高中物理 必修第1冊0917高一【物理(人教版)】速度變化快慢的描述-加速度2-教學(xué)設(shè)計

課程基本信息課例編號2020QJ10WLRJ006學(xué)科物理年級高一學(xué)期秋季課題速度變化快慢的描述--加速度2教科書書名：普通高中教科書物理必修第一冊出版社：人民教育出版社出版日期：2019年9月教學(xué)人員姓名單位授課教師李靖北京市第四中學(xué)指導(dǎo)教師魏華北京市第四中學(xué)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：能用v-t圖像分析、計算加速度，結(jié)合圖像體會極限思想在物理研究中的應(yīng)用及意義。理解加速度與速度、速度變化量和速度變化率之間的區(qū)別與聯(lián)系，并會分析生活中的運(yùn)動實例。體會變化率對描述變化過程的意義。通過生活中有關(guān)加速度的利用和危害防止的實例，體會物理與生活實際的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)：用v-t圖像分析、計算加速度。教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合圖像體會極限思想，體會變化率對描述變化的意義。教學(xué)過程時間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動2min復(fù)習(xí)同學(xué)們好~上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了速度變化快慢的描述——加速度。【提問】如果讓小球從傾角不同的導(dǎo)軌自由下滑，沿哪一個軌道運(yùn)動的加速度大？請同學(xué)觀看下面的視頻。相信同學(xué)們會認(rèn)為軌道的傾角大，小球運(yùn)動的加速度就大，這是我們的直觀感受。小球的速度變化真的快嗎？這需要我們進(jìn)一步研究。8min認(rèn)識v-t圖像為了進(jìn)行定量研究，我們用小車代替小球，利用紙帶測量小車下滑過程的速度，描繪出小車沿著不同傾角的軌道運(yùn)動時，其速度隨時間變化的圖像。從這個圖像上可以得到小車運(yùn)動的加速度嗎？要想得到小車運(yùn)動的加速度，就得求出速度的變化量以及對應(yīng)的時間?！咎釂枴咳绾蔚玫溅與Δt呢？相信同學(xué)們都可以想到：在圖像上取兩點(diǎn)E、F，他們所對應(yīng)的時刻和速度分別標(biāo)為t1、t2和v1、v2。從圖中可以看出，Δt可以用小三角形橫著的直角邊代表，Δv可以用豎著的直角邊代表。那么Δv與Δt的比就是加速度。結(jié)合數(shù)學(xué)中一次函數(shù)的知識，我們知道這個比值等于該直線的斜率?！咎釂枴縜、b兩個運(yùn)動的加速度哪個大呢？大家肯定脫口而出，a的加速度比b大，因為a圖像的斜率比b大，所以加速度大。我們可以根據(jù)v-t圖像中直線的傾斜程度判斷加速度的大小?！咎釂枴窟@兩個v-t圖分別表示物體做什么運(yùn)動？左側(cè)的圖表示物體的速度越來越小，物體做減速運(yùn)動。右側(cè)的圖表示物體速度先減小，反向增大，說明物體的運(yùn)動有折返?！咎釂枴咳绾螐闹蝎@得物體的加速度呢？請同學(xué)們想一想。同樣我們可以在圖像上取兩點(diǎn)，我們會發(fā)現(xiàn)：三角形豎著的直角邊依然代表速度的變化量Δv，只不過它是負(fù)值；三角形橫著的直角邊代表時間間隔Δt，Δv與Δt的之比為加速度，而這個比值是負(fù)值，說明與正方向相反，但也是直線的斜率。對于物體速度反向的情景請同學(xué)在課后進(jìn)行研究。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)：v-t圖中，直線的斜率反映加速度的大小和方向?！咎釂枴咳绻矬w的速度隨著時間的變化是一條曲線，如圖所示，請同學(xué)思考：（1）此過程中，物體的速度大小是如何變化的？（2）和圖像為直線的v-t圖相比，這個加速過程有什么特點(diǎn)？（3）你做出第2問判斷的依據(jù)是什么？