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(jí)高一 時(shí)間 年 月 日 課題 1 5 速度變化快慢的描述 加速度 教 學(xué) 目 標(biāo) 知 識(shí) 能 力 品 德 1 知識(shí)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(hào) 單位 理解加速度的矢量性 能判斷物體是做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng) 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(guān)錄像片斷的方法來增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí) 順暢地引入加速度的概念 在與學(xué)生進(jìn)行新知識(shí)探究的同時(shí) 適當(dāng)加入幾道針對(duì)性練習(xí)及能力提高的題目 培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力 通過布置研究性課題 讓學(xué)生親自動(dòng)手 收集分析數(shù)據(jù) 體驗(yàn)加速度在生活中 的意義 3 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過本節(jié)的學(xué)習(xí) 使學(xué)生了解物理學(xué)對(duì)經(jīng)濟(jì) 社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn) 體會(huì)物理與生 活的密切關(guān)系 提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣 通過研究性課題 能讓學(xué)生領(lǐng)略到生活的奇妙與和諧 發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與 求知欲 培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)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(diǎn) 難 點(diǎn) 1 加速度的概念及與速度快慢的區(qū)別是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn) 2 對(duì)加速度概念的理解是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn) 時(shí)序教學(xué)操作過程設(shè)計(jì) 重點(diǎn)寫怎么教及學(xué)法指導(dǎo) 含課練 作業(yè)安排 新課導(dǎo)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(yùn)動(dòng)員等錄像 提出問題 讓學(xué)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(dòng)時(shí) 3 87 s 內(nèi)速度達(dá)到 100 km h 某高速 列車啟動(dòng)時(shí) 265 s 內(nèi)速度達(dá)到 250 km h 自行車 9 s 內(nèi)速度達(dá)到 15 m s 而 100 m 跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí) O 2 s 內(nèi)速度達(dá)到 12 m s 師 試根據(jù)上述數(shù)據(jù) 推算出這些物體啟動(dòng)時(shí) 速度的增加量和 1 s 內(nèi)速度 的增加量 并填入下列表格 生 計(jì)算可以得到如下數(shù)據(jù) 師 很明顯 這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xué) 一 加速度 師 請(qǐng)回憶一下我們是怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)位置 的變化的 例如在直線運(yùn)動(dòng)中 物體從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 到 B 點(diǎn) 如下圖 1 5 1 所示 建立數(shù)軸 AB 設(shè) A 點(diǎn)在數(shù)軸上的讀數(shù) 一維位置坐標(biāo) 下同 為 2 m B 點(diǎn)在 1 x 數(shù)軸上的 讀數(shù)為 7 m 則物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 如果所用時(shí)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(yùn)動(dòng) 同樣在 10 s 內(nèi) 速度從 2 m s 增加到 7 m s 怎 樣描述物體運(yùn)動(dòng)的速度增加的快慢呢 如果用符號(hào) 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(shí)間 那么用公式如何表達(dá)呢 不同物體的運(yùn)動(dòng) 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(jī)的速度由 O 增加到約 300 km h 飛機(jī)的速度的變化是多少 若發(fā)生 這一變化用時(shí)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(shí) 炮彈在炮筒中的速度在 O 005 s 內(nèi)就可以由 0 增加到 250 m s 炮彈速度的變化與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值是多少 學(xué)生討論后回答 師 上述方法就是變速直線運(yùn)動(dòng)中 描述物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dāng)物體加速時(shí) 則 O 時(shí)間 t 是標(biāo)量 加速度 a 的計(jì)算值為正 12 v vv 值 如果以初速度的方向?yàn)檎较?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(shí) 則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)物體是減速時(shí) 則 O 時(shí)間 t 是標(biāo)量 加速度 a 的計(jì)算值為負(fù) 12 v vv 值 如果仍以初速度的方向?yàn)檎较?即初速度礬取正值 a 為負(fù)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(shí) 則這個(gè)直 用心 愛心 專心7 線運(yùn)動(dòng)為減速運(yùn)動(dòng) 師 閱讀課文 說說什么是勻變速運(yùn)動(dòng) 如果物體的加速度保持不變 該 物體的運(yùn)動(dòng)就是勻變速運(yùn)動(dòng) 師 如同平均速度與瞬時(shí)速度那樣 加速度也有平均和瞬時(shí)之分 在勻變速 運(yùn)動(dòng)中 平均加 速度與瞬時(shí)加速度有什么關(guān)系 在勻變速運(yùn)動(dòng)中 其速度隨時(shí)間均勻變化 增加或 減少 每時(shí)每刻的加速度 即瞬時(shí)加速度與一段時(shí)間內(nèi)的加速度 即平均加速度 相同 師 勻速直線運(yùn)動(dòng)可看成什么運(yùn)動(dòng) 可看成加速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)與探究 課題 體驗(yàn) 1 m s 加速度究竟有多大 實(shí)驗(yàn)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(yàn)方法 把斜面的高度調(diào)節(jié)為斜面長度的十分之一 向?qū)W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(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)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(dá) 430 km h 它的加速度一定很大 這 一說法對(duì)嗎 為什么 不對(duì) 當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) 盡管速度很大 加速度可以為零 師 運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi) 速度的變化很小 它的加速度一定很小 嗎 不對(duì) 由公式 n 一巖可知 加速度等于速度的變化量和時(shí)間的比值 因而 加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率 所謂某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率 是指單位時(shí)間內(nèi) 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(duì)于運(yùn)動(dòng)物體說它走多遠(yuǎn) 是指路程或位移 說它走得多快 是指速度 而對(duì)加速度則沒有相對(duì)應(yīng)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(shí)也有一些說法是模模糊糊地指加速度 請(qǐng)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(gè)很重要的參數(shù) 有人說 我這車好 啟動(dòng) 快 生 2 在百米賽跑中 我們常說某某同學(xué)素質(zhì)好 有很好的爆發(fā)力 起跑快 閱讀 師 請(qǐng)學(xué)生閱讀教材第 30 頁 一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度 學(xué)生閱讀 一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度 后應(yīng)注意 1 注意標(biāo)題后括號(hào)內(nèi)標(biāo)明的 a m s 2 的含義 注意養(yǎng)成時(shí)時(shí)關(guān)心物理 單位的習(xí)慣 2 閱讀汽車 電車 旅客列車 炮彈加速時(shí)的典型值 形成大小印象 3 表中汽車急剎車時(shí)的加速度值為負(fù)值 這是什么含義 這是因?yàn)榧铀俣仁?