高中物理必修1教案-《速度與加速度》

1、1.3 速度與加速度教學(xué)內(nèi)容分析1. 內(nèi)容和地位在普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)共同必修模塊“物理1”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究的過程，理解位移、速度、和加速度，體會(huì)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用”。本節(jié)速度、加速度是描述運(yùn)動(dòng)的重要物理量，理解速度和加速度概念，是學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)。物體的運(yùn)動(dòng)是日常生活中最為常見的現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)勻速物體的運(yùn)動(dòng)已有自己的認(rèn)識(shí)，可成為教學(xué)的起點(diǎn)，通過探究實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的辨析，真正理解描述變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重要物理量：速度、加速度。本節(jié)研究平均速度所應(yīng)用的等效替代思想和定義加速度的所應(yīng)用的比值法、研究瞬時(shí)速度所應(yīng)用的極限法等都是物理學(xué)中常用的研究

2、方法，在教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)這幾種方法，為以后應(yīng)用類似方法來解決物理問題，領(lǐng)悟形異質(zhì)同的物理模型打下基礎(chǔ)。教學(xué)過程中還應(yīng)讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)探究的過程，使學(xué)生從中理解和領(lǐng)會(huì)研究物理問題的途徑打下良好的基礎(chǔ)。2、教學(xué)目標(biāo)（1）、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度、瞬時(shí)速度的過程，理解速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它們的區(qū)別。（2）、體會(huì)物理問題研究中科學(xué)思維方法的應(yīng)用，學(xué)會(huì)用比值法、等效替代來研究物理問題,體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。（3）善于發(fā)表自己的見解，感受合作學(xué)習(xí)的快樂。勇于克服困難，保持探究的熱情。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1、 理解平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，知道速度和速率以

3、及它們的區(qū)別。2、加速度的概念及物理意義。 3、利用極限法由平均速度推導(dǎo)瞬時(shí)速度；怎樣由瞬時(shí)速度的變化導(dǎo)出加速度的概念。案例設(shè)計(jì)：一、 導(dǎo)入新課1、復(fù)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)快慢的描述方法速度的定義。2、教師舉例：物體有著各式各樣的運(yùn)動(dòng)，不僅不同的物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度不一樣，而且同一物體在不同段的快慢程度也可以不同，請(qǐng)同學(xué)們舉出日常生活中這種類型物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。（如蝸牛的爬行運(yùn)動(dòng)、飛機(jī)的起飛、物體沿斜面下滑，火車出站和進(jìn)站的運(yùn)動(dòng)等。）3、引導(dǎo)學(xué)生思考：那么如何比較變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)快慢呢？ 二、新課教學(xué)1、平均速度 教師設(shè)問：（1）在運(yùn)動(dòng)會(huì)的100米短跑上，運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過程中跑的快慢一樣

4、嗎？（2）你如何判斷哪位運(yùn)動(dòng)員跑的快，用什么方法？請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位討論并選派代表發(fā)言。預(yù)測(cè)：學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)快慢認(rèn)識(shí)可能有下面幾種：1、同樣長(zhǎng)短的位移，看誰用的時(shí)間少；2、 如果運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，可比較誰通過的位移大；3、 教師：同學(xué)們提出的這些比較方法都是正確的。教師進(jìn)一步提問：如果運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，通過的位移也不相等。又如何比較快慢呢？有一小部分學(xué)生會(huì)回答：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的位移來比較，就找統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目的：引導(dǎo)學(xué)生用比值法來研究變速直線運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢，人們?cè)陂L(zhǎng)期對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究的過程中為了能描述變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，逐步建立了平均速度的概念。用平均速度來表示物體在某段位移的平均快慢程度。探究性實(shí)驗(yàn)

5、：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、斜面、小車、紙帶等儀器來研究變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢。（以4人為一小組做實(shí)驗(yàn)，教師先介紹打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理，兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是多少？而后由學(xué)生動(dòng)手做）請(qǐng)同學(xué)們觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)：小車沿斜面滑下做變速直線運(yùn)動(dòng)的例子：讓小車后固定一小紙帶，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)拖著小紙帶一起運(yùn)動(dòng)，小紙帶穿過一個(gè)打點(diǎn)記時(shí)器，通過打點(diǎn)記時(shí)器把小車在連續(xù)相等的的各個(gè)位置（小紙帶的點(diǎn)）記錄下來。教師：指導(dǎo)同學(xué)們對(duì)紙帶打的不同時(shí)刻的點(diǎn)進(jìn)行分析、重點(diǎn)指導(dǎo)如何采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指導(dǎo)學(xué)生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的位移，而后研究各小段運(yùn)動(dòng)的快慢。通過師生討論方式進(jìn)行探究： O A B C D E F預(yù)測(cè)：（各學(xué)生代表