——我們可以取相同的時間間隔，比較它們速度的變化量是越來越小的?！咎釂枴窟@個比值的物理意義是什么呢？這個比值就叫這段時間內(nèi)的平均加速度，它是圖像割線的斜率。它可以比較粗略的描述了這個過程速度變化的快慢情況?！咎釂枴咳绾蔚玫轿矬w某一時刻的加速度呢？為了回答這個問題，請同學(xué)們可以回憶一下瞬時速度是怎么得到的？大家知道，瞬時速度是當(dāng)Δt非常非常小時，運(yùn)動快慢的差異可以忽略不計，我們把Δx與Δt之比就叫做瞬時速度。我們也可以采取同樣的方法，得到瞬時加速度。那就讓Δt取的非常非常小，此時Δv與Δt之比就是瞬時加速度，這也是極限思想。我們也會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Δt趨于0，這樣割線就變?yōu)榍芯€，切線斜率就表示這個時刻物體的加速度。因此通過v-t圖，我們不僅可以了解速度如何變化，也可以得到加速度如何變化。概念辨析【提問】以下三個運(yùn)動，運(yùn)動最快、速度變化最快以及速度變化最大的分別是哪個運(yùn)動？相信大家不難判斷，運(yùn)動最快就是速度最大當(dāng)屬飛機(jī)200m/s；速度變化最快也就是加速度最大的是某同學(xué)為2.5m/s2；速度變化量最大的是高鐵列車為83m/s。【提問】那能不能說速度大的物體，其加速度一定大？不能，比如高速運(yùn)動的飛機(jī)，速度大，但是加速度為0?！咎釂枴磕懿荒苷f速度變化量越大，加速度就越大？不能，速度變化量大，但時間不一定，所以加速度不確定，比如高鐵列車出站，速度變化量大，但是時間長，所以加速度并不大?！九e例說明】有加速度的物體，其速度一定增加嗎？——不一定，物體做減速運(yùn)動?！九e例說明】能不能說速度為0，加速度一定為0？——不能，比如列車加速起步的瞬間，列車的速度為0，但是它的速度要發(fā)生變化，因此有加速度，所有才會有后續(xù)列車速度越來越大。我們也可以通過加速度是v-t的切線斜率來理解，速度為0，切線斜率一定為0嗎？顯然不一定。速度、加速度是不同的概念，他們之間沒有必然的大小聯(lián)系?！舅伎寂c討論】“它運(yùn)動了多遠(yuǎn)”，這是路程或者位移的概念?！八\(yùn)動得多塊”，這是速度的概念。生活用語中，卻沒有和加速度直接對應(yīng)的詞語。日常生活中只有籠統(tǒng)的“快”“慢”，這里有時指的是速度，有時模模糊糊地指的是加速度。同學(xué)們能分別舉出這樣的例子嗎？比如：“跑的快”、“起步快”、“加速快”，都用快來描述，它們的意思相同嗎？——不同，跑得快指速度大；起步快、加速快，是指速度變化快，也就是加速度大，所以意思并不相同。在生活中，我們要會用物理學(xué)的視角來審視周圍的世界，用物理學(xué)的語言來描述觀察到的物理現(xiàn)象。認(rèn)識變化率生活中，除了運(yùn)動的快慢、速度變化的快慢之外，還有很多和變化有關(guān)的例子。比如：一年的氣溫隨著四季發(fā)生變化；河流的水位會隨著汛期的到來而漲高；番茄在成熟的過程中，它的大小、含糖量等會隨時間變化；夏裝的價格會隨著秋季的到來而降價，等等。這些變化有時快、有時慢。描述變化快慢的量就是變化率。自然界中某量D的變化可以記為ΔD，發(fā)生這個變化所用的時間間隔可以記為Δt；當(dāng)Δt極小時，變化量ΔD與Δt之比就是這個量對時間的變化率，簡稱變化率。位置的變化率就是速度，速度的變化率就是加速度，他們是典型的變化率的應(yīng)用?！咎釂枴窟@是一日溫度隨著早晚發(fā)生變化的曲線，請同學(xué)們判斷什么時候溫度最高？什么時候溫度上升最快？——相信同學(xué)可以看出：從清晨開始，氣溫開始上升，在下午14點(diǎn)前后溫度達(dá)到最高；氣溫上升最快，那應(yīng)該是圖像的斜率最大，也就是在中午前后。3min總結(jié)我們用兩節(jié)課的時間學(xué)習(xí)了加速度，它是利用兩個物理量之比進(jìn)行定義，它是對物體速度變化快慢的描述，他是速度對時間的變化率；是個矢量，方向與Δv方向相同。我們可以用v-t圖像中某點(diǎn)切線的斜率表示瞬時加速度的大小。任何事物的變化，包括物體位置的變化、速