高中物理 第一章 第5节 速度变化快慢的描述─加速度教案 新人教版必修1.doc

5速度改变快慢的描述加速度三维目标 知识与技能1理解加速度的意义，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，能用公式a进行定量计算；2知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动；3理解匀变速直线运动的含义，能从匀变速直线运动的vt图象理解加速度的意义。过程与方法1经历将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动。通过事例，引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实，提出为了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣；2帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度；3教学中从速度时间图象的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”（即斜率），让学生在实践中学会应用数据求加速度。情感态度与价值观1利用实例动画激发学生的求知欲，激励其探索的精神；2领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力；3培养合作交流的思想，能主动与他人合作，勇于发表自己的主张，勇于放弃自己的错误观点。教学重点 1加速度的概念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利用图象来分析加速度的相关问题。教具准备 多媒体课件，带滑轮的长木板、小车及砝码等。课时安排 2课时教学过程 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？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，0.2 s内速度达到12 m/s。试根据上述数据，推算出这些物体启动时，速度的增加量和1s内速度的增加量，并填入下列表格：启动物体速度增加量（m/s）1 s内速度的增加量（m/s）速度增加的快慢程度（最快、较快、较慢、最慢）竞赛用跑车27.87.2较快高速列车69.40.26最慢自行车151.7较慢运动员1260 最快很明显，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。同样都是变速直线运动，还存在着速度改变快慢的问题。为了描述物体运动中速度变化的快慢，引入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、加速度位移和所用时间的比值表示物体运动的快慢。物体做变速运动时速度是变化着的，如果物体做加速直线运动，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？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运动速度增加的快慢。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0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：迫击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在0.005 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？第一个案例：300 km/h约相当于83 m/s，2.8 m/s2；第二个案例：5104 m/s2。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。1、定义速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，叫做加速度。加速度是表示速度变化快慢的物理量。加速度是用来表示速度变化快慢和方向的物理量，或者说是“速度变化的速度”，在数值上等于单位时间内速度的变化，亦可称之这速度的变化率。根据这一定义求出的应是平均加速度。2、公式a （在直线运动中，一般以v0的方向为正方向）（量度式）3、单位在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2，常用的单位还有cm/s2。4、加速度是矢量速度v是矢量，速度的变化量vv2v1是矢量，单位时间内速度的变化量即加速度也是矢量。大小：等于单位时间内速度的变化，即等于速度的变化率；方向：与速度的变化量v方向一致。5、平均加速度与瞬时加速度（1）平均加速度做变加速运动的物体，某段时间内速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，叫做平加速度。（2）瞬时加速度运动物体在某一时刻或某一位置的加速度，叫做瞬时加速度。二、加速度与速度的关系1、加速度与速度的大小关系【讨论与交流】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？不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零。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？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a，其大小与速度的变化量和时间都有关系。速度大的物体，速度变化量不一定大。速度变化量大的物体，速度的变化率也不一定大。总之，速度v、速度的变化量v、加速度a（速度的变化率）的大小无直接关系。加速度大小不变的物化，速度可以变化；加速度变大的物体，速度可能变大，也可能变小；加速度变小的物体，速度可能变大，也可能变小。所以，加速度大小的变化与速度大小的变化也无直接关系。速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。速度变化量大，加速度不一定大。加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。【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。2、加速度方向与速度方向的关系以初速度v0方向为正方向，当物体做加速运动时，则vv2v10，时间t是标量，加速度a的计算值为正值，a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。以初速度v0方向为正方向，当物体是减速时，则vv2v10，时间t是标量，加速度a的计算值为负值，a为负值则可表示a的方向与初速度的方向相反，或反过来说，若加速度a与初速度反向时，则这个直线运动为减速运动。v 0v tvav 0v tva加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小，也不能作为判定是加速还是减速的判据，因为加速度的正、负与正方向的选定有关。当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，所以教学中不必强化。也可类比v中速度v的方向与位移x的方向相同，理解a中速度a的方向与速度变化量v的方向相同。加速度的方向与速度变化量的方向相同，速度变化量的方向与速度的方向无直接关系，故加速度方向与速度方向无直接关系。【阅读】请学生阅读教材第27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/（ms2）”的含义，注意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。【讨论与交流】1、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?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。2、加速度跟速度是否有关?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）。3、物体做加速直线运动时，加速度一定为正吗?物体做减速直线运动时，加速度一定为负吗?不一定。物体做加速直线运动时，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。4、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?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。【例题剖析】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。解析：这是利用公式a求解a的题目。火车的初速度、末速度、加速度和加速运动的时间分别用v0、vt、a和t表示。汽车的初速度、末速度、加速度和刹车的时间分别用v0、vt、a、t来表示。由于v010 m/s，vt20 m/s，t40 s，所以火车的加速度a0.25 m/s2。由于v010 m/s，vt0，t2 s，所以汽车的加速度a5 m/s2。答：火车的加速度的大小是0.25 m/s2，汽车紧急刹车时的加速度大小是5 m/s2，负号在这里表示汽车做减速运动。三、从vt图象看加速度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，速度为纵轴，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。【思考与讨论】t/sv/(ms1)t1t20v1v2abtv右图中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度时间图象，哪个物体运动的加速度比较大？为什么？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。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。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t。图中的小三角形水平的直角边代表时间t，竖直直角边代表速度的变化量v。因此在vt图象中可以根据曲线的倾斜程度判断加速度的大小，比值就是加速度的数值。t/sv/(ms1)oabcd【课堂训练】如图所示，是某质点做直线运动的vt图象，根据图象说明物体在各段的运动情况。答案：oa段是加速度大小不变的加速运动；ab段是匀速运动，加速度也为0；bc段是加速度不变的减速运动；cd段是反向加速运动。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，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。在加速直线运动中，速度变化的方向与初速度的方向相同；在减速直线运动中，速度的变化与初速度的方向相反。速度的变化与速度大小无必然联系，速度大的物体，速度的变化不一定就大。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。加速度大表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大。加速度是矢量，它的方向就是速度变化量v的方向，与速度方向无必然联系。加速度是状态量，与时刻（或位置）相对应。可以从速度时间图象中倾斜直线的陡缓定性看出加速度的大小，也可以从图象中定量求出加速度的大小。布置作业教材第29页“问题与练习” 。板书设计5速度变化的快慢加速度一、加速度1、定义速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，叫做加速度。加速度是表示速度变化快慢的物理量。2、公式a（量度式）3、单位在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2。4、加速度是矢量大小：等于单位时间内速度的变化，即等于速度的变化率；方向：与速度的变化量v方向一致。5、平均加速度与瞬时加速度（1）平均加速度做变加速运动的物