高中物理加速度學(xué)習(xí)論文

高中物理加速度學(xué)習(xí)論文摘要：牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)第二定律認(rèn)為，a=F/m，F(xiàn)為物體所受合外力，m為物體的質(zhì)量。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件，而加速度那么是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。一、加速度的概念學(xué)習(xí)加速度〔Acceleration〕是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值Δv/Δt，是描述物體速度變化快慢的物理量，通常用a表示。1.定義：速度的變化量Δv與發(fā)生這一變化所用時(shí)間Δt的比值。2.公式：a=ΔvΔt3.單位：m/s2〔米每二次方秒〕〔N/kg〕4.物理含義：表示物體速度變化快慢的物理量。5.產(chǎn)生原因：力的作用。加速度是矢量，它的方向是物體速度變化〔量〕的方向，與合外力的方向相同。加速度是矢量，既有大小又有方向。加速度的大小等于單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量；加速度的方向與速度變化量ΔV方向始終相同。特別，在直線運(yùn)動(dòng)中，如果加速度的方向與速度相同，速度增加；加速度的方向與速度相反，速度減小。如果讓我們親自在動(dòng)覺(jué)中去探索加速度概念，因?yàn)槲覀兊纳眢w可以感受到加速度的存在，這就會(huì)幫助記住和理解加速概念。因此，對(duì)于加速度的學(xué)習(xí)，我們還可讓去親自感受，比方在車(chē)啟動(dòng)和剎車(chē)的過(guò)程中，可以親自去給汽車(chē)速度的改變做記錄，而且在加速與減速的過(guò)程中，身體的后傾與前傾也會(huì)讓我們感受到加速度的存在，這更是從興趣與直觀上對(duì)加速度概念進(jìn)行了引入。二、加速度實(shí)驗(yàn)與探究〔一〕實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河?jì)算勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度〔二〕實(shí)驗(yàn)原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，其工作電壓是4～6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，使用220V交流電壓，當(dāng)頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，電火花計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)所受到的阻力比擬小，它比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)誤差小。S2-S1=S3-S2=…=S〔n〕-S〔n-1〕=△S=aT*T；故其加速度a=△S/〔T*T〕〔三〕實(shí)驗(yàn)步驟：1.把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面2.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒(méi)有滑輪的一側(cè)，并連好電路3.把一條細(xì)繩栓在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下邊吊著適宜的鉤碼。4.把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車(chē)后面5.使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)6.斷開(kāi)電源，取出紙帶7.換上新的紙帶，再重做兩次8.測(cè)量并處理數(shù)據(jù)〔四〕計(jì)算勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度：1.理想紙帶的加速度計(jì)算：由于理想紙帶描述的相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離之差完全相等，即有：S2-S1=S3-S2=…=S〔n〕-S〔n-1〕=△S=aT*T；故其加速度a=△S/〔T*T〕2.實(shí)際的實(shí)驗(yàn)紙帶加速度計(jì)算：由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一定的誤差，導(dǎo)致各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離之差不完全相等，為減小計(jì)算加速度時(shí)產(chǎn)生的偶然誤差，采用隔位分析法計(jì)算，可以減小運(yùn)算量，方法是，用S1，S2，S3……表示相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，根據(jù)S4-S1=〔S4-S3〕+〔S3-S2〕+〔S2-S1〕=3a1T*T同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T求出a1=〔S4-S1〕/3T*Ta2=〔S5-S2〕/3T*Ta3=〔S6-S3〕/3T*T再求平均值計(jì)算加速度：a=〔a1+a2+a3〕/3〔五〕實(shí)驗(yàn)探究1.