2018-2019學(xué)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(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)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(hào)和單位，能用公式a=△v/△t進(jìn)行定量計(jì)算． 2．知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系，會(huì)根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)． 3．理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的含義，能從勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)．通過事例，引出生活中物體運(yùn)動(dòng)的速度存在加速和減速的現(xiàn)實(shí)，提出為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣． 2．幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)得出加速度． 3．教學(xué)中從速度一時(shí)間圖象的角度看物體的加速度，主要引導(dǎo)學(xué)生看傾斜直線的“陡度”(即斜率),讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)據(jù)求加速度． 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.利用實(shí)例動(dòng)畫激發(fā)學(xué)生的求知欲，激勵(lì)其探索的精神． 2.領(lǐng)會(huì)人類探索自然規(guī)律中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，理解加速度概念的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的意義，培養(yǎng)學(xué)生區(qū)分事物的能力及學(xué)生的抽象思維能力． 3.培養(yǎng)合作交流的思想，能主動(dòng)與他人合作，勇于發(fā)表自己的主張，勇于放棄自己的錯(cuò)觀點(diǎn)． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1．加速度的概念建立和加速度與勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(xué)難點(diǎn) 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(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 多媒體課件，帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車及砝碼等． 教 學(xué) 活 動(dòng) [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(dòng)． [提問]小球兩次各做什么運(yùn)動(dòng)?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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)員等錄像，提出問題，讓學(xué)生思考討論．誰(shuí)的速度“增加”得快?如何來表示增加的快慢? 課件展示：某競(jìng)賽用的跑車啟動(dòng)時(shí)，4s內(nèi)速度達(dá)到108km／h；某高速列車啟動(dòng)時(shí)， 120s內(nèi)速度達(dá)到108km／h；自行車4s內(nèi)速度達(dá)到6 m／s；而100 m跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)，0.2s內(nèi)速度達(dá)到12m／s推算出這些物體啟動(dòng)時(shí)，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(dòng)時(shí)，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(dòng)物體 速度增加量(m／s) 經(jīng)歷的時(shí)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(jìng)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(yùn)動(dòng)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(shí)間比B短，在速度變化量相等的情況下，運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)間都是4 s，A速度的變化量比B大，在經(jīng)過的時(shí)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(shí)間都不相同，要比較它們速度改變的快慢，只有計(jì)算它們的平均每秒鐘速度的變化量，單位時(shí)間內(nèi)速度變化多的物體速度變化快，得運(yùn)動(dòng)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(shí)間內(nèi)速度變化量大的物體速度變化快．上述四物體，運(yùn)動(dòng)員速度變化最快，火車速度變化最慢． 師：很明顯，這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xué)] 一、加速度 師：請(qǐng)回憶一下我們是怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)位置的變化的?例如在直線運(yùn)動(dòng)中，物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，如下圖1—5—l所示 建立數(shù)軸AB，設(shè)A點(diǎn)在數(shù)軸上的讀數(shù)x1(一維位置坐標(biāo)，下同)為2 m，B點(diǎn)在數(shù)軸上的讀數(shù)x2為7m，則物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，如果所用時(shí)間為t＝10s，怎樣求這段過程中物體的速度? 生：物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，同樣在10s內(nèi)，速度從2m／s增加到7m／s，怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)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(shí)間來描述這段過程中物體運(yùn)動(dòng)速度增加的快慢． 師：如果用a符號(hào)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(shí)間，那么用公式如何表達(dá)呢? 生：a＝△v/△t＝(7-2)m／10s2＝0.5m/s2 師：不同物體的運(yùn)動(dòng)，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(jī)的速度由。增加到約300km／h，飛機(jī)的速度的變化是多少?若發(fā)生這一變化用時(shí)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(shí)，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(gè)變化所用時(shí)間的比值是多少? 