3.速度变化快慢的描述——加速度 教案

1.5 速度变化快慢的描述——加速度教学设计[教材分析]本节课安排在高中物理新课程标准实验教科书(人教版必修1)第一章《运动的描述》的第5节，在整个共同必修课程中，对本节内容的学习和掌握是非常必要和重要的。

加速度是运动学中的一个重要的基本物理量，是将运动和力联系起来的桥梁。

由于加速度概念与其它物理知识的联系性强，涉及面广，特别是在分析、解决跟动力学相关的实际问题中经常牵涉到，因此对加速度的理解和掌握程度如何，不仅直接关系到本章后续必修模块的进一步学习，而且还将影响以后选修模块的学习和掌握。

所以这一节课的内容是本章知识的重点之一，本节课的关键是促进学生对加速度概念的形成和理解。

在学生的生活经验中，与加速度有关的现象不多，这就给学生理解加速度概念带来了不少困难。

为此，教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程，让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性认识。

教材还展示了飞机的起飞过程，要求学生从具体问题中了解"速度快"、"速度变化大"，"速度变化快"等物理名词的不同含义，又在旁批中指出"物体运动的快慢"与"运动速度变化的快慢"不同。

在此基础上再说明平均加速度的意义，进而说明瞬时加速度，加速度的矢量性。

教材在这部分的处理上也比较通俗易懂，比如，在"说一说"这个栏目后又给出了一些物体运动的加速度图表，给了学生一些直观、生动的印象；对重要的v-t图象，教材又设置了一个"思考与讨论"，让学生通过v-t图象加深对加速度的认识和对图象的理解。

节后在"科学漫步"栏目中也较深入地介绍了一般情况下的变化率概念。

[教学目标]1.理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。

2.知道加速度是矢量，能判断加速直线运动和减速直线运动的加速度方向，理解变速直线运动加速度正负的意义。

3.知道加速度的定义式vat∆=∆，知道加速度方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度跟速度改变量的区别。

4.知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意义。

5. 通过列举生活中的实例，让学生从生活自身的感受出发展现新知识。

6. 利用图片、多媒体把相关物理现象展现在学生面前，减少学生理解加速度概念的困难。

7. 利用类比法、图象法解决物理问题，使学生从多个角度理解加速度概念。

8. 利用实例激发学生的求知欲，激励学生的学习兴趣和探索精神。

9. 领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力。

10. 培养合作交流的思想，能主动与他人合作，勇于发表自己的主张。

[教学重点]1. 正确理解加速度的概念及物理意义。

2. 加速度和匀变速直线运动的关系。

[教学难点]理解加速度和速度、速度的变化量及速度的变化率之间的区别与联系。

[教学方法]比较、分析法。

[教学过程]一、课堂引入先演示小球在不同坡度的斜面上下滑的实验，让学生在感性上对速度变化的快慢有一个初步的认识。

教师活动：演示小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动。

学生活动：观察思考。

教师提问：小球两次各做什么运动？它们的不同之处在哪里？学生回答：小球两次都是做速度越来越快的直线运动，但后一次速度改变得快。

教师活动：利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论。

谁的速度“增加”得快？如何来表示速度增加的快慢？教师引入课题：速度变化快慢的描述——加速度。

二、进行新课（一）物体速度变化快慢的比较教师提问：三种车辆的速度均是增大的，谁的速度增加得快？你如何知道的？学生回答：摩托车，摩托车平均1秒速度变化最大，即1秒增加了2m/s ；而小轿车 的速度一秒增加了1.5m/s ；火车1秒速度增加了1.2m/s 。

教师进行鼓励性评价并指出：很好，我们要想比较不同物体速度变化快慢的时候，可以比较单位时间内速度变化量的大小。

（二）速度变化量教师提问： 速度的变化量指的是什么？ 学生回答：末速度减初速度。

教师点评：速度由0v 经一段时间t 后变为v ，那0v v -的差值即速度的变化量。

用v ∆表示。

即0v v v ∆=-，注意0v 、v 都是矢量，v ∆也是矢量。

教师提问：v ∆越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快，对吗？为什么？教师引导学生讨论得出： 要比较速度改变的快慢，必须找到统一的时间标准。