矢量 不但有大小 而且有方向 而負(fù)號(hào)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(guān) 生 加速度和速度是兩個(gè)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(yùn)動(dòng)的快慢 不能根據(jù)加速度大小 判斷物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí) 加速度一定為正嗎 物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 加速度一定為負(fù)嗎 生 不一定 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 加速度方向一定跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相 同 物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 加速度的方向跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 但是 加 速度是正值還是負(fù)值 與正方向的選取有關(guān) 若取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?則勻加速 直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正值 勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值 若取運(yùn)動(dòng)的反方向 為正方向 則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值 勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正 值 師 加速度增加的運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng) 加速度減小的運(yùn)動(dòng)是減速運(yùn)動(dòng) 這種認(rèn)識(shí) 對(duì)嗎 如果不對(duì) 你認(rèn)為應(yīng)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(duì) 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(yīng)該根據(jù)加速度的方向和速度方向的關(guān)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(yùn)動(dòng) 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(yùn) 動(dòng) 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(yùn)動(dòng)快慢的物理量 它等于位移和所用時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)得 快 力 速度小說明物體速度變化得慢 并不意味著物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 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(duì)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(guān) 還與時(shí)間有關(guān) 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(yùn)動(dòng)的火車 在 40 s 內(nèi)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(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng) 在 2 s 內(nèi)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(yùn)動(dòng)的物體 它的加速度方向和速度方向總是相同 錯(cuò) 只有做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體 它的加速度方向和速度方向相同 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體 它的速度變化越大 加速度越大 錯(cuò) 速度變化大 但不知所用時(shí)間的多少 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體 它的速度變化越快 加速度越大 對(duì) 師 下面分組進(jìn)行探究 探究 1 某同學(xué)騎著自行車和學(xué)校百米冠軍賽跑 觀察并思考 起跑時(shí)誰的加 速度比較大些 將觀察結(jié)果與同學(xué)交流一下 得出較一致的結(jié)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(qiáng)交流 善于交流 增強(qiáng)協(xié)作精神 比較方法 相同時(shí)間內(nèi) 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(yùn)動(dòng)可近似看成是勻加速直線運(yùn)動(dòng) 猜想一下 加速度 的大小與哪些因素有關(guān) 比較加速度的大小時(shí) 可通過觀察小球滾動(dòng)時(shí)速度改變 的快慢來進(jìn)行 要求 1 將猜想的結(jié)果互相討論 最后得出共同的猜想 若有條件 可以用 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一下你的猜想 2 實(shí)驗(yàn)探究時(shí)要注意加強(qiáng)交流與合作 檢驗(yàn)猜想時(shí)要 注意控制變量 參考 1 幾種可能猜想 小球的質(zhì)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(biāo)準(zhǔn) 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(shí) 一定要先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案 注意體會(huì)控制變量法 可保持其他量 不變 研究小球質(zhì)量與加速度的關(guān)系 或研究粗糙程度與加速度的關(guān)系 研究傾 角與加速度的關(guān)系 研究長度與加速度的關(guān)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(hào)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(guān)系 答案 躺倒垂直 二 從 v 一 t 圖象看加速度 師 速度一時(shí)間圖象描述了什么問題 怎樣建立速度一時(shí)間圖象 生 速度一時(shí)間圖象是描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象 它以時(shí)間軸為橫軸 以縱軸為速度軸 在坐標(biāo)系中將不同時(shí)刻的速度以坐標(biāo)的形式描點(diǎn) 然后連線 就畫出了速度一時(shí)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(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象 哪個(gè)物體 運(yùn)動(dòng)的加速度比較大 教師引導(dǎo) 學(xué)生討論后回答 學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)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(diǎn)來找到這兩個(gè)點(diǎn)間 的速度變化量 v 時(shí)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(xùn)練 如 1 5 3 圖是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的 v 一 t 圖象 從圖上求出各段 的速度變化及加速度 小結(jié) 本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)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(shí)間的比值 它是位移對(duì)時(shí)間的變化率 描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢 和運(yùn)動(dòng)方向 也可以說是描述物體位置變化的快慢和位置變化的