高中物理 速度變化快慢的描述―加速度 新人教版必修1

用心 愛心 專心1 科目物理年級高一 時間 年 月 日 課題 1 5 速度變化快慢的描述 加速度 教 學 目 標 知 識 能 力 品 德 1 知識與技能 理解加速度概念 物理意義及與速度快 慢的區(qū)別 知道加速度的公式 符號 單位 理解加速度的矢量性 能判斷物體是做加速運動還是減速運動 2 過程與方法 利用一些更通俗的生活事例 如百米起跑 賽車起跑的速度變化快慢情況或者 通過播放相關錄像片斷的方法來增強學生的感性認識 順暢地引入加速度的概念 在與學生進行新知識探究的同時 適當加入幾道針對性練習及能力提高的題目 培養(yǎng)學生利用知識解決實際問題的能力 通過布置研究性課題 讓學生親自動手 收集分析數(shù)據(jù) 體驗加速度在生活中 的意義 3 情感態(tài)度與價值觀 通過本節(jié)的學習 使學生了解物理學對經濟 社會發(fā)展的貢獻 體會物理與生 活的密切關系 提高學生學習物理的興趣 通過研究性課題 能讓學生領略到生活的奇妙與和諧 發(fā)展對科學的好奇心與 求知欲 培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神 并能將自己的見解與他人交流 教 材 分 析 重 點 難 點 1 加速度的概念及與速度快慢的區(qū)別是本節(jié)教學的重點 2 對加速度概念的理解是本節(jié)教學的難點 時序教學操作過程設計 重點寫怎么教及學法指導 含課練 作業(yè)安排 新課導入 討論與交流 利用多媒體投影播放賽車 高速列車 自行車 運動員等錄像 提出問題 讓學生思考討論 誰的速度 增加 得快 如何來表示增加的快慢 課件展示 某競賽用的跑車啟動時 3 87 s 內速度達到 100 km h 某高速 列車啟動時 265 s 內速度達到 250 km h 自行車 9 s 內速度達到 15 m s 而 100 m 跑運動員起跑時 O 2 s 內速度達到 12 m s 師 試根據(jù)上述數(shù)據(jù) 推算出這些物體啟動時 速度的增加量和 1 s 內速度 的增加量 并填入下列表格 生 計算可以得到如下數(shù)據(jù) 師 很明顯 這幾個運動物體速度的增加量不同 速度增加的快慢也不同 且 用心 愛心 專心6 速度增加大的不一定就增加得快 為了描述物體運動中速度變化的快慢 人們引 人了加速度的概念 加速度是用來描述速度變化的快慢的物理量 新課教學 一 加速度 師 請回憶一下我們是怎樣描述物體運動位置 的變化的 例如在直線運動中 物體從 A 點運動 到 B 點 如下圖 1 5 1 所示 建立數(shù)軸 AB 設 A 點在數(shù)軸上的讀數(shù) 一維位置坐標 下同 為 2 m B 點在 1 x 數(shù)軸上的 讀數(shù)為 7 m 則物體運動位置的變化大小為多少 2 x 師 如果物體從 A 到 B 是做勻速運動 如果所用時間為 t 10 s 怎樣求這段過程 中物體的速度 如果物體做加速直線運動 同樣在 10 s 內 速度從 2 m s 增加到 7 m s 怎 樣描述物體運動的速度增加的快慢呢 如果用符號 a 表示物體速度增加的快慢 表示物體的速度變化量 出表示v 物體的速度變化所用的時間 那么用公式如何表達呢 不同物體的運動 速度變化的快慢往往是不同的 再看下面的例子 案例 1 飛機的速度由 O 增加到約 300 km h 飛機的速度的變化是多少 若發(fā)生 這一變化用時約 30 s 則物體的速度平均每秒增加多少 案例 2 追擊炮射擊時 炮彈在炮筒中的速度在 O 005 s 內就可以由 0 增加到 250 m s 炮彈速度的變化與發(fā)生這個變化所用時間的比值是多少 學生討論后回答 師 上述方法就是變速直線運動中 描述物體運動速度變化快慢的基本思路和 基本方法 其中的是變速直線運動的加速度的基本定義式 t v a 在國際單位制中 加速度的單位是 m s2 讀作米每二次方秒 師 加速度也是矢量 不僅有大小 也有方向 當物體加速時 則 O 時間 t 是標量 加速度 a 的計算值為正 12 v vv 值 如果以初速度的方向為正方向 即初速度取正值 為正值則可表示 a 的 0 v 方向與初速度的方向相同 或反過來說 若加速度 a 與初速度同向時 則這個直線運動為加速運動 當物體是減速時 則 O 時間 t 是標量 加速度 a 的計算值為負 12 v vv 值 如果仍以初速度的方向為正方向 即初速度礬取正值 