也就是要找单位时间内的速度的改变量的大小。

（三）加速度教师讲解：通过前面速度变化的快慢的比较，用速度的改变量除以所用的时间，可以反映出物体速度改变的快慢，我们把这个比值叫加速度。

1．定义：加速度等于速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值。

2．公式：v a t∆=∆ 教师活动：指出速度的变化量与时间的比值也叫速度的变化率。

并引导学生分析，得出加速度的单位。

3．单位：m/s 2、cm/s 2。

教师活动：下面请同学们把大屏幕上的小轿车、火车、摩托车的加速度算出来，要有过程。

（这一过程非常重要，借此学生可熟悉公式、单位，教师也可从巡视中发现错误，并引出加速度的物理意义。

）教师活动：对学生解的题目进行投影，评价矫正后给出正确答案，大小分别为：1.5m/s 2、1.2m/s 2、2.0m/s 2。

问：请同学们想一想：1.5m/s 2表示什么样的意思？ 师生共同分析，结合定义，得出物理意义，并让学生说出其他数值的含义。

4．物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，其数值越大，表示速度改变越快。

教师提问：加速度是矢量还是标量呢？为什么？方向如何规定？师生共同讨论得出：速度是矢量，速度的变化量v ∆也是矢量，单位时间内速度的改变量也是矢量，所以a 方向与v ∆的方向相同。

教师提问：那么计算时，如何体现出加速度的方向？下面以典型例题进行说明。

例题1.在一次碰撞实验中，小汽车以10m/s 的速度向一面障碍墙撞过去，碰撞时间为0.1s ，①如果障碍墙不牢固，障碍墙被撞倒后的一瞬间，车仍以3m/s 向前冲去，求碰撞过程中的小汽车加速度？②如果障碍墙很牢固，小汽车与它碰撞后的一瞬间，以5m/s 的速度被弹回来，求这一碰撞过程中的加速度？解：①以小汽车开始运动的方向为正方向，所以初速度010m s v =，末速度3m s v =。

由203m s-10m s 70m 0.1sv v v a t t -∆====-∆。

即：小汽车的加速度与初速度方向相反，大小为270m s 。

②以小汽车开始运动的方向为正方向，010m s v =，5m s v =-。

由20-5m s-10m s 150m s 0.1sv v v a t t -∆====-∆。

即：小汽车的加速度与初速度方向相反，大小为2150m s 。

学生求解后交流讨论……教师展示答案并讲解。

教师点评：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。

匀加速运动：v ∆为正值，a 0>，a 与0v 方向一致。

匀减速运动：v ∆为负值，a 0<，a 与0v 方向相反。

即时练习：判断下列说法是否正确：1.做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同。

答案：错。

只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同。

2.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大。

答案：错。

速度变化大，但不知所用时间的多少。

3.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大。

答案：对。

（四）从v-t 图象看加速度教师活动：指导学生认真观察教材P28的图1.5-3，并思考：速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度—时间图象？教师引导学生讨论后回答：学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述。

学生总结归纳：a 直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b 相对较平缓.所以，a 的速度变化快，即a 的加速度大，b 的速度变化慢，加速度小。

教师总结：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，以纵轴为速度轴，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。

我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量v ∆，时间间隔Δt ，这样就可以定量求加速度，用加速度的定义式a =tv∆∆就行了。

例题2.图1-5-1是某质点做直线运动的v -t 图象，从图上求出各段的速度变化量及加速度。

图1-5-1解析：速度的变化量等于变化后的速度减变化前的速度，即0v v v ∆=-。

速度的变化量也是矢量，正值表示速度增加，负值表示速度减小或反向。

由图可知：v O =0，v A =4 m/s ，v B =4 m/s ，v C =0。

所以OA 段的速度变化量为4m s OA A O v v v ∆=-=， 加速度为2240m s 2m s 2OA OA v a t ∆-===∆。

AB 段的速度变化量为0=-=∆A B AB v v v ， 加速度为AB a =0。

BC 段的速度变化量为4m s BC C B v v v ∆=-=-，加速度为BC a =BC v t ∆∆=224m /s 4m /s 1-=-。

三、课堂小结1.加速度的物理概念及意义。

2.加速度与速度、速度变化量的区别。

3.能在匀变速直线运动的v -t 图象中分析出v 、a 的大小、方向等。

四、布置作业教材P29问题与练习 3、4题。

五、板书设计第五节 速度变化快慢的描述—加速度1.加速度（1）定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值，即tv a ∆∆=。

（2）物理意义：表示速度变化的快慢和方向。

（3）单位：米/秒2（m/s 2）。

（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同。

（5）a 不变的运动叫做匀变速运动。

匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。

2.加速度方向与速度方向的关系匀加速运动：v ∆为正值，a 0>，a 与0v 方向一致。

匀减速运动：v ∆为负值，a 0<，a 与0v 方向相反。

3. 从v -t 图象看加速度。