6、的分析）1、 粗略的研究變速直線運(yùn)動(dòng)中哪一段運(yùn)動(dòng)快慢，可用相等時(shí)間的位移比較；2、 粗略的研究變速直線運(yùn)動(dòng)中哪一段運(yùn)動(dòng)快慢，可以用這段的位移s跟發(fā)生這段位移所用3、 在師生討論的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出平均速度：可用研究勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度的方法來求變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度-等效替代方法：研究任何一個(gè)變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，都可以找到一個(gè)與它等效的勻速直線運(yùn)動(dòng)來粗略地描述它。平均速度就是粗略地表示做變速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，采用描述勻速直線運(yùn)動(dòng)速度的方法：等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值。用表示。由速度的定義式中可看出，v的單位由位移和時(shí)間共同決定，國(guó)際單位制中是米每秒，符號(hào)為m/s或ms1，常

7、用單位還有km/h、cm/s等，而且平均速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。針對(duì)學(xué)生上面計(jì)算紙帶OA、AB、BC、CD、DE、EF的各小段小車運(yùn)動(dòng)的快慢，繼續(xù)討論對(duì)平均速度還有什么新的認(rèn)識(shí)？ 預(yù)測(cè)： 1：通過分別計(jì)算出OA、AB、BC的平均速度， 三段的值都不相同，說明不同段計(jì)算出的平均速度是不一樣的。2： 百米運(yùn)動(dòng)員，10s時(shí)間里跑完100m，那么他1s平均跑10米，既平均速度是10m/s。3： 百米運(yùn)動(dòng)員平均速度雖是10m/s，并不是他每一秒都跑10 m，誰也說不來他在哪1秒跑了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米。4： 教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納：百米運(yùn)動(dòng)

8、員平均速度雖是10m/s，它等效于運(yùn)動(dòng)員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。所以就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。但這個(gè)10m/s只代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度， 平均速度的大小與哪段時(shí)間（或與哪段位移）密切相關(guān)，不同段計(jì)算出的平均速度一般是不一樣的。2瞬時(shí)速度通過師生對(duì)話方式進(jìn)行探討：師：平均速度只能粗略表示運(yùn)動(dòng)的快慢程度，那么， 如果要精確地描述變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，應(yīng)怎樣描述呢？生：那就必須知道某一時(shí)刻（或經(jīng)過某一位置）時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的快慢，師：對(duì)，這就是瞬時(shí)速度。瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)的物體在（經(jīng)過）某一時(shí)刻（或某一位置）的速度。電源遮光板光電門師生合作的探究性實(shí)驗(yàn)：利用光電門裝置

9、來研究一小段位移內(nèi)的平均速度的變化，運(yùn)用極限方法來理解瞬時(shí)速度的物理意義。（1） 由教師介紹光電門裝置的作用，及小車（車上插有不同寬度的遮光板）沿斜面下滑的情形。（2） 由各小組推選三位同學(xué)到講臺(tái)在教師的指導(dǎo)下做研究性的實(shí)驗(yàn)：a：保持光電門與小車的距離和斜面的傾角不變，改變插在車上遮光板的寬度，由來求小車經(jīng)光電門位置后運(yùn)動(dòng)了遮光板的寬度這一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度，探究當(dāng)小車經(jīng)過同一位置時(shí)，遮光板的寬度逐漸變小時(shí)，平均速度的值的變化有什么規(guī)律？（各小組利用采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、討論）B：保持光電門與小車的距離及車上遮光板的寬度不變，增大斜面的傾角，探究當(dāng)小車過相同位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車經(jīng)遮光板的寬度這一小

10、段時(shí)間內(nèi)的平均速度的變化，有什么規(guī)律？（各小組利用采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、討論），可以讓學(xué)生根據(jù)收集的數(shù)據(jù)分析，發(fā)表自己的見解。若需要可通過教師設(shè)問、學(xué)生討論來研究。教師可提出：1、小車沿相同傾角的斜面滑下經(jīng)過某一段距離時(shí)的位移越短，平均速度速度變化是越大還是越??？2、小車過沿斜面滑下經(jīng)過某一相同距離時(shí)時(shí)間越短，平均速度速度變化是越大還是越??？預(yù)測(cè)學(xué)生回答：1：當(dāng)小車沿斜面滑下過程中，在研究某一段運(yùn)動(dòng)時(shí)、若位移非常小時(shí)，平均速度的變化已經(jīng)非常不明顯了2：當(dāng)小車沿斜面滑下過程中，在研究某一段運(yùn)動(dòng)時(shí)、若時(shí)間非常短時(shí)，平均速度的變化已經(jīng)非常不明顯了3：以上兩種情形下平均速度的變化已經(jīng)看不出來了。教師提出

11、問題：既然平均速度的變化已經(jīng)看不出來了，是否可以把這段運(yùn)動(dòng)看成是勻速直線運(yùn)動(dòng)呢？能否用這一小段運(yùn)動(dòng)的平均速度來表示這小段運(yùn)動(dòng)中任何位置的瞬時(shí)速度呢？學(xué)生通過推理討論得出：既然平均速度的變化已經(jīng)看不出來了，就可以把這段運(yùn)動(dòng)看成是勻速直線運(yùn)動(dòng)，利用這一小段運(yùn)動(dòng)的平均速度表示這小段運(yùn)動(dòng)中任何位置的瞬時(shí)速度。教師總結(jié)：這就是瞬時(shí)速度的物理意義：既當(dāng)位移足夠小時(shí)（或時(shí)間足夠短時(shí)），可以認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所求的平均速度就可以代表這一小段運(yùn)動(dòng)中任何時(shí)刻的瞬時(shí)速度。在直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度的方向即物體在這一位置的運(yùn)動(dòng)方向，所以瞬時(shí)速度是矢量。通常我們只強(qiáng)調(diào)其大小，把瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡(jiǎn)稱

