速度变化快慢的描述—加速度(设计1)

1、高一必修1 第一章 运动的描述课标要求与教材分析课标对本单元的要求是：理解质点、位移、速度、加速度的概念，体会实验、物理模型和数学方法在研究物理问题中的作用。研究一种物理现象总是先从现象的描述入手。本单元作为研究机械运动规律的第一部分，首先介绍质点、参考系和坐标系，接着说明时刻和时间间隔；在此基础上学习路程和位移，并初步指出矢量和标量的区别；然后重点学习直线运动的速度和加速度的知识，这也是难点所在。本单元学习的知识，不仅是下一章研究匀变速直线运动的基础，也是以后力学各章学习的必备知识。学情分析学生在初中物理学习中已接触到直线运动的一些知识，例如：参照物的选择、计算平均速度等，但对这些概念和规律

2、的内涵意义理解尚浅。在教学中要从学生的基础出发，在概念的建立上要充分利用生活中学生熟悉的情景，循序渐进地逐渐引入概念，充分利用实验加深学生对概念的理解，让学生在学习中获得成功的愉悦，逐步培养学生学习高中物理的基本素质和学习习惯。教学目标 知识与技能认识建立运动中相关概念的方法，理解质点、位移、速度、加速度等的意义；初步了解近代实验科学的产生背景，会用计时器测质点的速度和加速度；了解物理学中模型和工具的特点；能用图象描述物体的运动。过程与方法通过经历物理概念的学习过程，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用；尝试运用图象方法描述生活中的一些运动，提高自主学习能力；经历实验探究过程，体会科

3、学的方法在物理学中的意义，学会合作交流。情感态度价值观体验探究物理规律过程中的艰辛和成功后的喜悦；感受物理学的科学性和严谨性。第五节 速度改变快慢的描述-加速度教学目标知识和能力知道加速度是描述速度变化快慢的物理量，知道它的定义式、符号和单位，进一步体会比值定义法的应用，能用公式 a =进行定量计算；知道加速度是矢量，会根据速度和加速度方向关系判断运动性质；能正确区分速度、速度变化量和速度变化率；能用v-t图像计算加速度大小，体会数学在物理中的重要作用。过程和方法通过对熟悉情景的思考讨论，在探究、合作交流的过程中，体会描述物体速度改变快慢的方法；通过类比方法建立加速度的概念，体会比值定义的方法

4、；通过加速度与速度、速度变化量的区分比较，探讨v-t图像倾斜程度的含义，提高分析问题、解决问题的能力得到提高。情感态度价值观有在生活中使用加速度概念的意识，勇于探究日常生活中与加速度有关的问题，发展好奇心和求知欲。教学重点与难点重点：加速度的物理意义及利用v-t图象分析物体运动的加速度。难点：加速度与速度、速度变化的区别；加速度的方向。教学方法与手段 问题引导，自主、合作；讲授、演示、练习；使用多媒体课件。使用教材的构想加速度是物理课程中难点概念之一。在学生的生活经验中，几乎没有对加速度的认识。为此，要创设学生熟悉的生活情境，提出问题逐步引导学生思考讨论，打通从速度到速度变化，再到速度变化的快

5、慢的思维通道，再与速度的定义进行类比，得出加速度的概念和表达式及其单位就水到渠成。在此之后再将加速度的计算应用于实际，从中得到由速度和加速度方向关系来确定运动的性质。最后结合v-t图象描述运动速度变化，可以直观和形象地认识速度的变化规律，加深对加速度的认识，拓展学生的思维。教学流程一、导入（用时x分钟） 创设情境：在日常生活中我们所看到的运动往往是变速运动，即速度是随时间发生变化的，这时，我们不仅关注物体的速度是多大，发生的位移是多大，同时想知道速度如何变化，变化得多快，这就需要我们用一个新的物理量来描述加速度。产生质疑：加速度是如何描述的？二、新课教学1加速度的概念（用时x分钟）第一步：通过

6、视频观察速度变化【视频演示】在同一跑道上，战斗机、汽车、摩托车从同一起点线同时由静止启动，刚开始摩托车在前，过了一会儿飞机超过了汽车和摩托车，最后汽车也超过了摩托车。提出问题：请同学们仔细观看视频，你看到了什么现象？从运动的角度讲，你认为是什么原因造成的？学生通过观看视频，描述看到的现象，从速度的大小和速度的变化来解释产生现象的原因：三个物体都从静止开始做加速运动，即速度都在增加；开始摩托车超过了汽车和飞机，说明刚开始摩托车的速度最快，过了一会儿飞机超过了汽车和摩托车，说明飞机的速度比汽车和摩托车都快，且后面一直跑在最前面，最后汽车也超过了摩托车，说明汽车的速度也比摩托车快了。教师将问题再具体

