速度变化快慢的描述—加速度+教学设计 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

速度变化快慢的描述—加速度
一、教学目标
1.物理观念
(1)知道物体的速度变化是有快慢之分的,知道加速度的定义、符号、公式和单位,理解加速度的含义及物理意义；
(2)知道加速度是矢量,了解加速度的方向。

会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系；
(3)会用匀变速直线运动的图像求加速度。

体会用类比法和比值法研究物理问题的思想方法。

2.科学思维
引导学生经历“提出问题—分析问题—探究问题—解决问题—反思问题”的一个完整探究过程,掌握研究问题的一般方法:控制变量法。

3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。

培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。

4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点
教学重点:用控制变量法探究加速度与力和质量的关系；
教学难点:实验过程的设计、操作和数据分析。

三、教学分析
加速度的概念，对于刚迈上高中门槛的初中学生来讲，实在是太抽象！首先在日常生活中，多数情况下，学生只涉及到运动多少路程、位移，运动有多快？很少碰到速度变化有快慢之分的现象，可以说学生在头脑中根本就没有“加速度”的概念；其次，学生抽象思维能力不高，对于速度、速度的变化、速度的变化率的区别很难分清；所以，在学习过程中学生往往只重结果，轻过程，死记结论，
这样学生的思维能力将得不到培养。

四、教学过程
（一）新课导入
普通的小汽车和高档跑车的速度都能达到96km/h,但它们从静止到具有这一速度所经历的时间不同，高档跑车经历的时间约5s,而普通小轿车需要12s，哪个速度变化快呢？速度变化的快慢是衡量汽车性能的一个重要指标。

这节课我们就来学习怎样描述速度变化的快慢.。

很明显，这两个运动物体速度的改变量不同，所用时间也不同，那么我们怎样来比较他们速度变化的快呢？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快慢的物理量.
（二）新课讲解
【活动】一、加速度
请大家观察实验桌上的器材，这些器材可以帮助我们测量那些物理量？（PPT显示）
我们通过滑轮用小桶及桶内配重拉车的方法给小车提供拉力，应使M>>m,才能保证小车的合外力近似等于小桶及桶内配重的全部重力.
PPT显示小车及配重和小桶及桶内金属柱
如果我们研究小车加速度与拉力的关系，需要保证小车质量不变，拉力改变。

请大家观察在拉力发生改变时，也就是小桶及桶内金属柱的质量由6.5g增加到26.5g，请大家根据图片中小车及配重质量，请你选择小车带多少配重满足实验要求？为什么？
同理当我们研究小车加速度与质量的关系，需要保证小车所受拉力不变，小车质量不断改变。

请大家根据图片中选择小桶内放几个金属柱满足实验要求？为什么？
展示学生上传图像
这是咱班各组同学的实验图像，请大家一起观察。

电脑播放学生实验图像。

同学们所有图像都有什么共同特点？
图像有什么不同？
大量的实验都发现加速度与力的关系都是直线关系，而且图线都很接近原点，而且偏离远点的直线截距有时为正，有时为负。

我们猜测加速度a与力F成正比，这些实验数据表明我们的猜测是正确。

当然大量的实事也表明加速度a与力F成正比
加速度与质量是什么关系呢？与我们的猜测一样吗？我们现在继续实验，探究加速度与质量的关系
教师指导学生回忆怎样描述物体运动位置的变化.例如在匀速直线运动中，
物体从A点运动到B点，可以用A、B两点坐标的变化除以所用时间即速度的
大小来描述位置变化的情况. 点评：利用速度的表达式类比，力求使学生猜想到可以用速度的改变量除以所用时间来描述速度变化的快慢.
教师设疑：在表三中C物体在100s内速度从0 m/s增加到20m/s，怎样描述运动物体速度增加的快慢呢？交流讨论并总结：用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体速度增加的快慢.
如果用符号a表示物体速度增加的快慢，Δv表示物体的速度的变化量，Δt 表示物体的速度变化所用的时间，应如何用公式表达A物体的速度变化快慢呢？
思考：速度变化大小与速度变化快慢是否一样？（不一样）。

提示：加速度是表示速度改变的快慢，而不是指速度变化了多少，只有用速度的变化和时间的比值，即单位时间内该物理量变化的数值（变化率）才能表示变化的快慢。

归纳总结：
加速度和速度的区别：
1.速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大.
2.速度变化量大，加速度不一定大.
3.加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零. 问题互动
例1、飞机的速度由0 增加到300 km/h(相当于83m/s) ，飞机的速度变化了多少？若这一变化所用时间为30s 则飞机的加速度为多少（即飞机速度平均每秒增加多少）？
例2、迫击炮射击时，炮弹在弹筒中的速度在0.005s 就可以从0增加到250m/s ，这时迫击炮的加速度为多少？。