2018-2019學年高中物理 第1章 1.5 加速度教案 新人教版必修1.doc

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1.5 加速度 教 學 目 標 知識與技能 1．理解加速度的意義，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、符號和單位，能用公式a=△v/△t進行定量計算． 2．知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系，會根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運動還是減速運動． 3．理解勻變速直線運動的含義，能從勻變速直線運動的v—t圖象理解加速度的意義． 過程與方法 1．經(jīng)歷將生活中的實際上升到物理概念的過程，理解物理與生活的聯(lián)系，初步了解如何描述運動．通過事例，引出生活中物體運動的速度存在加速和減速的現(xiàn)實，提出為了描述物體運動速度變化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激發(fā)學生學習的興趣． 2．幫助學生學會分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)得出加速度． 3．教學中從速度一時間圖象的角度看物體的加速度，主要引導學生看傾斜直線的“陡度”(即斜率),讓學生在實踐中學會應用數(shù)據(jù)求加速度． 情感態(tài)度與價值觀 1.利用實例動畫激發(fā)學生的求知欲，激勵其探索的精神． 2.領(lǐng)會人類探索自然規(guī)律中嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，理解加速度概念的建立對人類認識世界的意義，培養(yǎng)學生區(qū)分事物的能力及學生的抽象思維能力． 3.培養(yǎng)合作交流的思想，能主動與他人合作，勇于發(fā)表自己的主張，勇于放棄自己的錯觀點． 教學重點、難點 教學重點 1．加速度的概念建立和加速度與勻變速直線運動的關(guān)系． 2．加速度是速度的變化率，它描述速度變化的快慢和方向． 教學難點 1．理解加速度的概念，樹立變化率的思想． 2．區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率． 3．利用圖象來分析加速度的相關(guān)問題． 教 學 方 法 探究、講授、討論、練習 教 學 手 段 教具準備 多媒體課件，帶滑輪的長木板、小車及砝碼等． 教 學 活 動 [新課引入] [演示]讓小球分別在傾角較小的斜面和傾角較大的斜面上滾動． [提問]小球兩次各做什么運動?它們的不同之處在哪里? [得出]小球兩次都是做速度越來越快的直線運動，但后一次速度改變得快．那么怎樣比較速度改變的快慢呢? [討論]速度改變快慢的比較 [討論與交流] 利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車，運動員等錄像，提出問題，讓學生思考討論．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時，4s內(nèi)速度達到108km／h；某高速列車啟動時， 120s內(nèi)速度達到108km／h；自行車4s內(nèi)速度達到6 m／s；而100 m跑運動員起跑時，0.2s內(nèi)速度達到12m／s推算出這些物體啟動時，速度的增加量和1 s內(nèi)速度的增加量，并填入下列表格： 師：試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出這些物體啟動時，速度的增加量和1 s內(nèi)速度的增加量，并填入下列表格： 啟動物體 速度增加量(m／s) 經(jīng)歷的時間（s） 1 s內(nèi)速度的增加量(m／s) 速度增加的快慢程度(最快、較快、較慢、最慢) A競賽用跑車 30 4 7.5 較快 B高速列車 30 120 0.25 最慢 C自行車 6 4 1.5 較慢 D運動員 12 0.2 60 最快 比較A和B：它的速度的變化量相等(30m／s)，A經(jīng)過的時間比B短，在速度變化量相等的情況下，運動時間短的物體速度改變快，即跑車比列車速度改變快． 