《速度变化快慢的描述──加速度》教案18（人教版必修1）.doc

速度变化的快慢加速度（一）知识与技能1、理解加速度的概念。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、知道加速度是矢量。知道速度改变量与加速度的区别。3、知道什么是匀变速直线运动。能从匀变速直线运v-t图象理解加速度的意义。（二）过程与方法1、培养学生利用物理语言分析、思考和辨析的能力。2、帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度。3、培养学生的阅读自学能力。（三）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、培养合作交流的思想，能主动的与他人合作，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、理解加速度的概念。树立变化率的思想。2、利用图象来分析加速度的相关问题。教学难点1、为什么要引入加速度的概念，理解它的意义。2、加速度的矢量性。教学方法1、创设情景，导入目标，自主分析积极探索表达交流，得出加速度的概念；2、通过分析，强化训练，使学生真正理解加速度的概念。教学过程（一）引入新课利用多媒体投影播放小汽车、火车、飞机等录相，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？引入加速度。（二）进行新课1、对加速度概念的学习教师活动：多媒体展示以上三种交通工具的速度达到100km/h所用的时间，启发学生如何表示谁的速度增加的快。学生活动：同学间展开讨论、思考。教师活动：帮助总结。速度的变化量与发生这一变化所用的时间的比值来体现“速度增加的快慢”，用“加速度”来表示。公式为学生活动：记忆，反思，讨论，体会。教师活动：提出问题：1、导出加速度的单位是什么？2、加速度是一个怎样的物理量？学生活动：分组展开讨论，积极的思考，选出代表回答。教师活动：帮助总结。加速度是矢量，大小可以用公式来求。它的方向呢？学生活动：相互讨论，发表自己的观点。教师活动：帮助学生总结：加速度的方向就是速度变化的方向。在加速直线运动中，加速度的方向与速度的方向相同。在减速直线运动中与速度的方向相反。提出问题：请以身边熟悉的物体的运动为例进行说明。学生活动：以汽车等交通工具的启动和刹车为例相互讨论，发表自己的观点。2、从v-t图象来研究加速度教师活动：提问-讨论-投影（1）在匀速运动中，v恒定，加速度为零。（2）在匀变速运动中，v随着t的变化而变化，加速度为一定值。（3）匀变速直线运动的v-t图象，直线的陡度（斜率）表示加速度，加速度大，陡度大；加速度小，陡度小。学生活动：学生讨论，建立勇于放弃和修正自己的错误的观点。教师活动。依据图形确定加速度的大小。 学生活动：独立作答，相互讨论，正视和改正自己的错误。 教师总结：在日常生活中，对于物体可以问它走了多远，这是路程的概念；可以问它走的多快，这是速度的概念。然而我们的生活中，没有与加速度对应的词语，生活中一般只有笼统的快和慢。这里有时指速度，有时指加速度，让学生多举例，激发学习的积极性。学生活动：总结后作答，其他同学做补充。（三）课堂总结、点评加速度是力学中非常重要的概念，它是力和运动联系的纽带，掌握它对今后的学习有重要作用。对加速度的理解应从以下几个方面突破：从加速度的定义和物理意义来理解，加速度是用比值来定义的，它是表示质点的速度随时间变化快慢的物理量，等于质点速度对时间的变化率。从加速度的矢量性来理解，加速度是矢量，它的方向由合外力方向决定（在牛顿第二定律中会有更精确的叙述），加速度的方向决定质点速度的变化量的方向。当质点做匀变速直线运动时，加速度方向是不变的；当质点做一般变速运动时，加速度方向可能发生变化。加速度方向与速度方向没有必然联系。从加速度的数值上来理解，当质点做匀变速直线直线运动时，加速度在数值上与质点单位时间内速度的变化量相等。从加速度与运动的关系来理解，若a与v同向则加速；若a与v反向则减速。a恒定（大小、方向均不变），物体做匀变速直线运动，a0匀加速，a0匀减速。（四）实例探究关于加速度概念的理解例1下列关于加速度的描述中，正确的是 （ ）A加速度在数值上等于单位时间里速度的变化B当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动C速度方向为正，加速度方向为负D速度变化越来越快，加速度越来越小解析：由加速度公式，可知，加速度在数值上等于单位时间里速度的变化。故A正确。当加速度与速度方向相同时，速度增大。故B错误。速度方向为正，加速度方向可以为正（速度增加）也可以为负（速度减小），故C错误。加速度表征速度变化的快慢，速度变化越来越快，加速度越来越大。故D错误。答案A区别速度与加速度（两个快慢）例2关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（ ）A速度变化得越多，加速度就越大B速度变化得越快，加速度就越大C加速度方向保持不变，速度方向也保持不变D加速度大小不断变小，速度大小也不断变小读题指导：（1）对于速度，要明确v，v，v/ t的区别；（2）速度v与加速度a都是矢量，要注意其方向性。解析：“速度变化得越多，是指v越大，但若所用时间t也很大，则v/ t就不一定大，故A错。“速度变化得越快，是指速度的变化率v/ t越大，即加速度a越大，B正确。加速度方向保持不变，速度方向可能变，也可能不变，当物体做减速直线运动时，v=0以后就可能反向运动。故C错。物体在运动过程中，若加速度的方向与速度方向相同，尽管加速度在变小，但物体仍在加速，直到加速度a=0时，速度就达到最大了。故D错。答案B速度图象中加速度的应用例3如图所示是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在010s内物体的加速度大小是 ，方向是 ；在1040s内物体的加速度为 ，在4060s内物体的加速度大小是 ，方向是 解析：在010s内由图象可以看出速度是增加的：由0增至30ms，因此其加速度大小为m/s2=3m/s2。这段运动是加速运动，故加速度与速度方向相同，向东。