7、化，逐步引导学生去探讨产生现象的原因，提示：从物体速度的变化和所用的时间两方面去考虑问题，速度变化的快慢不同。提问：最后谁的速度最大？其次呢？学生回答：飞机速度最大，其次是汽车。提问：但为什么最一开始摩托车跑在最前面？而不是飞机？学生思考，小组交流自己的想法。有些同学能说出摩托车速度增加花的时间短，而飞机速度增加花的时间长。教师归纳：从同学们的讨论和回答中我看到了你们思维中智慧的火花，让我们把它再点亮一些，它们中哪一个速度增加的最多？又是哪一个用来增加速度所用的时间最短呢？学生独立思考，发表自己的见解：飞机速度增加的速度最多，而摩托车速度增加花的时间最短。多媒体呈现问题：若摩托车在3s内速度就

8、从0增加到18m/s，汽车在6s内速度从0增加到24m/s，飞机在12s内速度就从0增加到60m/s。提问：你对上述三个物体速度变化有什么新的认识？根据数据分析三个物体平均每秒内增加的速度不同：摩托车平均每秒内速度增加6m/s；汽车平均每秒内速度增加4m/s；飞机平均每秒内速度增加5m/s。教师行为：对学生的回答表示肯定，并板书三个物体平均每秒内增加的速度。教师语言：你认为哪一个速度增加得快？学生回答：摩托车速度增加得最快。教师总结：由上述研究可知，描述物体做变速运动时，我们不仅要描述它速度变化了多少，还要描述速度变化的快慢，这可以从单位时间内物体速度的变化来描述。【本环节设计意图】利用三个不

9、同物体的运动对比，引发学生的兴趣，可能会与学生对于这些物体运动的了解有冲突，由此比较速度快慢，再到比较速度变化多少和速度变化快慢，逐步对变速运动进行全面描述。 教师安排【思考与讨论】：普通小型轿车和旅客列车，速度都能达到100km/h，但是它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车起步时在20s内速度达到了100km/h，而一列火车达到这个速度大约要用500s，它们的速度平均每秒各增加多少？哪一个的速度“增加”得比较快？ 学生独立思考得到结论。提醒计算过程中注意单位换算。【本环节设计意图】检验前面的学习成果。（需说明检验什么的学习成果，或者是对于什么目标）第二步：类比得出加速

10、度的概念，建立前后知识间的联系。教师提出问题：我们学过一个描述物体运动快慢的物理量，是哪一个？这个物理量是怎样定义的？学生回答：描述物体运动快慢的物理量是速度，它定义为：位移与发生这个位移所用时间的比值，定义式。教师追问：在前面讨论中，我们知道速度变化也有快慢，同学们能否参考速度的定义方法来定义一个描述物体速度变化快慢的物理量呢？学生思考，同桌交流。可以用速度的变化与所用时间的比值来定义这个物理量，即用来表示速度改变的快慢。教师总结：同学们的努力终于结出了硕果，这个比值就叫加速度，通常用a表示。请同学们在笔记本上写出加速度的定义的文字表述、表达式、单位及其数值的意义。学生独立操作，在本上写出上

11、述要求内容。教师巡视，对部分学生可给与适当的引导。待大部分学生完成后，选三个有代表性的答案投影出来，供大家评议并提出意见，最终形成共识，并板书：（1）定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。通常用a表示。（加速度是用比值定义物理量的又一个例子）（2）公式：a= （3）单位：米每二次方秒，符号是ms2或ms-2（4）其数值表示的是单位时间里改变的速度，可以反映物体速度变化快慢。教师总结：任何事物的变化，包括物体位置的变化，总是伴随着一个过程。在这一过程中，我们关心两件事，一件是变化的多少，另一件是变化的快慢。描述变化快慢的物理量叫做变化率。速度是位置的变化率，而加速度是速度的变化

12、率。变化率在描述各种变化过程中起到非常重要的作用。【本环节设计意图】通过类比的办法得出加速度的定义的文字表述、表达式及其意义，建立知识间的联系，进一步理解比值定义法。第三步：比较易混的几个理量，加深对加速度概念的理解教师投影下列表格，请同学们填表，判断最后哪一个的速度大？哪一个的速度变化得最多？哪一个的速度改变得最快，即加速度最大？初速度(m/s)经过时间(s)末速度(m/s)速度变化量(m/s)加速度(ms2)自行车下坡2311公共汽车出站036火车出站010020飞机匀速飞行30010300学生先独立思考，再讨论交流，展示结果。教师投影讨论题：（1）物体的加速度大则速度就大；物体加速度为，

13、则速度也为。这两种说法是否正确？（2）物体的加速度大则速度变化就大；物体速度变化越大则加速度就越大。这两种说法是否正确？学生同桌讨论，参考表格数据得出正确结论。【本环节设计意图】通过表格形式让学生定量比较速度大小，速度变化大小，速度变化快慢是不同的概念，它们之间没有直接联系，加深学生对概念的认识及比值定义物理量的理解。2加速度方向与速度方向的关系（用时x分钟）第一步：通过计算发现加速度的方向问题。教师投影讨论题：一辆汽车从车站出发做加速直线运动，经10s速度达到72km/h，在这段时间内，速度的变化量是多少？加速度是多少？汽车以72km/h速度匀速行驶一段时间后遇到紧急情况马上刹车，沿直线运动

