加强交流，善于交流，增强协作精神．
比较方法：相同时间内，谁的速度变化得快，谁的加速度就大．
探究2：小球沿斜面的运动可近似看成是匀加速直线运动．猜想一下，加速度的大小与哪些因素有关?(比较加速度的大小时，可通过观察小球滚动时速度改变的快慢来进行)
要求：(1)将猜想的结果互相讨论，最后得出共同的猜想．若有条件，可以用实验检验一下你的猜想． (2)实验探究时要注意加强交流与合作，检验猜想时要注意控制变量．
参考：(1)几种可能猜想：小球的质量、斜面的粗糙程度、斜面的倾角、斜面的长短等(还有什么可能，你自己去猜想，这里给出的只是参考，并不一定是标准答案，要善于通过讨论和交流最后得出正确的答案)．
(2)探究时，一定要先设计好实验方案，注意体会控制变量法．可保持其他量不变，研究小球质量与加速度的关系；或研究粗糙程度与加速度的关系；研究倾角与加速度的关系；研究长度与加速度的关系等．
根据上述信息，回答下列问题 ：我国航天英雄杨利伟乘“神舟”五号升入太空和返回地面的过程，采取什么姿势(站、坐、 备躺)较好?身体与加速度方向什么关系? 答案：躺倒垂直
二、从v一t图象看加速度
师：速度一时间图象描述了什么问题?怎样建立速度一时间图象?
生：速度一时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度一时间图象．
【思考与讨论】
图1—5—2中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度一时间图象，哪个物体运动的加速度比较大?
教师引导，学生讨论后回答．
学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述．
师：我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量△v，时间间隔．
生：这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式就行了。
【课堂训练】
如1—5—3图是某质点做直线运动的v一t图象，从图上求出各段的速度变化及加速度．
[小结] 本节课重点学习了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及这里的“加”并不是“增加”的意思，它反映的是速度变化快慢的程度．
速度、速度的变化量和加速度
速度等于位移跟时间的比值．它是位移对时间的变化率，描述物体运动的快慢和运动方向．也可以说是描述物体位置变化的快慢和位置变化的方向．速度越大，表示物体运动得越快(或位置变化得越快)．速度的方向就是物体运动的方向．速度是状态量，与时刻(或位置)相对应．
速度的变化量是描述速度改变的多少，它等于物体的末速度和初速度的矢量差．它表示速度变化的大小和变化的方向．速度的变化量是过程量，它对应某一段时间(或某一段位移)．
加速度是速度的变化与发生这一变化所用时间的比值．也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化．它描述的是速度变化的快慢和变化的方向．加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定，与速度本身的大小以及速度变化的大小无必然联系．
教
学
后
记