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

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——加速度教学设计，共8页。教案主要包含了加速度，从v-t图象看加速度，从v一t图象看加速度等内容，欢迎下载使用。


项目
内容
课题
§1.5速度变化快慢的描述——加速度
修改与创新
教学
目标
1.知道加速度的物理意义.
2.掌握其定义公式和单位.
3.知道加速度的方向与速度变化量方向一致.
4.区别加速度、速度、速度变化量.
教学重、
难点
教学重点 1.加速度概念的建立和加速度与匀变速直线运动的关系.
2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向.
教学难点 1.理解加速度的概念，树立变化率的思想.
2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.
3.利用图象分析加速度的相关问题.
教学
准备
课型
课时
安排
２课时
教学
过程
A 预习本节内容，了解本节内容基本概况
B、新课教学
普通的小汽车和高档跑车的速度都能达到200 km/h,但它们从静止到具有这一速度所经历的时间不同，高档跑车经历的时间要远小于普通的小汽车.哪个速度的变化快呢？速度变化的快慢是衡量汽车档次的一个重要标准.这节课我们就来学习描述速度变化快慢的物理量——加速度.
再如:

万吨货轮起航，10 s内速度增加到0.2 m/s 火箭发射时,10 s 内速度能增到约102 m/s
以8 m/s的速度行驶的汽车在急刹车时2.5 s内能停下来
以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7 s内停下来

在以上中，各物体的速度都发生了变化，怎样才能比较速度随时间变化的快慢呢？
一、加速度
初速度（km/h）
末速度（km/h）
所用时间（s）
轿车启动
20
50
7
5吨货车启动
20
50
38
10吨货车启动
20
50
50
观察表中数据并交流讨论，若在速度改变相同的情况下，可以比较时间的长短，所用时间越短，速度改变得越快.
若如下表所示，既无法用第一种方法，又无法用第三种方法比较，怎样比较它们速度变化的快慢？认真观察表三，通过计算说明这四个物体哪个速度改变得快.
表二：
初速度（m/s）
末速度（m/s）
所用时间（s）
A自行车下坡
2
11
4
B公共汽车出站
0
6
3
C火车出站
0
20
100
D飞机在空中飞行
300
300
10
很明显，这几个运动物体速度的改变量不同，速度改变的快慢也不同，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，人们引入了加速度的概念——加速度是用来描述速度变化快慢的物理量.
回忆怎样描述物体运动位置的变化.例如在匀速直线运动中，物体从A点运动到B点，可以用A、B两点坐标的变化除以所用时间即速度的大小来描述位置变化的情况.
利用速度的表达式类比，在表二中，A物体在4 s内速度从2 m/s增加到11 m/s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？
用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体速度增加的快慢.
如果用符号a表示物体速度增加的快慢，Δv表示物体的速度的变化量，Δt表示物体的速度变化所用的时间，应如何用公式表达A物体的速度变化快慢呢？
结论：a== m/s2=2.25 m/s2
依次完成表三中B、C、D的计算：
对B：a== m/s2=2 m/s2
对C：a== m/s2=0.2 m/s2
对D：a== m/s2=0
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a=式是变速直线运动的加速度的基本定义式.在国际单位中，加速度的单位是
m/s2，读作米每二次方秒.
明确：1.定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.
2.表达式：a=
3.单位及符号
米/秒2 m/s2(国际单位制)
厘米/秒2 cm/s2

两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动，虽然速度变化快慢相同，但速度的变化情况不同，前者速度越来越大，后者则反之.只凭速度变化快慢（速度变化率的大小）不能完全反映速度变化的规律，从而引出加速度不仅有大小，而且有方向，是矢量.
物体做匀加速运动时，加速度的方向跟速度的方向相同；做匀减速运动时，加速度的方向跟速度的方向相反.这是直线运动中（无往复运动）的普遍性结论.至于加速度的正、负问题，只是在特定的条件下（v0取正值） 判断物体做匀加速还是匀减速运动的一种方法，这不是实质性的结论。也可类比v=中速度v的方向与位移Δx的方向相同，理解a=中速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同.
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.
问题探究
问题1：“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？
答：不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零.

问题2：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？
答：不对，由公式a=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.

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.
解：
答案：0.25 m/s2 -5 m/s2
问题互动

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.

二、从v-t图象看加速度
认真观察课本中的v-t图象，并思考：速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度—时间图象？
总结归纳：a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓.所以，a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小.
知识小结：速度—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—时间图象.
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Δv，时间间隔Δt.
这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式a=就行了.
课堂训练
如图1-5-3是某质点做直线运动的vt图象，从图上求出各段的速度变化及加速度.
图1-5-3
解析：速度的变化量等于变化后的速度减变化前的速度，即Δv=v-v0.速度的变化量也是矢量，正值表示速度增加，负值表示速度减小或反向.由图可知：v0=0,va=4 m/s,vb=4 m/s,vc=0.
所以OA段的速度变化量为ΔvAO=va-vO=4 m/s
加速度为a下标AO== m/s2=2 m/s2
AB段的速度变化量为ΔvBA=vb-va=0
加速度为aBA=0
BC段的速度变化量为ΔvCB=vc-vb=-4 m/s
加速度为aCB== m/s2=-4 m/s2.
答：OA段的速度变化为4 m/s，加速度为2 m/s2；AB段的速度变化为0,加速度也为0；BC段的速度变化为-4 m/s,加速度为-4 m/s2.
板书
设计
§1.5速度变化快慢的描述——加速度
加速度
加速度：速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值。（描述速度变化快慢的物理量） 符号：a 单位：m／s2 或m.s-2，读作米每二次方秒。 二、加速度方向与速度方向的关系
在直线运动中，如果速度增加，则加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，则加速度方向与速度的方向相反。
三、从v一t图象看加速度
从直线的倾斜程度能判断加速度的大小，在同一v一t图象中，直线越陡，加速度越大。
教学
反思
加速度概念是高中物理最为抽象的概念之一，高一学生在此时对加速度的理解还有欠缺之处。