高中物理 第一章 第5節(jié) 速度變化快慢的描述 加速度教案 新人教版必修1
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第五節(jié) 速度變化快慢的描述 加速度 一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能： 從學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和生活體驗(yàn)出發(fā)，幫助學(xué)生建立加速度的概念，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號(hào)和單位，知道加速度是矢量。 2．過程與方法： 通過聯(lián)系平均速度和瞬時(shí)速度，由平均加速度過渡到瞬時(shí)加速度，學(xué)生再次體會(huì)到極限思想在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。 通過閱讀“科學(xué)漫步”欄目中關(guān)于變化率的敘述，自然而然地滲透了科學(xué)方法教育。 3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀： 通過把所學(xué)的“加速度”概念聯(lián)系自然、生活、科技，學(xué)生從物理走向自然、社會(huì)。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 加速度是力學(xué)中的重要概念，也是高一學(xué)生較難懂的概念。之所以難懂，是因?yàn)閷W(xué)生在用已有的生活經(jīng)驗(yàn)觀察物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，還不能清楚地分辨“運(yùn)動(dòng)的快慢”與“速度變化的快慢”。因此，幫助學(xué)生區(qū)分“速度大”、“速度變化大”、“速度變化得快”，理解速度、速度的變化量、速度的變化率的物理意義，建立加速度的概念，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，由于學(xué)生對(duì)矢量只有初步認(rèn)識(shí)，所以，加速度方向與速度方向的關(guān)系，在直線運(yùn)動(dòng)中用正、負(fù)號(hào)表示加速度的方向，也是這一節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。 三、教學(xué)設(shè)計(jì) （一）感知活動(dòng) 感知活動(dòng)是物理概念形成的基礎(chǔ)，物理概念的教學(xué)必須圍繞學(xué)生豐富的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行。 變速運(yùn)動(dòng)是學(xué)生常見的運(yùn)動(dòng)，先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活中的見聞舉出大量的變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。如：蒼蠅、蜜蜂、蝴蝶、小鳥、老鷹的起飛和降落，野兔、羚羊、烏龜、蝸牛的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)獵物的獅子、獵豹的運(yùn)動(dòng)；自行車、汽車、火車的起動(dòng)或制動(dòng)，飛機(jī)的起飛或降落；操場(chǎng)上各種球類的運(yùn)動(dòng)，田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)；子彈、炮彈的運(yùn)動(dòng)；火箭、衛(wèi)星、天體的運(yùn)動(dòng)；等等。 教師還可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到詩人用詩的語言描述變速運(yùn)動(dòng)： 擬古（東晉 陶淵明）—— 翩翩新來燕，雙雙入我廬。（詩人描述了燕子輕快地飛翔的情景） 春日（北宋 晁沖之）——鵝鴨不知春去盡，爭(zhēng)隨流水趁桃花。（詩人描述了鵝鴨不管花飛花落只知順著流水追逐桃花的情景） 倡導(dǎo)學(xué)生向詩人學(xué)習(xí)，熱愛生活，用心觀察自然，因?yàn)槲锢碓从谧匀弧⒃从谏睢? 以上，結(jié)合學(xué)生對(duì)生活的觀察和感性認(rèn)識(shí)讓學(xué)生自然而然地“從生活走向物理”，認(rèn)識(shí)變速運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)速度的變化。 （二）建構(gòu)結(jié)構(gòu) 建構(gòu)結(jié)構(gòu)是物理概念教學(xué)的關(guān)鍵。一個(gè)物理概念的建立，關(guān)鍵是形成此概念對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即定義、公式以及與其它概念的聯(lián)系等。 1、幫助學(xué)生主動(dòng)建立加速度的概念 變速運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，本著從簡單到復(fù)雜的研究問題的方法，從簡單的變速運(yùn)動(dòng)——變速直線運(yùn)動(dòng)（速度大小變、方向不變）入手。例如：玩具車、火車、汽車做變速直線運(yùn)動(dòng)（見下表）。 t（s） 0 1 2 3 4 5 … 玩具車 v（m/s） 0 0.2 0.5 0 0.7 0.4 … 火車 v（m/s） 5.0 5.3 5.6 5.9 6.2 6.5 … 汽車 v（m/s） 30 25 20 15 10 5 … 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上表提供的信息分析三個(gè)物體速度變化的特點(diǎn)： 玩具車——速度的變化規(guī)律不明顯（走走停停，時(shí)快時(shí)慢）； 火車——速度隨時(shí)間均勻增大； 汽車——速度隨時(shí)間均勻減小。 