江西省南昌三中高中物理 1.5速度变化快慢的描述加速度教案 新人教版必修1.doc

1.5速度变化的快慢的描述加速度一、教材分析 本节以“思考与讨论”作为开始，以实际情景让学生领会加速度的意义和引入加速度必要性。所以教师在导入加速度的概念时，要注意落实“思考与讨论”，让学生充分发表意见，在具体的事例中，要求学生了解“速度大”、“速度变化大”和“速度变化快”含义的不同，这样学生们才会感到有必要引入一个新的物理量。 本来比较速度变化的快慢也有两种方法：一种是比较相同时间内速度变化量的大小；另一种是比较发生相同的速度变化所需要的时间长短。但教材是将比较质点位置移动快慢的思想直接迁移过来，通过实例分析，使学生明白不同运动物体的速度变化快慢不同，表现在速度的变化与发生这个变化所用时间的比值不同，从而引入加速度的定义方法a=v/t。加速度表示速度的变化快慢，包括速度增加的快慢和减小的快慢，不能误认为只要有加速度的运动速度就一定是增加的。广义地讲，加速度不仅可以描述速度大小的变化快慢，而且也可以描述速度方向变化的快慢，本节教材不研究速度方向变化的情景。加速度的矢量性是一个难点，教材是以与速度方向相同或是相反来表述加速度的矢量性的。如果以初速度方向为正方向，那么加速度就有正负之分，加速度的正负表示加速度的方向，不表示加速度的大小。匀变速直线运动的规律是下一章要研究的基本内容，关于匀变速运动的概念，教材是通过说明加速度有平均加速度与瞬时加速度之分引入的，并没展开讨论。物理学的发展离不开数学，学好高中物理也离不开数学。本教材注意加强了数学在物理教学中的作用，把图象作为一种重要的研究方法，充分利用图象来表达速度变化的规律。 第28页的课文是要从速度时间图象中看出物体的加速度。教材没有涉及“斜率”这个术语，但是要求学生知道，曲线的倾斜程度反映加速度的大小。学生要能从图象上量出v和t的值，然后根据定义计算加速度。 第28页“科学漫步”的目的是把物理课中学到的速度、加速度的概念拓展到物理课之外。自然现象甚至到社会现象中的许多道理都是相通的，学生要形成一种习惯，把学校中某课程中学到的道理迁移到其他领域。学过科学课程之后，学生看待世界视角应该与前不同，这就是新课标所要求的科学方法、科学态度、科学的价值观。第28页“科学漫步”的“变化率”的安排就是出于三维课程目标的考虑。“问题与练习”第4题除了练习计算加速度外，还有助于理解平均速度与瞬时速度的关系。分别算出两个遮光板经过光电门时的平均速度，这就是过程始末的瞬时速度。没有必要推算两个遮光板的前沿经过光电门时的瞬时速度，要让学生理解 “追求无限精确”的思想是无意义的，这种思想是脱离实际的，应该改变。二、教学目标【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了解它的定义式和单位； 2了解加速度的矢量性，会根据速度与加速度方向的关系判断运动性质 ；3.通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程，了解和体会比值定义法在科学研究中的应用；4.理解加速度的概念，区别速度、速度变化量和速度变化率，能在生活中准确地使用加速度的概念； 5能用vt图象计算加速度的大小，体会数学在物理中的重要性【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教学中从速度一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，勇于放弃自己的错观点三、教学重点 1加速度的概念建立和加速度与速度的关系 2加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向四、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五、教学方法比较、分析、讨论法、讲授、练习六、教学过程设计讨论与交流 利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等图片，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，4s内速度达到108kmh；某高速列车启动时， 120s内速度达到108kmh；自行车4s内速度达到6 ms；而100 m跑运动员起跑时，0.2s内速度达到12ms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：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：启动物体速度增加量(ms)经历的时间（s）1 s内速度的增加量(ms)速度增加的快慢程度(最快、较快、较慢、最慢)a竞赛用跑车3047.5较快b高速列车301200.25最慢c自行车641.5较慢d运动员120.260最快比较a和b：它的速度的变化量相等(30ms)，a经过的时间比b短，在速度变化量相等的情况下，运动时间短的物体速度改变快，即跑车比列车速度改变快比较a和c：它的经过的时间都是4 s，a速度的变化量比b大，在经过的时间相等的情况下，速度变化量大的速度改变快，即跑车比自行车速度改变快 比较c和d：它们的速度变化量和所用的时间都不相同，要比较它们速度改变的快慢，只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量，单位时间内速度变化多的物体速度变化快，得运动员速度变化(每秒钟改变60ms)比自行车、列车、跑车速度变化(每秒钟改变1.5ms)快 因此，单位时间内速度变化量大的物体速度变化快上述四物体，运动员速度变化最快，火车速度变化最慢师：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 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，如下图所示建立数轴ab，设a点在数轴上的读数x1(一维位置坐标，下同)为2 m，b点在数轴上的读数x2为7m，则物体运动位置的变化大小为多少?生：xx2一xl7 m一2 m5 m，方向由a指向b师：如果物体从a到b是做匀速运动，如果所用时间为t10s，怎样求这段过程中物体的速度? 生：物体运动的速度vx/t5m10s0.5m/s，方向从a指向b 师：如果物体做加速直线运动，同样在10s内，速度从2ms增加到7ms，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢?生：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 师：如果用a符号表示物体速度增加的快慢，v表示物体的速度变化量，t表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达呢? 生：av/t(7-2)m10s20.5m/s2 师：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。