知道加速度不是增加的速度，而是表示速度變化快慢的物理量。2.初步理解公式中各物理量之間的關(guān)系，能初步應(yīng)用此公式求解有關(guān)問(wèn)題。3.知道加速度是矢量，知道在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，加速度是正、負(fù)值的含義。4.理解速度的大小、速度變化的大小和加速度的大小三者之間的關(guān)系。三、從v-t圖象看加速度〔1〕圖線①②分別表示物體做什么運(yùn)動(dòng)？〔2〕①物體3秒內(nèi)速度的改變量是多少，方向與速度方向什么關(guān)系？〔3〕②物體5秒內(nèi)速度的改變量是多少？方向與其速度方向有何關(guān)系？〔4〕①②物體的運(yùn)動(dòng)加速度分別為多少？方向如何呢？分析①物體：①作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，3秒內(nèi)屬于的改變量為Δv=9m/s-0m/s=9m/s，方向與速度方向相同，a=Δvt=9m/s3s=3m/s2方向Δv方向相同，即a與v方向相同。分析②物體：②作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，5秒內(nèi)速度的改變量為Δv/=0m/s-9m/s=-9m/s，說(shuō)明Δv與v方向相反。a=Δvt//=-9m/s5s=-1.80m/s2，說(shuō)明a方向與Δv方向相同，與v方向相反，作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)調(diào)：加速度的正、負(fù)號(hào)只表示其方向，而不表示其大小?？梢月?lián)想到通過(guò)公共汽車(chē)與電車(chē)〔或卡車(chē)與汽車(chē)〕啟動(dòng)，速度從零加速到5m/s的差異，體會(huì)到速度的變化有快慢問(wèn)題。也可演示物體從不同傾角的斜面滑下，在水平面滑行的距離大致相同，比擬物體在不同傾角的斜面的速度變化的不同點(diǎn)是什么？從而提出速度變化有快慢之分。在學(xué)習(xí)中以下兩個(gè)問(wèn)題值得思考。其一，加速度不是表示速度的增加，也不是速度的變化，而是速度變化的快慢。其二，加速度的大小與速度的大小沒(méi)有任何直接關(guān)系，高速公路上高速勻速行駛的汽車(chē)，它的加速度為零。這兩個(gè)問(wèn)題，可以和同學(xué)用課堂討論的方式進(jìn)行。四、加速度學(xué)習(xí)思考一輛汽車(chē)用10s的時(shí)間從0km/h增高到108km/h〔也就是平時(shí)說(shuō)的30m/s〕的速度，如果是勻加速，那么加速度就是3m/s2，這輛汽車(chē)遇到特殊情況時(shí)，從108km/s開(kāi)始剎車(chē)，4s停下來(lái)，那么此時(shí)的加速就是7.5m/s2。上面這輛汽車(chē)在加速階段，加速度是3m/s2，那么第一秒末是3m/s，第二秒末是6m/s，第三秒末是9m/s……第十秒末就是30m/s，就是108km/h。在剎車(chē)階段，加速度是7.5m/s2，從30m/s開(kāi)始剎車(chē)，剎車(chē)第一秒到達(dá)22.5m/s，第二秒末到達(dá)15m/s，第三秒末到達(dá)7.5m/s，第四秒末到達(dá)0，停下來(lái)。這就很好的解釋了為什么在高速公路上為什么要不能超速，為什么要控制車(chē)距。通過(guò)理論的學(xué)習(xí)延展到現(xiàn)實(shí)中來(lái)，學(xué)以致用，更能顯示出學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。通過(guò)對(duì)加速度的學(xué)習(xí)，就知道了為什么宇航員在進(jìn)入太空或者返回地面的時(shí)候，一定要采用躺著的姿勢(shì)了，當(dāng)航天器在升空或者返回地面的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的加速度〔最大會(huì)可達(dá)8g〔g=9.8m/s2〕，高重力加速度對(duì)人的身體會(huì)產(chǎn)生不良作業(yè)，甚至可能產(chǎn)生危險(xiǎn)，人體的姿勢(shì)與所能承受的加速度有關(guān)：當(dāng)人的身體與加速度的方向垂直時(shí)，人可以承受15g的加速度到達(dá)幾分鐘，如果身體順著加速度方向，只能承受6g的加速度。深入思考：牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)第二定律認(rèn)為，a=F/m，F(xiàn)為物體所受合外力，m為物體的質(zhì)量。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件，而加速度那么是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。加速度與速度無(wú)必然聯(lián)系，加速度很大時(shí)，速度可以很小，速度很大時(shí)，加速度也可以很小。從微分的角度來(lái)看，加速度是速度對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，是v-t圖像中的斜率。當(dāng)加速度與速度方向在同一直線上時(shí)，物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，