加速度教案.doc

1.5 速度变化快慢的描述加速度沈丘七高 孙洪亮【教学目标】1知识与技能：理解加速度的概念和物理意义；理解并会用速度图象；知道匀变速直线运动，理解变化率概念。 2过程与方法：由速度的概念到加速度的概念，是深入研究机械运动的思维上的更精确的深化；由平均加速度到瞬时加速度概念，同样用了极限的思维方法；速度图线是利用数学方法描述物理规律的重要方法。 3情感态度与价值观：加速度的概念的引入，不仅仅是为了在物理理论上更精确地描述机械运动的需要，在具体的工农业生产和日常生活中都是极为有用的概念，因此，加速度的概念不能因为其比较难懂而忽视它。从速度的概念到加速度的概念的学习说明了物理学不是僵化的，它不仅是严密的而且是和谐的。加速度在物理学史上的伟大意义激发了学生强烈的科学情感。【教学重点、难点】1. 教学重点：加速度概念的理解，弄清加速度与速度、速度改变量之间的区别。2. 教学难点：理解加速度的方向问题。【教具】斜面 玩具小车【教学过程】一、加速度概念的引入（演示实验） 师：下面做一个实验，请大家观察现象，让玩具小车从斜面顶端由静止开始下滑，第一次斜面坡度小，第二次斜面坡度较大问：两次小车各在做什么运动？两次实验中小车的运动情况有何不同？学生回答可能有很多种情况，例举以下三种：1斜面倾角越大，物体运动越快；2小车从倾角大的斜面滚到末端，所用时间较少；3小车从倾角大的斜面滚到末端，获得的速度较大。（估计全班没有一个人会直接讲出物体在倾角较大的斜面滚下时，速度改变快。）师：对学生的回答都应进行鼓励，并肯定是对的，经过提示、点拔，得出两次物体滚下时，速度改变的快慢是不一样的结论，这个结论与本节课内容有关。物体的速度的改变是有快慢之分的。师：实际上速度改变的快慢与生活是紧密相连的，那么，同学们能否举一些例子出来，进行说明。 （经过2分钟后，估计无学生会主动站起来描述）师：请同学们听好下列所描述的运动现象，并进行回答，以唤醒学生的记忆。1运动的客车进站时，如车的速度改变太快，立即变成0，会出现什么情况？ 2百米赛跑时，发令枪一响，运动员希望自己在短时间内速度改变是越大越好，还是越小越好？3火车出站时，速度逐渐较大，经过一段时间后风驰电掣；而一扣枪的板机，子弹“啪”的一声已不见踪影，这说明什么？师：以上实验，以及生活中现象都说明速度的改变是有快慢之分的，研究物体速度变化的快慢是有实际意义的，那么，为了描述速度变化的快慢，我们需要引入一个新的物理量，这个物理量，我们称之为加速度，今天，我们就一起来探讨这个新的物理量。（板书：5.速度变化快慢的描述加速度（一）。加速度这一概念首先由伽利略提出。二.加速度的定义及其理解1. 定义：我们定义，速度矢量的变化量与发生这一变化所用的时间间隔的比值为物体运动的加速度。用小写字母表示加速度，用表示速度矢量在时间间隔内发生的变化，则有：。2.它的单位由速度单位和时间单位来决定，是，读成米每二次方秒，也可以写成。例如：飞机起飞前在地面上滑行，可以在30s内，速度由零增加到81m/s。那么，飞机起飞前的加速度为多少？（教师示范计算：）再例如：汽车急刹车时，可以在3秒内速度由18m/s减小到零。那么，汽车急刹车时的加速度为多少？（学生板书计算：）2.对加速度的理解（1）矢量性：从上面两个实例的分析，我们看出，加速度的值有正、负，那么，加速度的正、负是不是表示它的大小呢？（学生回答：不是）。是表示什么？（回答：是表示方向）。因此，加速度也是矢量，它既有大小，又有方向。（2）加速度的大小如果一个加速运动的物体，其加速度是，这个表示的物理意义是什么呢？有下面四种判断，你认为是哪种理解是正确的？A某末的速度比该初的速度总是相差B某末的速度比该初的速度总是相差6倍C. 某初的速度与前末的速度相差D. 某末的速度比前初的速度总是相差（让学生来说，然后老师总结）：加速度，应理解为：在单位时间内，其末时刻的瞬时速度比其初时刻的瞬时速度相差。对于直线运动的物体，可以先选定速度的正方向，把初速度和末速度的矢量转化为标量进行运算，则，这样算出来的加速度是有正、负的。（3）加速度的方向那么，如果一个物体的加速度是，它是加速呢，还是减速呢？（学生可能回答是：减速）。教师纠正：由加速度是负值来判断它是减速是不对的，那要问一问这个负号是怎么来的？