人教版高中物理必修一《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
【教学目标】
一、知识与技能
1．理解加速度的物理意义，知道加速度是矢量。

2. 通过对日常生活中有关加速度的实例的分析，进一步体会变化率的概念及表达方式。

3. 理解匀变速运动的意义，能用v-t图像表示匀变速直线运动，并能通过图象确定加速度。

二、过程与方法
1．经过将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动．通过实例，引出生活中物体的运动，速度存在增加和减少的现实，提出为了描述物体运动变化的快慢，引入加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣。

2．帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度．
3．教学中从速度一时间图像的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率)，让学生在实践中学会应用数据求加速度。

三、情感态度与价值观
1．利用实例激发学生的求知欲，激励学生的探索精神。

2. 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和抽象思维能力。

3．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，敢于放弃自己的错误观点．
【教学重点】
1. 速度的变化量、速度的变化率的含义。

2.加速度的概念及物理意义。

【教学难点】
1．理解加速度的概念，树立变化率的思想．
2．区分速度、速度的变化量及速度的变化率．
3．利用图象来分析加速度的相关问题．
【课时安排】
１课时
【教学过程】
一、导入新课
大的，但它们速度增加得快慢不同。

我们知道运动快慢用速度来比较。

那么,如何比较不同物体速度变化的快慢呢？如何描述？
二、新授
（一）加速度
提问: 速度的变化量指的是什么？
（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。

） 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，必须找到统一的标准。

也就是要找单位时间内的速度的改变量。

为此，我们引入加速度的概念。

1．加速度的定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值
t
v a ∆∆= 2．物理意义：描述速度变化快慢的物理量。

3．单位：米/秒2（m/s 2）
就像平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均加速度与瞬时加速度之分。

4.平均加速度和瞬时加速度：
①运动物体在一段时间内（或一段位移内）的速度变化量与这段时间的比值叫这一段时间（或这一段位移）内的平均加速度。

②物体在某一时刻（或某一位置）的加速度称为瞬时加速度。

（二）加速度方向与速度方向的关系
加速度也是矢量，它不仅有大小，也有方向，方向与速度变化的方向相同。

加速度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。

[例题1]做匀加速运动的火车，在40s 内速度从10m/s 增加到20m/s ，求火车加速度的大小。

汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s 内速度从10m/s 减小到零，求汽车的加速度。

分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。

一般选初速度的方向为正方向。

分析讨论：
（1）火车40s 秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系？
（2）汽车2s 内速度的改变量是多少？方向与其初速度方向有何关系？
（3）两物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？
分析(1)物体：
物体作匀变速直线运动，40秒内属于的改变量为s m s m s m v /10/10/20=-=∆，方向与速度方向相同，2/25.040/10s m s
s m t v a ==∆=
方向v ∆方向相同，即a 与v 方向相同。

分析(2)物体：
物体作匀变速直线运动，5秒内速度的改变量为s m s m s m v /10/10/0/-=-=∆，说明v ∆与v 方向相反。

2/
//52/10s m s s m t
v a -=-=∆=，说明a 方向与v ∆方向相同，与v 方向相反，作匀减速直线运动。

强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。

总结：
在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反。

匀加速直线运动：0v v >，v ∆为正值，a 0>，a 与0v 方向一致。

匀减速直线运动：0v v <，v ∆为负值，a 0<，a 与0v 方向相反。

加速度和速度的区别：
①它们具有不同的含义：加速度描述的是速度变化的快慢，速度描述的是位移变化的快慢．加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间共同决定，与速度本身以及速度变化多少无必然联系。

②速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大；速度变化量大，加速度不一定大。

加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。

（三）从v-t 图像看加速度
学生观看教材，教师引导学生回答下列问题：
（1）速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度时间图像？
（2）图1.5-3中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图像，通过图像比较两物体运动的异同点？
（3）在图像中如何表示出物体运动加速度的大小？
明确：在v-t 图像中，图像的斜率在数值上等于加速度。

匀变速直线运动的v-t 图像是一条直线，直线的斜率的数值等于其加速度。

速度一时间图像是描述速度随时间变化关系的图像，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，就画出了速度一时间图像。

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。

还可以用加速度的定义式a ＝△v/△t 来定量求加速度，从而比较加速度的大小。

三、视野拓展
1. 加速度与糖尿病患者
前不久，一名由昆明飞往武汉的旅客，刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口，昏了过去。

由于患者系独自外出，身边没有同伴，病史无从询问，给诊断救护工作带来非常大的困难，在医护人员的努力下，终于明确诊断其为病死率十分高（40％~70％的死亡率）的“糖尿病高渗性昏迷”，经过抢救患者才脱离危险。

这是怎么回事呢？
原来，该患者平常仅出现多饮多尿，并没发现自己患有糖尿病。

在乘机前几天一直腹泻，在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐，从而导致身体严重脱水。

我们知道，在飞机起飞和降落以及气流导致的飞机颠簸时，人体会出现一定程度的重力和加速度作用的变化。

实验证明，在加速度作用下，血糖浓度升高，糖原含量降低。

动物试验证明，在高空气压降低缺氧时，糖的异生作用增强，血糖升高。

患者在以上多因素的作用下，血糖较正常高出近5倍，从而出现高渗性昏迷，差点危及生命。

因此，糖尿病患者在选择航空旅行时一定要多加注意。

2. 冲击性加速度或过载对全身作用的机制
冲击性加速度或过载对人体的影响与持续性加速度不同，它主要不是引起血液动力学改变,而是引起疼痛,短暂意识丧失和各种机械性损伤,如组织器官变形、撕裂及破坏等，严重时可致死亡。

其影响的程度除了与冲击过载峰值、作用时间、过载速率3个基本参数有关外，还与过载作用的方向、人的体位、束缚状况等因素有关。

载人飞船在各个不同的飞行阶段中，加速度的变化很大。

火箭起飞时，加速度很小，随着火箭不断上升，推进剂逐渐消耗，加速度就越来越大，在火箭熄火瞬间达到最大值。

在飞船返回时，脱离轨道，再入大气层时，又将遇到巨大的峰值减速度。

在加速度或减速度值超过一个重力加速度（g=9.8m/s2）时，因惯性力而受到很大的过载，人变重了，这种现象称为超重。

60年代的载人飞船，在上升段的最大加速度是8g ，返回舱的最大减速度约10g 。

超重对人体的影响与它的作用方向有关。

在飞船上升时，主要影响是头部血压降低，下肢血压升高，视觉减退。

返回舱进入大气层时，会导致航天员头部充血。