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、教學目標 1.知識與技能: 從學生對自然現(xiàn)象的觀察和生活體驗出發(fā),幫助學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)系平均速度和瞬時速度,由平均加速度過渡到瞬時加速度,學生再次體會到極限思想在物理學習中的應用。 通過閱讀“科學漫步”欄目中關(guān)于變化率的敘述,自然而然地滲透了科學方法教育。 3.情感、態(tài)度與價值觀: 通過把所學的“加速度”概念聯(lián)系自然、生活、科技,學生從物理走向自然、社會。 二、教學重點與難點 加速度是力學中的重要概念,也是高一學生較難懂的概念。之所以難懂,是因為學生在用已有的生活經(jīng)驗觀察物體運動時,還不能清楚地分辨“運動的快慢”與“速度變化的快慢”。因此,幫助學生區(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)教學的重點和難點。另外,由于學生對矢量只有初步認識,所以,加速度方向與速度方向的關(guān)系,在直線運動中用正、負號表示加速度的方向,也是這一節(jié)教學的難點。 三、教學設計 (一)感知活動 感知活動是物理概念形成的基礎,物理概念的教學必須圍繞學生豐富的感性認識進行。 變速運動是學生常見的運動,先引導學生根據(jù)生活中的見聞舉出大量的變速運動的實例。如:蒼蠅、蜜蜂、蝴蝶、小鳥、老鷹的起飛和降落,野兔、羚羊、烏龜、蝸牛的運動,發(fā)現(xiàn)獵物的獅子、獵豹的運動;自行車、汽車、火車的起動或制動,飛機的起飛或降落;操場上各種球類的運動,田徑運動會上運動員的運動;子彈、炮彈的運動;火箭、衛(wèi)星、天體的運動;等等。 教師還可以引導學生認識到詩人用詩的語言描述變速運動: 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) 倡導學生向詩人學習,熱愛生活,用心觀察自然,因為物理源于自然、源于生活。 以上,結(jié)合學生對生活的觀察和感性認識讓學生自然而然地“從生活走向物理”,認識變速運動,認識速度的變化。 (二)建構(gòu)結(jié)構(gòu) 建構(gòu)結(jié)構(gòu)是物理概念教學的關(guān)鍵。一個物理概念的建立,關(guān)鍵是形成此概念對應的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),即定義、公式以及與其它概念的聯(lián)系等。 1、幫助學生主動建立加速度的概念 變速運動很復雜,本著從簡單到復雜的研究問題的方法,從簡單的變速運動——變速直線運動(速度大小變、方向不變)入手。例如:玩具車、火車、汽車做變速直線運動(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 … 引導學生根據(jù)上表提供的信息分析三個物體速度變化的特點: 玩具車——速度的變化規(guī)律不明顯(走走停停,時快時慢); 火車——速度隨時間均勻增大; 汽車——速度隨時間均勻減小。 幫助學生總結(jié)火車、汽車的運動的共同特點:速度均勻變化,即在相等的時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動,是自然界存在的最簡單的變速直線運動——勻變速直線運動。 指引導學生分析研究:不同的勻變速直線運動,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)學生思考:描述物體運動的快慢,可以有兩種方法。一種是在位移相同的情況下,比較所用時間的長短,時間短的運動得快;另一種是在時間相同的情況下,比較位移的大小,位移大的運動得快。因此,位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值可以描述物體運動的快慢,這個比值定義出來的就是速度,速度是描述物體運動快慢的物理量。 這種比值定義的方法能夠啟發(fā)學生認識到用一個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間的比值是個恒量: … 汽車速度變化的大小與所用時間的比值也是一個恒量: … 這個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,學生經(jīng)歷了主動建構(gòu)加速度概念的過程。 定義:在勻變速直線運動中,速度的變化和所用時間的比值,叫做勻變速直線運動的加速度。 公式:用v0表示運動物體開始時刻的速度(初速度),用vt表示經(jīng)過一段時間t末了時刻的速度(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 引導學生討論兩者的區(qū)別和聯(lián)系: 速度v和加速度a都是比值定義(某一個量對時間的變化率,表示變化的快慢)。 速度v表示物體運動(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。 幫助學生理解:a不是v,也不是Δv,而是(速度對時間的變化率。) 說明:如果學生學習基礎較好,建議先不引出“勻變速直線運動”,直接從大量的實例出發(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的手段,物理概念的形成需要應用多種數(shù)學、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”。 為了幫助學生理解勻變速直線運動的加速度的方向,教師可以引導學生用“同一條直線上矢量運算”的數(shù)學方法。 根據(jù)上表的數(shù)據(jù)計算火車、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:哪個加速度大?(引發(fā)學生思考“-”的物理意義) 引導學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算可簡化為代數(shù)運算,規(guī)定一個正方向(一般取v0方向為正方向),則 若vt>v0,a>0,表示a與v0方向相同,加速; 若vt- 配套講稿:
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