在040s内，速度为30m/s不变，故其加速度为0；在4060s内，速度由30ms变为0，是匀减速运动，其加速度大小为1.5m/s2，方向与运动速度方向相反。答案：3ms 与速度方向相同 0 1.5ms2 与速度方向相反课余作业1、思考P30“思考与讨论”栏目中提出的问题。2、完成P31“问题与练习”中的问题。3、阅读教材P31“科学漫步”变化率短文，思考并回答文后提出的问题。速度变化快慢的描述加速度一、教学目标1、知识与技能1.理解加速度的概念，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2.知道加速度是矢量，知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度跟速度改变量的区别3.知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的vt图像中理解加速度的意义 2、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，理解从具体到抽象的思维方法2 通过速度图象的学习，了解用公式和图象多角度描述直线运动的方法和意义3 认识数学工具在物理学发展过程中的作用3、情感、态度与价值观1 认识加速度概念的建立对人类认识世界的意义2 通过图象法的初步应用和极限思想方法的体验，感受数学在探究自然规律过程中的作用二、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 三、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四、课时安排1课时五、教学过程新课导入：列车启动时速度增加得较慢，小轿车启动时速度增加得较快；列车进站时要经过较长的时间才能停下来，速度减小得慢，小轿车遇到有紧急情况刹车时，在很短的时间内就停下来，速度减小的快。可见，速度的变化有快慢之分。前面，我们已经用速度这个物理量来描述物体运动的快慢，是不是还应该有一个物理量来描述速度“变化”的快慢呢？一加速度指导学生快速阅读课本内容，弄清其中的某些概念，然后提出问题，共同探究。提出问题1：在机械运动中，速度指的是什么速度？回答问题1：是某时刻（或某位置）的瞬时速度。提出问题2：速度的改变量指的是什么？回答问题2：速度由经一段时间t后变为，那的差值即速度的改变量。用表示。提出问题3：，越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快。对吗？为什么？回答问题3：可能1：对，因为大，当然变化的快。可能2：不对。大，如用了很长的时间，速度改变也不快。可能3：要比较谁的速度改变的快慢，必须去找统一的标准比较。比如，要比较物体运动的快慢，必须用单位时间作出统一标准去衡量，要比较速度改变的快慢，也必须找单位时间内的速度的改变量。总结：加速度是表示速度改变的快慢，而不是指速度变化的多少，只有用速度的变化和时间的比值，即单位时间内该量变化的数值（变化率）才能表示变化的快慢。1 加速度（1）意义：表示速度改变快慢的物理量。（2）定义：它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。（3）表达式：（4）单位：m/s2、cm/s2提问：加速度是矢量，还是标量，为什么？方向（由谁来决定）与谁的方向一致？回答问题：根据公式中，、， 是矢量，那么也是矢量。t是标量，所以加速度的方向应该与公式中的速度变化即方向一致。研究的方向实际上也就是研究的方向。（板书）设初速正方向（1）物体做加速直线运动、 同向， ，根据= - ，变形为 （2）物体做减速直线运动、 同向， （3）物体先减速后反向加速，、 反向 小结：加速度的方向是速度变化的方向，物体在一直线上运动，设初速度为正方向，速度增大（加速运动），加速度（或）方向与初速方向相同，即为正值；速度减小（减速运动），加速度（或）的方向与初速方向相反，即为负值。回答问题：速度是矢量，速度的变化也是矢量，单位时间内速度的改变量也是矢量。即的方向就是的方向。随堂练习：课本第31页“问题与练习”第2题2速度、速度变化量和速度变化率（加速度）的关系：（1）加速度大则速度大。加速度小则速度小。加速度为则速度也为。这三种说法是否正确？为什么？（2）加速度大则速度变化大。加速度小则速度变化小。加速度为则速度不变化。这三种说法是否正确？为什么？回答问题：（1）加速度是用来表示速度变化快慢的科学概念。它不是速度也不是变化的速度。加速度大，速度变化快。加速度小，速度变化慢。加速度为速度不变化。（2）物体加速度为，说明物体速度保持不变，它可能做匀速直线运动，也可能保持静止。物体有加速度的运动，则一定是变速运动。随堂练习：课本第31页“问题与练习”第2题3匀变速直线运动提出问题：如果比值是恒定的，则这个比值的具体含义是什么？回答问题：就是速度随时间而均匀改变。小结：速度随时间均匀地改变，叫匀变速直线运动，也就是加速度不变的直线运动，这样的运动叫做匀变速直线运动。加速度是矢量，在直线运动中我们用正、负号表示两个相反的方向，所以不是正加速度总是比负的加速度大。在单向的直线运动中，我们把跟速度同方向的加速度用正号表示，反之用负号表示。所以加速度方向不一定是运动方向。二从图象看加速度提出问题：速度时间图象描述了什么问题？怎样建立速度时间图象？回答问题：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，以速度轴为速度轴，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。指导学生阅读课本第30页“思考与练习”回答课本所提出的问题。回答问题：直线比b直线倾斜，也就是说b比较平缓，所以的速度变化快，即的加速度大，b的速度变化慢，加速度小。因为我们如果在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，时间间隔，这样根据加速度的定义式就可以定量求出加速度了。例题：如图请回答：（1）物体3秒内速度的改变量是多少？方向与速度方向什么关系？（2）物体5秒内速度的改变量是多少？