a 為負值則可表示 a 的 方向與初速度的方向相反 或反過來說 若加速度 a 與初速度反向時 則這個直 用心 愛心 專心7 線運動為減速運動 師 閱讀課文 說說什么是勻變速運動 如果物體的加速度保持不變 該 物體的運動就是勻變速運動 師 如同平均速度與瞬時速度那樣 加速度也有平均和瞬時之分 在勻變速 運動中 平均加 速度與瞬時加速度有什么關系 在勻變速運動中 其速度隨時間均勻變化 增加或 減少 每時每刻的加速度 即瞬時加速度與一段時間內的加速度 即平均加速度 相同 師 勻速直線運動可看成什么運動 可看成加速度為零的勻變速運動 實驗與探究 課題 體驗 1 m s 加速度究竟有多大 實驗器材 高度約為斜面長度的十分之一的斜面 越光滑越好 體驗方法 把斜面的高度調節(jié)為斜面長度的十分之一 向學生講明 讓小球 在斜面上滾下 注意觀察速度變化的快慢程度 小球在這個斜面上運動的加速度 便大約是 1 m s2 它的含義是說物體每秒鐘速度的改變量是 1 m s 討論與交流 師 上海磁懸浮列車的最高速度可達 430 km h 它的加速度一定很大 這 一說法對嗎 為什么 不對 當勻速運動時 盡管速度很大 加速度可以為零 師 運載火箭在點火后的短時間內 速度的變化很小 它的加速度一定很小 嗎 不對 由公式 n 一巖可知 加速度等于速度的變化量和時間的比值 因而 加速度是速度對時間的變化率 所謂某一個量對時間的變化率 是指單位時間內 該量變化的數(shù)值 變化率表示變化的快慢 不表示變化的大小 說一說 日常生活中 對于運動物體說它走多遠 是指路程或位移 說它走得多快 是指速度 而對加速度則沒有相對應的典型詞語 一般只有籠統(tǒng)的 快 和 慢 往往指的是速度 但有時也有一些說法是模模糊糊地指加速度 請大家討論哪些 說法中指的是加速度 生 1 汽車的加速性能是汽車的一個很重要的參數(shù) 有人說 我這車好 啟動 快 生 2 在百米賽跑中 我們常說某某同學素質好 有很好的爆發(fā)力 起跑快 閱讀 師 請學生閱讀教材第 30 頁 一些運動物體的加速度 學生閱讀 一些運動物體的加速度 后應注意 1 注意標題后括號內標明的 a m s 2 的含義 注意養(yǎng)成時時關心物理 單位的習慣 2 閱讀汽車 電車 旅客列車 炮彈加速時的典型值 形成大小印象 3 表中汽車急剎車時的加速度值為負值 這是什么含義 這是因為加速度是 矢量 不但有大小 而且有方向 而負號只表示其方向 不表示其大小 用心 愛心 專心7 師 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體速度改變的快慢 加速度越大 速度改變得越快 加速度越小 速度改變得越慢 加速度的方向跟速度改變的方向總是相同 師 加速度跟速度是否有關 生 加速度和速度是兩個完全不同的物理量 加速度反映了物體速度改變的快 慢 而速度反映了物體運動的快慢 不能根據(jù)加速度大小 判斷物體運動快慢 速 度大小 也不能根據(jù)速度大小判斷速度改變的快慢 加速度大小 同樣不能根據(jù) 加速度方向判斷物體的運動方向 速度方向 也不能根據(jù)速度方向判斷物體速度 改變的方向 加速度方向 師 物體做勻加速直線運動時 加速度一定為正嗎 物體做勻減速直線運動時 加速度一定為負嗎 生 不一定 物體做勻加速直線運動時 加速度方向一定跟物體的運動方向相 同 物體做勻減速直線運動時 加速度的方向跟物體的運動方向相反 但是 加 速度是正值還是負值 與正方向的選取有關 若取運動方向為正方向 則勻加速 直線運動的加速度為正值 勻減速直線運動的加速度為負值 若取運動的反方向 為正方向 則勻加速直線運動的加速度為負值 勻減速直線運動的加速度為正 值 師 加速度增加的運動是加速運動 加速度減小的運動是減速運動 這種認識 對嗎 如果不對 你認為應該怎樣根據(jù)加速度判斷物體的速度是增加還是減小 生 不對 加速度的大小反映的是速度變化的快慢 并不能反映速度的大 小 應該根據(jù)加速度的方向和速度方向的關系 判斷速度增加還是減小 只要加 速度方向跟速度方向相同 無論加速度大小如何變化 物體一定做加速運動 只 要加速度方向跟速度方向相反 無論加速度大小如何變化 物體一定做減速運 動 師 速度 速度變化量及加速度有何區(qū)別 生 速度是用來表示物體運動快慢的物理量 它等于位移和所用時間的比值 而加速度是用來表示物體的速度變化快慢的物理量 它等于速度的變化量和時間 的比值 速度的變化率 