學(xué)生討論后回答． 生1(回答第一個(gè)案例)：300km／h約相當(dāng)于83m／s，a＝△v/△t＝(83—0)/30m/s2＝2.8m/s2． 生2(回答第二個(gè)案例)：a＝△v/△t＝(250—0)/0.005m/s2＝5104m/s2 師：上述方法就是變速直線運(yùn)動(dòng)中，描述物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)間的比值． 定義式：a＝△v/△t =（vt-v0）/△t v0——開始時(shí)刻物體的速度 vt——經(jīng)過一段時(shí)間t時(shí)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(guó)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(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)，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(xué)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(shí)間△t是標(biāo)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(duì)做直線運(yùn)動(dòng)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?yàn)檎较颍瑒ta的方向可用正負(fù)號(hào)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(yùn)動(dòng)：加速度的方向和初速度的方向相同，為正值． 減速直線運(yùn)動(dòng)：加速度的方向和初速度的方向相反，為負(fù)值． [分析]當(dāng)物體加速時(shí)，則△v =（vt-v0）>0，時(shí)間△t是標(biāo)量，加速度a的計(jì)算值為正值，如果以初速度的方向?yàn)檎较?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(shí)，則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng)． 當(dāng)物體是減速時(shí)，則△v =（vt-v0）<0，時(shí)間△t是標(biāo)量，加速度a的計(jì)算值為負(fù)值，如果仍以初速度的方向?yàn)檎较?即初速度Iv0取正值)，a為負(fù)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(shí)，則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為減速運(yùn)動(dòng)． 閱讀課文，說說什么是勻變速運(yùn)動(dòng)． 生：如果物體的加速度保持不變，該物體的運(yùn)動(dòng)就是勻變速運(yùn)動(dòng)． 師：如同平均速度與瞬時(shí)速度那樣，加速度也有平均和瞬時(shí)之分．在勻變速運(yùn)動(dòng)中，平均加速度與瞬時(shí)加速度有什么關(guān)系? 生：在勻變速運(yùn)動(dòng)中，其速度隨時(shí)間均勻變化(增加或減少)，每時(shí)每刻的加速度，即瞬時(shí)加速度與一段時(shí)間內(nèi)的加速度，即平均加速度相同． 師：勻速直線運(yùn)動(dòng)可看成什么運(yùn)動(dòng)? 生：可看成加速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)． [實(shí)驗(yàn)與探究] 課題：體驗(yàn)1 m／s2加速度究竟有多大． 實(shí)驗(yàn)器材：高度約為斜面長(zhǎng)度的十分之一的斜面(越光滑越好)． 體驗(yàn)方法：把斜面的高度調(diào)節(jié)為斜面長(zhǎng)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(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)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(dá)430 km／h，它的加速度一定很大．”這一說法對(duì)嗎?為什么? 生：不對(duì)，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管速度很大，加速度可以為零． 師：運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi)，速度的變化很小，它的加速度一定很小嗎? 生：不對(duì)．由公式a＝△v/△t可知，加速度等于速度的變化量和時(shí)間的比值，因而加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率．所謂某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率，是指單位時(shí)間內(nèi)該量變化的數(shù)值．變化率表示變化的快慢，不表示變化的大小． [說一說] 日常生活中，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體說它走多遠(yuǎn)，是指路程或位移，說它走得多快，是指速度，而對(duì)加速度則沒有相對(duì)應(yīng)的典型詞語(yǔ)．一般只有籠統(tǒng)的“快”和“慢”，往往指的是速度，但有時(shí)也有一些說法是模模糊糊地指加速度．請(qǐng)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(gè)很重要的參數(shù)，有人說，我這車好,啟動(dòng)快． 生2：在百米賽跑中，我們常說某某同學(xué)素質(zhì)好，有很好的爆發(fā)力，起跑快． 閱讀師：請(qǐng)學(xué)生閱讀教材第30頁(yè)“一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度”． 學(xué)生閱讀“一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度”后應(yīng)注意： 1．注意標(biāo)題后括號(hào)內(nèi)標(biāo)明的“a／(ms-2)”的含義，注意養(yǎng)成時(shí)時(shí)關(guān)心物理單位的習(xí)慣． 2．閱讀汽車、電車、旅客列車、炮彈加速時(shí)的典型值，形成大小印象． 3．表中汽車急剎車時(shí)的加速度值為負(fù)值，這是什么含義?這是因?yàn)榧铀俣仁鞘噶?，不但有大小，而且有方向，而?fù)號(hào)只表示其方向，不表示其大小． 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(gè)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(yùn)動(dòng)的快慢．不能根據(jù)加速度大小，判斷物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定為正嗎?物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定為負(fù)嗎? 生：不一定．物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向一定跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相反．