14、，在4s内停下来，则在减速过程中速度的变化量又是多少？加速度是多少？学生独立思考计算，最后选取有代表性的解题过程进行投影。解答：（1）汽车加速过程：v10，v272km/h=20m/s，t=10s，则： v= v2-v1= 20m/s- 0 =20m/s（2）汽车减速过程：v120m/s，v2=0，t =4s，则： v=-v2 -v1= 0-20m/s =-20m/s 教师语言：请同学们比较两种情况下的结果，思考那种情况下速度变化快，数值正负号的含义，可从v、v和a的方向上考虑。学生分组讨论，得出汽车减速过程中速度变化快，即汽车的加速度大；速度v是矢量，速度的变化量v也是矢量，加速度是单位时间

15、内速度的变化量，所以加速度也是矢量，所以a方向与v的方向相同；数值正负号表示它们的方向：(1)加速直线运动过程中，速度的变化量v、加速度a和速度v的方向相同，都是正方向；（2）减速直线运动运动中，速度的变化量v、加速度a和速度v的方向相反，v为正方向，v、a为负方向。第二步：用矢量图展示各物理量的方向教师肯定学生的探究成果，带领学生通过作图的方法分析。教师分析：如图，若物体原来的速度是v1，经过一段时间t后，速度变为v2。为了表示加速度，我们以原来的速度v1的箭头端为起点，以后来的速度v2的箭头端为终点，做出一个新的箭头，它就表示速度的变化量， 因为a的方向与v的方向相同，确定了速度变化量v的

16、方向，也就确定了加速度的方向。v1 v v1 v2 v2 v学生分析：如果v2v1，也就是速度增加，v的方向与速度方向相同，那么加速度a的方向也与速度v方向相同；如果v2v1，也就是速度减小，v的方向与速度方向相反，那么加速度a的方向也与速度v方向相反。教师：请同学们阅读27页一些物体加速度的表格，体会不同物体加速度的大小。思考表格中有一些物体的加速度是负值，表示什么意思呢？学生阅读教材的表格，思考并回答表格中跳伞者着陆、喷气式飞机着陆滑行和汽车急刹车的加速度是负值的意义，说明物体物体的加速度方向与速度方向相反，物体在减速运动。教师归纳总结：加速度既可以描述速度增加得快慢，也可以描述速度减小得

17、快慢。强调：加速度为负值表示速度减小的前提必须是选择初速度方向为正方向。【本环节设计意图】通过实例计算中出现负号，引出对各物理量方向性的讨论，更全面地理解加速度的概念，同时通过该题让学生了解矢量如何计算，培养用正、负号表示方向的习惯。第三步：说一说生活中的加速度教师语言：请同学们说一说，日常生活中，哪些说法中指的是加速度?学生小组交流。例如，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；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。【本环节设计意图】联系生活实际理解加速度的含义。3从v - t图象看加速度（用时x分钟） 第一步：复习速度-时间图象教师：前面我

18、们学习了速度-时间图象，它的物理意义是什么? 怎样建立速度-时间图象?学生回忆交流，然后回答：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。第二步：从速度-时间图象获取更多信息教师布置【思考与讨论】图中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度-时间图象，尽可能多地描述两物体的运动情况，并比较哪个物体运动的加速度比较大? 学生小组讨论，体会可用图线的倾斜程度反映运动的加速度大小。教师提出问题：通过图线可知任意时刻速度大于零说明什么？直线斜率大于零说明什么？图线为直线说明什么?学生在教师引

19、导下思考讨论，加深对图象的理解。 教师指导：从图线上选取任意间隔较大的两点，引导学生找到这两个点间的速度变化量v，时间间隔t。 学生通过选取的两点定量求加速度，。【本环节设计意图】从v-t图象描述物体速度的变化，从而认识依据图线的倾斜程度可判断加速度的信息。提升利用图象描述物理规律的能力。三、小结：（用时3分钟） 加速度：表示速度变化的快慢比值定义法a与v、v有区别a是矢量，与v方向相同利用数学函数图象知识，从速度（v）-时间(t)图象的倾斜程度可判断加速度的信息。四、达标检测：（用时3分钟）（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物体速度很大时，加速度可能为零C加速度方向与速度方向一定相同D物体的速度变化比较大，加速度可能比较小（2）下表格反映是一小车做变速直线运动时在各个时刻的速度：时刻t(s)0123速度v(m/s)8.0 请你在表格中填入适当的数据，能够说明小车做下列运动A.速度增大，加速度不变 B.速度减小，加速度不变C.速度增大，加速度减小 D.速度减小，加速度增大（3）如图是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在01