幫助學(xué)生總結(jié)火車、汽車的運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)：速度均勻變化，即在相等的時(shí)間里速度的變化相等。 像火車、汽車這種速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)，是自然界存在的最簡單的變速直線運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)。 指引導(dǎo)學(xué)生分析研究：不同的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度變化得快慢一般不同。上例中，火車速度改變得比較慢，汽車的速度改變得比較快。那么，怎樣來描述速度變化的快慢呢？ 教師可以用比較的方法（跟速度概念的建立比較）引發(fā)學(xué)生思考：描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，可以有兩種方法。一種是在位移相同的情況下，比較所用時(shí)間的長短，時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快；另一種是在時(shí)間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的運(yùn)動(dòng)得快。因此，位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值可以描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這個(gè)比值定義出來的就是速度，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 這種比值定義的方法能夠啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到用一個(gè)比值來描述速度變化的快慢。 火車速度變化的大小與所用時(shí)間的比值是個(gè)恒量： … 汽車速度變化的大小與所用時(shí)間的比值也是一個(gè)恒量： … 這個(gè)比值的大小反映了物體速度變化的快慢。 這樣，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生經(jīng)歷了主動(dòng)建構(gòu)加速度概念的過程。 定義：在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的變化和所用時(shí)間的比值，叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 公式：用v0表示運(yùn)動(dòng)物體開始時(shí)刻的速度（初速度），用vt表示經(jīng)過一段時(shí)間t末了時(shí)刻的速度（末速度），那么，速度的變化量為Δv=vt -v0，用a表示加速度，則 a== 單位：m/s2（米每二次方秒）。 2、比較加速度與速度 引導(dǎo)學(xué)生討論兩者的區(qū)別和聯(lián)系： 速度v和加速度a都是比值定義（某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率，表示變化的快慢）。 速度v表示物體運(yùn)動(dòng)（位置變化）的快慢。 速度變化量Δv表示速度變化的大小。 加速度a表示速度變化的快慢。 幫助學(xué)生理解：a不是v，也不是Δv，而是（速度對(duì)時(shí)間的變化率。） 說明：如果學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好，建議先不引出“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，直接從大量的實(shí)例出發(fā)建立加速度的概念。 （三）掌握方法 掌握方法是物理概念教學(xué)的手段，物理概念的形成需要應(yīng)用多種數(shù)學(xué)、物理方法。 從上文不難看出，在建立加速度概念的過程中，已經(jīng)涉及到了“從簡單到復(fù)雜的研究問題的方法”、“比較的方法（跟速度概念的建立比較）”、“用變化率描述變化快慢的方法”。 為了幫助學(xué)生理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的方向，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用“同一條直線上矢量運(yùn)算”的數(shù)學(xué)方法。 根據(jù)上表的數(shù)據(jù)計(jì)算火車、汽車的加速度： 火車：v0=5.0m/s，vt=6.5m/s，Δv=1.5m/s，t=5s，則a = 0.3m/s2。 汽車：v0=30m/s，vt=5m/s，Δv= －25m/s，t=5s，則a =－5m/s2。 提出問題：哪個(gè)加速度大？（引發(fā)學(xué)生思考“－”的物理意義） 引導(dǎo)學(xué)生用矢量圖示表示出初速度、末速度和速度的變化量： v0 v0 vt vt Δv Δv 同一條直線上的矢量運(yùn)算可簡化為代數(shù)運(yùn)算，規(guī)定一個(gè)正方向（一般取v0方向?yàn)檎较颍?，則 若vt>v0，a>0，表示a與v0方向相同，加速； 若vt下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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