但是，加速度是正值還是負(fù)值，與正方向的選取有關(guān)，若取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正值，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值；若取運(yùn)動(dòng)的反方向?yàn)檎较?，則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正值． 師：加速度增加的運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)，加速度減小的運(yùn)動(dòng)是減速運(yùn)動(dòng)．這種認(rèn)識(shí)對(duì)嗎?如果不對(duì)，你認(rèn)為應(yīng)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(duì)．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?yīng)該根據(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?，無論加速度大小如何變化，物體一定做加速運(yùn)動(dòng)；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(yùn)動(dòng)． 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(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于位移和所用時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)得快；加速度小說明物體速度變化得慢，并不意味著物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．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(duì)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(shí)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?。? 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(gè)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(duì)時(shí)間的變化率 速度是位置對(duì)時(shí)間的變化率，加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率，因此，也可以說加速度是位置對(duì)時(shí)間的變化率的變化率． [例題剖析] (出示例題1)做勻加速運(yùn)動(dòng)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(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在2s內(nèi)速度從10m／s減小到零，求汽車的加速度大小． (出示例題2)判斷下列說法是否正確． ①做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的加速度方向和速度方向總是相同． 錯(cuò)．只有做勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體，它的速度變化越大，加速度越大． 錯(cuò)．速度變化大，但不知所用時(shí)間的多少． ③做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的速度變化越快，加速度越大． 對(duì)． 二、從v—t圖象看加速度 師：速度一時(shí)間圖象描述了什么問題?怎樣建立速度一時(shí)間圖象? 生：速度一時(shí)間圖象是描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，它以時(shí)間軸為橫軸，以縱軸為速度軸，在坐標(biāo)系中將不同時(shí)刻的速度以坐標(biāo)的形式描點(diǎn)，然后連線，就畫出了速度一時(shí)間圖象． [思考與討論] 圖1—5—2中兩條直線a、b分別是兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象，哪個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度比較大? 教師引導(dǎo)，學(xué)生討論后回答． 學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)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(duì)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(diǎn)來找到這兩個(gè)點(diǎn)間的速度變化量△v，時(shí)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(yùn)動(dòng)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(xué)漫步 (四)總結(jié)、擴(kuò)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(fù)號(hào)． 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(yùn)動(dòng)規(guī)律? 學(xué) 生 活 動(dòng) 提問：速度的改變量指的是什么？ 學(xué)生：速度由v0經(jīng)一段時(shí)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(xué)生討論得出：就是速度隨時(shí)間而均勻改變。即a不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻變速運(yùn)動(dòng)。勻變速運(yùn)動(dòng)又分勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。我們這一冊(cè)中都是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 作 業(yè) 評(píng)價(jià)手冊(cè)11-12頁(yè) 板 書 設(shè) 計(jì) 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(duì)加速度的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) (1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) (2)加速度是v—t圖像的斜率 教 學(xué) 后 記 雖然不必讓學(xué)生從速度變化的方向去判斷加速度的方向，但是應(yīng)該讓學(xué)生知道：物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相同；做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相反．這是直線運(yùn)動(dòng)中(無往復(fù)運(yùn)動(dòng))的普遍性結(jié)論．至于加速度的正、負(fù)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(yùn)動(dòng)的一種方法，這不是實(shí)質(zhì)性的結(jié)論，所以教學(xué)中不必強(qiáng)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