你看刚才的汽车急刹车问题中，我们用计算刹车过程的加速度，实际上是假定了刹车初速度的方向为正方向而得到了负加速度。那么，不防提出这样一个设想：可以选与初速度方向相反的方向为正方向吗？可以，那么计算出来的加速度不就又是正的了吗？因此，光看加速度的正、负是不能判断加速还是减速的。那我们刚才为什么会由加速度的负值来得出减速的判断呢？原来，一般情况下，在生活经验当中，我们已经习惯于选定物体初速度的方向为正方向，以这样的习惯思维为前提，那么，如果加速度的值是负值，我们就可以认为物体做的是减速运动。但作为一个物理学的研究者来说，我们是不能仅仅看加速度的正、负来判断加速和减速的。 那么，物体加速还是减速靠什么来判断呢？这要从速度矢量变化分析来说。还是以直线运动为例。例如：一个物体沿水平直线运动，考查某一段时间间隔，其初速度方向向右，而末速度方向也向右（且），即加速情况：那么速度矢量的变化量（矢量）（矢量）如何表示呢？（由学生扮演，教师纠正）。那么，换一种情况：、同方向，但，即减速情况。（由学生来画，教师纠正）由加速度的方向与速度变化量的方向相同就确定了加速度的方向。那么，在直线运动中，由加速度和初速度的方向的关系能否判断物体是加速还是减速呢？（学生总结：如果加速度的方向与速度的方向一致，就加速；如果加速度的方向与速度的方向相反，就减速。）举例来说，一个物体以一定的初速度竖直向上抛起，到达最高点再落下。在上升阶段，我们知道是减速运动，说明加速度的方向与速度方向相反；下落阶段是加速阶段，说明加速度的方向与速度方向相同。（4）由平均加速度到瞬时加速度的概念很显然，用一段时间间隔内的速度的变化量与时间间隔的比值来表示加速度只能是这段时间间隔内的平均加速度，那么，要想更为精确地描述速度变化的快慢，可以怎么办？（类比于由平均速度到瞬时速度的极限思想）。所以，由，当（无限趋近于零，就可以认为表示的是某一瞬时的加速度，叫瞬时加速度。那么，加速度矢量保持不变的运动我们叫匀变速运动。其中，加速度矢量保持不变的直线运动我们叫匀变速直线运动。（5）加速度和速度以及速度变化量的辨析好，我们用加速度这个概念来描述速度变化的快慢，那么，加速度是不是就是增加出来的速度？速度大，是不是加速度就大呢？有没有速度很大，而加速度却小甚至是零的？（学生举例：空中飞行的客机）是不是速度的变化量大，加速度就大呢？有没有这样的情况：两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小（学生举例：物体甲在10秒内速度由零增加到10m/s，物体乙在50秒内速度由零增加到20m/s，那么，虽然物体乙的速度的变化量大，但它的加速度却比较小）物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段的大（学生举例：一个物体向东加速运动，前一阶段的加速度为2m/s2，表明每经历1秒时间，它的速度都增大了2m/s，后一阶段的加速度为1m/s，虽然加速度变小了，但仍然是加速度的，只不过，每经历1秒时间，它的速度增加为1m/s,即速度增加的快慢程度变小了，但速度是继续增大的）。【总结与归纳】总结一下，我们今天探讨了什么物理概念？1.加速度的概念是用来描述速度变化快慢的物理量，它由速度矢量的变化量与时间间隔的比值来确定，它是一个矢量，加速度的方向决定于速度变化量的方向。2.由平均加速度，当（无限趋近于零）时，就可以用的值来表示某一瞬时的加速度，用的是极限的科学思维方法。3.瞬时加速度不变的运动称为匀变速运动，瞬时加速度不变的直线的运动叫匀变速直线运动。4. 加速度的数值大或增大，物体不一定就加速，加速度的数值小或者减小，物体不一定就减速。当加速度的方向与速度方向相同时就加速，当加速度的方向与速度方向相反时，就减速。5.加速度的值同时决定于速度变化量与时间间隔的比值，加速度不是增加出来的速度。速度大，加速度不一定大，速度的变化量大，加速度也不一定大。 6.加速度的概念是运动学的一个重要的概念。著名哲学家罗素说过：“加速度的基本重要性，也许是伽利略所有发现中最具有永久价值和最有效果的一个发现。”爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所运用的科学推理方法，是人