12、為速率，是標(biāo)量。請(qǐng)思考：為什么可以用這種方法來求得小車運(yùn)動(dòng)通過某位置的瞬時(shí)速度？小實(shí)驗(yàn)師： 同學(xué)們是否觀察過摩托車時(shí)或汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)駕駛位置前的速度計(jì)，它顯示的速度就是摩托車時(shí)或汽車這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。速度計(jì)的原理就是一個(gè)小型發(fā)電機(jī)與電流計(jì)連接，而摩托車或汽車運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢成正比，電流計(jì)得到的電流的大小又與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢成正比，這樣電流計(jì)得到的電流就被換成速度示數(shù)。為每一小組同學(xué)準(zhǔn)備一個(gè)小型發(fā)電機(jī)、電流計(jì)及細(xì)線（用于繞在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上）用手拉細(xì)線，觀察：當(dāng)手拉的瞬時(shí)速度越大；發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速怎樣變化？電流計(jì)的示數(shù)又怎樣變化？4、 加速度師：下面表格提供了幾種物體運(yùn)動(dòng)的情況，同學(xué)們以

13、小組為單位根據(jù)表格的信息針對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的變化情況進(jìn)行討論（培養(yǎng)學(xué)生獲取有用信息的能力），也可以讓學(xué)生思考以下的問題？運(yùn)動(dòng)物體初始速度m/s經(jīng)過的時(shí)間/S末了速度m/s賽 車大型運(yùn)輸飛機(jī)火車開動(dòng)時(shí)在槍膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)的子彈03000010501000.0150400308001、 各物體運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的變化情況如何？2、 、能否用分析物體運(yùn)動(dòng)的快慢的比值方法來分析速度變化的快慢呢？（必須在第1思考題回答后才能提出第2個(gè)思考題）（類比遷移方法）預(yù)測(cè)：學(xué)生可能從以下幾種情況思考：1）每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體速度的變化各是多少？2）比較每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體速度的變化的值和所用的時(shí)間之間的關(guān)系。 3）比較每個(gè)運(yùn)動(dòng)物體速度的變化與所用時(shí)間

14、的比值的大小關(guān)系。 教師總結(jié)：同學(xué)分析得都很好，幾位同學(xué)分析的角度有所不同。有的同學(xué)分析的是誰速度變化得多；有的同學(xué)分析的是單位時(shí)間內(nèi)誰速度變化得多，即誰速度變化的更快？ 怎樣來表示這種不同？若要比較速度變化的多少，只要知道末速度和初速度的差值，若要比較速度變化快慢，不僅要知道速度變化的多少（末速度和初速度的差值），還要知道完成這一速度變化所用的時(shí)間，比較時(shí)要看單位時(shí)間內(nèi)的速度變化的平均快慢。教師對(duì)學(xué)生的各種思考與計(jì)算給予充分的肯定。設(shè)運(yùn)動(dòng)物體的初速度為，末速度為，在時(shí)間內(nèi)物體速度的變化為。引導(dǎo)學(xué)生用類比遷移方法由 來表示速度變化的快慢。為了比較物體運(yùn)動(dòng)的速度變化的快慢，我們用加速度來表示：物

15、體速度變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比，叫物體運(yùn)動(dòng)的加速度，設(shè)運(yùn)動(dòng)物體的初速度為，末速度為，在時(shí)間內(nèi)物體速度的變化為：則加速度用a表示為： 教師引導(dǎo)學(xué)生同樣運(yùn)用類比遷移方法，歸納得出： 加速度不僅有大小，而且有方向，加速度是矢量,在直線運(yùn)動(dòng)中，加速度的方向有與速度的方向同向與反向兩種情形；當(dāng)加速度的方向與速度同向時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度越來越大；做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度的方向與速度反向時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度越來越小；做減速運(yùn)動(dòng)。加速度的單位由速度的單位和時(shí)間的單位決定，速度的單位是米/秒（m/s），時(shí)間的單位是秒（s），加速度的單位就是米/秒2（m/s2），讀“米每二次方秒課堂練習(xí)：例題1獵豹由靜止開始起跑，經(jīng)2s的時(shí)間，速度達(dá)到70km/h, 獵豹的加速度是多大？是正值還是負(fù)值，是加速還是減速運(yùn)動(dòng)？例題2列車以30m/s的速度行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方路段給出低速行駛的信號(hào)后，采取自動(dòng)措施，在10s內(nèi)使列車的速度減少到10m/s，求列車的加速度。列車是加速還是減速運(yùn)動(dòng)？課堂內(nèi)容小結(jié) 1、平均速度的概念及物理意義； 2、瞬時(shí)速度的概念及物理意義；速度的大?。ㄋ俾剩┑奈锢?/p>