比較A和C：它的經(jīng)過的時間都是4 s，A速度的變化量比B大，在經(jīng)過的時間相等的情況下，速度變化量大的速度改變快，即跑車比自行車速度改變快 比較C和D：它們的速度變化量和所用的時間都不相同，要比較它們速度改變的快慢，只有計算它們的平均每秒鐘速度的變化量，單位時間內(nèi)速度變化多的物體速度變化快，得運動員速度變化(每秒鐘改變60m／s)比自行車、列車、跑車速度變化(每秒鐘改變1.5m／s)快． 因此，單位時間內(nèi)速度變化量大的物體速度變化快．上述四物體，運動員速度變化最快，火車速度變化最慢． 師：很明顯，這幾個運動物體速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，且速度增加大的不一定就增加得快．為了描述物體運動中速度變化的快慢，人們引入了加速度的概念——加速度是用來描述速度變化的快慢的物理量．1.5速度變化快慢的描述——加速度（板） [新課教學] 一、加速度 師：請回憶一下我們是怎樣描述物體運動位置的變化的?例如在直線運動中，物體從A點運動到B點，如下圖1—5—l所示 建立數(shù)軸AB，設(shè)A點在數(shù)軸上的讀數(shù)x1(一維位置坐標，下同)為2 m，B點在數(shù)軸上的讀數(shù)x2為7m，則物體運動位置的變化大小為多少? 生：△x＝x2一xl＝7 m一2 m＝5 m，方向由A指向B． 師：如果物體從A到B是做勻速運動，如果所用時間為t＝10s，怎樣求這段過程中物體的速度? 生：物體運動的速度v＝△x/△t＝5m／10s＝0.5m/s，方向從A指向B． 師：如果物體做加速直線運動，同樣在10s內(nèi)，速度從2m／s增加到7m／s，怎樣描述物體運動的速度增加的快慢呢? 生：用物體速度的增加量除以所用的時間來描述這段過程中物體運動速度增加的快慢． 師：如果用a符號表示物體速度增加的快慢，△v表示物體的速度變化量，△t表示物體的速度變化所用的時間，那么用公式如何表達呢? 生：a＝△v/△t＝(7-2)m／10s2＝0.5m/s2 師：不同物體的運動，速度變化的快慢往往是不同的，再看下面的例子． 案例1：飛機的速度由。增加到約300km／h，飛機的速度的變化是多少?若發(fā)生這一變化用時約30 s，則物體的速度平均每秒增加多少? 案例2：迫擊炮射擊時，炮彈在炮筒中的速度在0.005 s內(nèi)就可以由0增加到250 m／s，炮彈速度的變化與發(fā)生這個變化所用時間的比值是多少? 學生討論后回答． 生1(回答第一個案例)：300km／h約相當于83m／s，a＝△v/△t＝(83—0)/30m/s2＝2.8m/s2． 生2(回答第二個案例)：a＝△v/△t＝(250—0)/0.005m/s2＝5104m/s2 師：上述方法就是變速直線運動中，描述物體運動速度變化快慢的基本思路和基本方法．其中a＝△v/△t是變速直線運動的加速度的基本定義式． (板書) 加速度 (1)定義：加速度等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變所用時間的比值． 定義式：a＝△v/△t =（vt-v0）/△t v0——開始時刻物體的速度 vt——經(jīng)過一段時間t時的速度 (2)物理意義：加速度是表示速度改變快慢的物理量． (3) 國際單位：m／s2或ms-2讀作米每二次方秒 (4)加速度也是矢量，不僅有大小，也有方向． [問]用兩輛汽車以相同的速度變化率做勻加速運動和勻減速運動，雖然速度變化快慢相同，但速度的變化情況不同，前者速度越來越大，后者則反之．啟發(fā)學生思考，只憑速度變化快慢(速度變化率的大小)不能完全反映速度變化的規(guī)律，從而引出加速度不僅有大小，而且有方向，是矢量． (4)方向 ： 加速度的方向和速度改變量的方向相同 加速度定義公式中時間△t是標量，是沒有方向的，因此加速度a的方向跟速度改變量△v的方向相同，對做直線運動的物體，加速度的方向與初速度v0的方向相同或相反，若取v0的方向為正方向，則a的方向可用正負號來表示．因此： 加速度的方向和速度改變量的方向相同 加速直線運動：加速度的方向和初速度的方向相同，為正值． 減速直線運動：加速度的方向和初速度的方向相反，為負值． [分析]當物體加速時，則△v =（vt-v0）>0，時間△t是標量，加速度a的計算值為正值，如果以初速度的方向為正方向(即初速度 v0取正值)，a為正值則可表示a的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，則這個直線運動為加速運動． 當物體是減速時，則△v =（vt-v0）<0，時間△t是標量，加速度a的計算值為負值，如果仍以初速度的方向為正方向(即初速度Iv0取正值)，a為負值則可表示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，則這個直線運動為減速運動． 