加速度的大小只反映物體速度變化的快慢 不能反映物 體運動的快慢 加速度大說明物體速度變化得快 并不意味著物體就運動得 快 力 速度小說明物體速度變化得慢 并不意味著物體運動得慢 加速度為零 說明物體速度不變化 但并不意味著物體的速度為零 物體可能以很大的速度做 勻速直線運動 不僅速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系 速度方向和加速度方 向也沒有必然聯(lián)系 加速度方向與速度方向可能相同 也可能不相同 對于速度 的變化量和加速度的區(qū)別 可根據(jù)加速度的定義 n 一半來理解 加速度是速度的 變化率 而不是速度的變化量 加速度表示的是速度變化的快慢 而不是速度變 化的多少 速度的變化量不僅與加速度有關 還與時間有關 因此 根據(jù)加速度 不能判斷速度變化的量的大小 反過來 根據(jù)速度變化量大小也不能判斷加速度 的大小 師 加速度和速度的區(qū)別 用心 愛心 專心7 1 速度大 加速度不一定大 加速度大 速度不一定大 2 速度變化量大 加速度不一定大 3 加速度為零 速度可以不為零 速度為零 加速度可以不為零 例題剖析 出示例題 1 做勻加速運動的火車 在 40 s 內速度從 10 m s 增加到 20 m s 求火車加速度的大小 汽車緊急剎車時做勻減速運動 在 2 s 內速度從 10 m s 減小到零 求汽車的加速度大小 出示例題 2 判斷下列說法是否正確 做勻變速直線運動的物體 它的加速度方向和速度方向總是相同 錯 只有做勻加速直線運動的物體 它的加速度方向和速度方向相同 做勻變速直線運動的物體 它的速度變化越大 加速度越大 錯 速度變化大 但不知所用時間的多少 做勻變速直線運動的物體 它的速度變化越快 加速度越大 對 師 下面分組進行探究 探究 1 某同學騎著自行車和學校百米冠軍賽跑 觀察并思考 起跑時誰的加 速度比較大些 將觀察結果與同學交流一下 得出較一致的結論 參考 創(chuàng)造條件 親自觀察 培養(yǎng)有目的的觀察能力 加強交流 善于交流 增強協(xié)作精神 比較方法 相同時間內 誰的速度變化得快 誰的加速度就大 探究 2 小球沿斜面的運動可近似看成是勻加速直線運動 猜想一下 加速度 的大小與哪些因素有關 比較加速度的大小時 可通過觀察小球滾動時速度改變 的快慢來進行 要求 1 將猜想的結果互相討論 最后得出共同的猜想 若有條件 可以用 實驗檢驗一下你的猜想 2 實驗探究時要注意加強交流與合作 檢驗猜想時要 注意控制變量 參考 1 幾種可能猜想 小球的質量 斜面的粗糙程度 斜面的傾角 斜面 的長短等 還有什么可能 你自己去猜想 這里給出的只是參考 并不一定是標準 答案 要善于通過討論和交流最后得出正確的答案 2 探究時 一定要先設計好實驗方案 注意體會控制變量法 可保持其他量 不變 研究小球質量與加速度的關系 或研究粗糙程度與加速度的關系 研究傾 角與加速度的關系 研究長度與加速度的關系等 根據(jù)上述信息 回答下列問題 我國航天英雄楊利偉乘 神舟 五號升入太 空和返回地面的過程 采取什么姿勢 站 坐 備躺 較好 身體與加速度方向什 么關系 答案 躺倒垂直 二 從 v 一 t 圖象看加速度 師 速度一時間圖象描述了什么問題 怎樣建立速度一時間圖象 生 速度一時間圖象是描述速度隨時間變化關系的圖象 它以時間軸為橫軸 以縱軸為速度軸 在坐標系中將不同時刻的速度以坐標的形式描點 然后連線 就畫出了速度一時間圖象 用心 愛心 專心7 思考與討論 圖 1 5 2 中兩條直線 a b 分別是兩個物體運動的速度一時間圖象 哪個物體 運動的加速度比較大 教師引導 學生討論后回答 學生在沒有學習斜率概念前 可以用陡度的 平緩 或 陡 來表 述 師 我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點來找到這兩個點間 的速度變化量 v 時間間隔 t 生 這樣就可以定量求加速度了 用加速度的定義式就行 t v a 了 課堂訓練 如 1 5 3 圖是某質點做直線運動的 v 一 t 圖象 從圖上求出各段 的速度變化及加速度 小結 本節(jié)課重點學習了加速度的概念及其特性 注意加速度是矢量及這 里的 加 并不是 增加 的意思 它反映的是速度變化快慢的程度 速度 速度的變化量和加速度 速度等于位移跟時間的比值 它是位移對時間的變化率 描述物體運動的快慢 和運動方向 也可以說是描述物體位置變化的快慢和位置變化的