方向与其速度方向有何关系？（3）物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？解析：物体做分析物体：作匀变速直线运动，3秒内属于的改变量为，方向与速度方向相同，方向方向相同，即与方向相同。分析物体：作匀变速直线运动，5秒内速度的改变量为，说明与方向相反。，说明方向与方向相同，与方向相反。强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。三布置作业：课本第31页“问题与练习”第1题和第4题四板书设计速度变化快慢的描述加速度一速度：表示运动的快慢 二速度的改变：表示速度的变化 三加速度：（1）表示速度变化的快慢 （2）定义：速度的变化量跟发生这一改变所用的时间的比值 （3）公式： （4）单位：m/s2 （5）矢量性：方向与速度变化的方向相同 （6）匀变速直线运动的特点：加速度恒定四速度图象：随时间变化的关系 从倾斜直线的倾斜程度可以求加速度速度变化快慢的描述加速度教材分析加速度是物理学中非常重要的概念，也是高一学生最难搞懂的概念之一。教材为了减小难度，对加速度概念的要求比较低，没有具体区分平均加速度和瞬时加速度，而是在学生知道了物体的运动通常情况下，速度在改变，很自然的引出速度变化也有快慢之分，进而引入加速度概念；加速度的矢量性，教材的处理也比较通俗易懂，最后又给出一些物体运动的加速度图表，给学生一些直观、生动的印象节后又对速度、加速度做了一对比，有助于学生理解这些概念，对变化率的分析与解析也恰到好处学情分析速度是力学教学的重要概念，也是高一年级物理课中较难懂的概念.在学生的经验中，与加速度有关的现象不多，这就给学习加速度概念带来困难.教材先列举轿车和旅客列车的加速过程，让学生讨论它们速度的快慢以增强学生的感性认识.教学目标1知识与技能理解加速度概念、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。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情感态度与价值观通过本节的学习，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。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。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。重点加速度的概念及与速度快慢的区别是本节教学的重点。难点对加速度概念的理解是本节教学的难点。教学方法探究、比较、分析法、讲授、讨论、练习教学过程 新课引入讨论与交流速度改变快慢的比较 教材中列举了小型轿车和旅客列车不同的加速情况，谁的速度“增加”得快?如何来表示速度增加的快慢呢? （分析）某竞赛用的跑车启动时，387 s内速度达到100 kmh，某高速列车启动时，265 s内速度达到250 kmh，自行车9 s内速度达到15 ms，而100 m跑运动员起跑时，O2 s内速度达到12 ms 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1s内速度的增加量，并填入下列表格： 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 1.5速度变化快慢的描述加速度（板） 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? 我们又如何描述运动位置变化快慢的？ 师：如果物体做加速直线运动，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时间即得单位时间速度的变化量来描述这段过程物体运动速度增加的快慢 师：不同物体运动时，速度变化的快慢往往不同的，再看下面的例子 案例1：飞机的速度由0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30s，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0.005s内就可以由0增加到250ms，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)a也有平均和瞬时加速度 (5)a不变的运动叫做匀变速运动。(匀速直线运动可看成什么运动) 讨论与交流 师：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430kmh，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，不表示变化的大小二、加速度方向与速度方向的关系 问用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，后者则反之启发学生思考，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 加速度的定义是，理解v的含义是重要的。由于本章只研究直线运动，因此,用x=x2x1表示位移，即用正负号表示位移的方向显得自然，容易理解。同样，速度的方向也可用正负号表示。速度的变化量是矢量减法，用正负号表示矢量的方向后，同一直线上矢量减法就变换成了标量的代数减法。 速度的变化量是v=v2v1。速度是矢量，因此v2v1的矢量减法可以处理为其含义是v1+v=v2（图129a汽车加速的情况）；汽车减速的情况v的方向与车的前进方向相反（图129b汽车减速的情况）。要逐渐养成使用矢量语言进行运算的习惯。 加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向 方向：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 例题 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。 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