閱讀課文，說說什么是勻變速運動． 生：如果物體的加速度保持不變，該物體的運動就是勻變速運動． 師：如同平均速度與瞬時速度那樣，加速度也有平均和瞬時之分．在勻變速運動中，平均加速度與瞬時加速度有什么關(guān)系? 生：在勻變速運動中，其速度隨時間均勻變化(增加或減少)，每時每刻的加速度，即瞬時加速度與一段時間內(nèi)的加速度，即平均加速度相同． 師：勻速直線運動可看成什么運動? 生：可看成加速度為零的勻變速運動． [實驗與探究] 課題：體驗1 m／s2加速度究竟有多大． 實驗器材：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)，小球在這個斜面上運動的加速度便大約是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430 km／h，它的加速度一定很大．”這一說法對嗎?為什么? 生：不對，當勻速運動時，盡管速度很大，加速度可以為零． 師：運載火箭在點火后的短時間內(nèi)，速度的變化很小，它的加速度一定很小嗎? 生：不對．由公式a＝△v/△t可知，加速度等于速度的變化量和時間的比值，因而加速度是速度對時間的變化率．所謂某一個量對時間的變化率，是指單位時間內(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?。? [說一說] 日常生活中，對于運動物體說它走多遠，是指路程或位移，說它走得多快，是指速度，而對加速度則沒有相對應的典型詞語．一般只有籠統(tǒng)的“快”和“慢”，往往指的是速度，但有時也有一些說法是模模糊糊地指加速度．請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很重要的參數(shù)，有人說，我這車好,啟動快． 生2：在百米賽跑中，我們常說某某同學素質(zhì)好，有很好的爆發(fā)力，起跑快． 閱讀師：請學生閱讀教材第30頁“一些運動物體的加速度”． 學生閱讀“一些運動物體的加速度”后應注意： 1．注意標題后括號內(nèi)標明的“a／(ms-2)”的含義，注意養(yǎng)成時時關(guān)心物理單位的習慣． 2．閱讀汽車、電車、旅客列車、炮彈加速時的典型值，形成大小印象． 3．表中汽車急剎車時的加速度值為負值，這是什么含義?這是因為加速度是矢量，不但有大小，而且有方向，而負號只表示其方向，不表示其大?。? 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動的快慢．不能根據(jù)加速度大小，判斷物體運動快慢(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動方向(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動時，加速度一定為正嗎?物體做勻減速直線運動時，加速度一定為負嗎? 生：不一定．物體做勻加速直線運動時，加速度方向一定跟物體的運動方向相同，物體做勻減速直線運動時，加速度的方向跟物體的運動方向相反．但是，加速度是正值還是負值，與正方向的選取有關(guān)，若取運動方向為正方向，則勻加速直線運動的加速度為正值，勻減速直線運動的加速度為負值；若取運動的反方向為正方向，則勻加速直線運動的加速度為負值，勻減速直線運動的加速度為正值． 師：加速度增加的運動是加速運動，加速度減小的運動是減速運動．這種認識對嗎?如果不對，你認為應該怎樣根據(jù)加速度判斷物體的速度是增加還是減小? 生：不對．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?。畱摳鶕?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?。灰铀俣确较蚋俣确较蛳嗤瑹o論加速度大小如何變化，物體一定做加速運動；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，物體一定做減速運動． 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動快慢的物理量，它等于位移和所用時間的比值，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，不能反映物體運動的快慢，加速度大說明物體速度變化得快，并不意味著物體就運動得快；加速度小說明物體速度變化得慢，并不意味著物體運動得慢；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 速度做勻速直線運動．