增加到约300kmh，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 ms，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 生1(回答第一个案例)：300kmh约相当于83ms，av/t(830)/30m/s22.8m/s2 生2(回答第二个案例)：av/t(2500)/0.005m/s25104m/s2 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av/t是变速直线运动的加速度的基本定义式(板书) 加速度 (1)定义：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值 定义式：av/t =（vt-v0）/t v0开始时刻物体的速度 vt经过一段时间t时的速度 (2)物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量 (3) 国际单位：ms2或ms-2读作米每二次方秒 (4)加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向师：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 二、加速度方向与速度方向的关系 加速度定义公式中时间t是标量，是没有方向的，因此加速度a的方向跟速度改变量v的方向相同，对做直线运动的物体，加速度的方向与初速度v0的方向相同或相反，若取v0的方向为正方向，则a的方向可用正负号来表示因此： 加速度的方向和速度改变量的方向相同 加速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相同，为正值减速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相反，为负值【分析】当物体加速时，则v =（vt-v0）0，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 v0取正值)，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 当物体是减速时，则v =（vt-v0）0，时间t是标量，加速度a的计算值为负值，如果仍以初速度的方向为正方向(即初速度iv0取正值)，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【体验1 ms2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 ms2它的含义是说物体每秒钟速度的改变量是1 ms 【讨论与交流】师：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430 kmh，它的加速度一定很大”这一说法对吗?为什么?生：不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度却为零师：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?生：不对由公式av/t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为了表述交通车辆的加速性能，常有这样的术语：“提速很快”、“提速很慢”。再如“发射快”、“赶上去”、“快停车”等术语。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(ms-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?生：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，则加速直线运动的加速度为正值，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，则加速直线运动的加速度为负值，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：速度是描述位置变化快慢的物理量，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；加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，物体可能以很大速度的做匀速直线运动。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av/t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，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小师：小结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 三、从vt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】 左图中两条直线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 生：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 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t 生：这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式av/t(2)在vt图像中，图像的斜率在数值上等于加速度【问题与练习】例题1 做加速运动的火车，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？火车做加速直线运动，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a与v方向相同。 汽车做减速直线运动，2秒内速度的改变量为，说明与v方向相反。，说明a方向与方向相同，与v方向相反。强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。总结：加速运动：vtv0， v为正值，a0，a与v0方向一致。减速运动：vtv0， v为负值， a0， a与v0方向相反。例2、请回答：（1）图线分别表示物体做什么运动？ （2）物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？分析：甲做加速直线运动，方向a与v0方向相同。乙做减速运动， a方向与v0方向相反。例3问题：两条直线分别是两个物体运动的v-t图象，哪个物体运动的加速度大，为什么？分析讨论：甲的加速度大。图线的倾斜程序反映a的大小。【阅读科学漫步】“科学漫步”的目的是把物理课中学到的知识拓展到物理课之外。关于这部分的教学，重在培养学生联系社会那种意识，把在课程中学到的道理迁移到其他领域，以更科学地去观察世界、认识世界。 总结、扩展 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vt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?七、教学资源 1.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