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a＝△v/△t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)速度變化量的大小也不能判斷加速度的大小． 師：加速度和速度的區(qū)別： (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． (3)加速度和速度以及速度的變化量之間的區(qū)別 加速度和速度是兩個完全不同的物理量，加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度是描述位置變化快慢的物理量，它們之間沒有必然的聯(lián)系，速度大的物體，加速度不一定大，速度為零的物體加速度不一定為零；速度變化大的物體加速度也不一定大；但速度變化快的物體加速度一定大． (4)加速度是速度對時間的變化率 速度是位置對時間的變化率，加速度是速度對時間的變化率，因此，也可以說加速度是位置對時間的變化率的變化率． [例題剖析] (出示例題1)做勻加速運動的火車，在40 s內(nèi)速度從10m／s增加到20 m／s，求火車加速度的大?。嚲o急剎車時做勻減速運動，在2s內(nèi)速度從10m／s減小到零，求汽車的加速度大?。? (出示例題2)判斷下列說法是否正確． ①做勻變速直線運動的物體，它的加速度方向和速度方向總是相同． 錯．只有做勻加速直線運動的物體，它的加速度方向和速度方向相同． ②做勻變速直線運動的物體，它的速度變化越大，加速度越大． 錯．速度變化大，但不知所用時間的多少． ③做勻變速直線運動的物體，它的速度變化越快，加速度越大． 對． 二、從v—t圖象看加速度 師：速度一時間圖象描述了什么問題?怎樣建立速度一時間圖象? 生：速度一時間圖象是描述速度隨時間變化關(guān)系的圖象，它以時間軸為橫軸，以縱軸為速度軸，在坐標系中將不同時刻的速度以坐標的形式描點，然后連線，就畫出了速度一時間圖象． [思考與討論] 圖1—5—2中兩條直線a、b分別是兩個物體運動的速度一時間圖象，哪個物體運動的加速度比較大? 教師引導，學生討論后回答． 學生在沒有學習斜率概念前，可以用陡度的“平緩”或“陡”來表述． 生：a直線的傾斜程度更厲害，也就是更陡些，而b相對較平緩。所以a的速度變化快，即a的加速度大，b的速度變化慢，加速度?。? 師：我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點來找到這兩個點間的速度變化量△v，時間間隔△t． 生：這樣就可以定量求加速度了，用加速度的定義式a＝△v/△t (2)在v—t圖像中，圖像的斜率在數(shù)值上等于加速度． 勻變速直線運動的v—t圖像是一條直線，直線的斜率的數(shù)值等于其加速度． 三、閱讀科學漫步 (四)總結(jié)、擴展 1．什么叫加速度?它的定義式、物理意義、單位各是什么? 2．怎樣正確理解加速度?加速度與速度間有什么關(guān)系? 3．速度的改變量是否總是速度增加?怎樣理解加速度的正負號． 4．根據(jù)v—t圖像怎樣求加速度? 5．怎樣根據(jù)加速度的大小和方向去判定物體的運動規(guī)律? 學 生 活 動 提問：速度的改變量指的是什么？ 學生：速度由v0經(jīng)一段時間t后變?yōu)関t，那的差值即速度的改變量。用表示。 提問：比值是恒定的，具體的含義是什么？ 學生討論得出：就是速度隨時間而均勻改變。即a不變的運動叫做勻變速運動。勻變速運動又分勻變速直線運動和勻變速曲線運動。我們這一冊中都是研究勻變速直線運動。 作 業(yè) 評價手冊11-12頁 板 書 設(shè) 計 五、速度改變快慢的描述 加速度 1．速度改變快慢的比較 2．加速度 (1)定義 (2)物理意義 (3)單位 (4)方向 3．對加速度的進一步認識 (1)勻變速直線運動的特點 (2)加速度是v—t圖像的斜率 教 學 后 記 雖然不必讓學生從速度變化的方向去判斷加速度的方向，但是應該讓學生知道：物體做勻加速運動時，加速度的方向跟速度的方向相同；做勻減速運動時，加速度的方向跟速度的方向相反．這是直線運動中(無往復運動)的普遍性結(jié)論．至于加速度的正、負問題，只是在特定的條件下(v0取正值)判斷物體做勻加速還是勻減速運動的一種方法，這不是實質(zhì)性的結(jié)論，所以教學中不必強化．也可類比v＝△x/△t中速度v的方向與位移△x的方向相同，理解a＝△v/△t蘭中速度a的方向與速度變化量△v的方向相同