《速度变化快慢的描述——加速度》

《速度变化快慢的描述——加速度》

教学设计

【教学目标】

（一）知识目标

1、理解加速度的物理意义，掌握其定义、公式、符号和单位。

2、知道加速度是矢量，能判断加速直线运动和减速直线运动的加速度方向，领会变速直线运动加速度正、负的意义。

3、通过实例了解加速大小及速度大小的区别，领会物理量的变化率的含义。（二）能力目标

1、通过生活中与物理有关的现在加深对加速度的理解。

2、通过对速度、速度变化量、速度变化率三者的分析比较，提高比较、分析问题的能力以及逻辑思维能力。

（三）情感目标

1、引入课时从实际问题出发，通过田径比赛、自行车、汽车、火车等交通工具做变速运动的实例使学生体会到生活中处处有物理，物理很有用，很有趣，从而爱上物理，激发学习物理的兴趣。

2、养成合作交流的思想和能力，体会合作的力量。

【教材分析】

加速度是物理学中非常重要的概念，也是高一学生最难懂的概念之一。教材为了减小难度，对加速度概念的要求比较低，没有具体区分平均加速度和瞬时加速度，而是在学生知道了物体的运动通常情况下，速度在改变，很自然的引出速度变化也有快慢之分，进而引入加速度概念；加速度的矢量性，教材的处理也比较通俗易懂，最后又给出一些物体运动的加速度图表，给学生一些直观、生动的印象．节后又对速度、加速度做了对比，有助于学生理解这些概念，对变化率的分析与解析也恰到好处．

【学习者分析】

速度是力学教学的重要概念，也是高一年级物理课中较难懂的概念。在学生的经验中，与加速度有关的现象不多，这就给学习加速度概念带来困难。教材先

列举轿车和旅客列车的加速过程，让学生讨论它们速度的快慢以增强学生的感性认识。

【教学重点】

1. 正确理解加速度的概念和物理意义。

2. 速度变化量的方向和加速度方向的理解。

【教学难点】

区别速度、速度的变化量及速度的变化率。

【课时】1课时【课型】新授课

【教学设计说明】

教学内容说明：加速度这节课主要介绍加速度的物理意义，定义，方向，单位，如何判断物体做加速运动还是减速运动，以及速度、速度变化量以及加速度的区别。

教学设计思路：让学生通过生活中的现象加深学生对物理概念的理解，同时增强学生的学习兴趣，让学生自己通过生活现象自己思考得出为什么要引入加速度这个物理量，通过分析给加速度下一个定义，通过这样的方式达到加强重点、克服难点的目的。同时，学生对于加速度的理解不可能在40分钟内一步到位。对概念的讲解应祥略得当，重点突出。如加速度是本节最重要的概念，必须重点讲解，而且使学生体会概念建立的过程，进一步理解比值法定义的思想；但对于其方向学生不能一下子从本质上去理解，只能到后面的牛顿运动定律去深入。【教学过程设计】

【复习】这章我们已经学过的描述物体运动的两个物理量，位移和速度。

位移：描述质点位置变化大小和方向的物理量。△x= x2－x1

速度：描述质点位置变化快慢和方向的物理量。v=Δx/Δt

请回忆一下我们是怎样描述物体运动位置的变化的？例如在直线运动中，物体从A点运动到B点，如下图所示

A点在数轴上的读数x1为2 m，B点在数轴上的读数x2为7m，则物体运动位置的变化大小为多少?

生：△x＝x2一xl＝7 m一2 m＝5 m，方向由A指向B．

师：如果物体从A到B是做变速运动，如果所用时间为t＝10s，怎样求这段过程中物体的平均速度?

生：物体运动的速度v＝△x/△t＝5m／10s＝0.5m/s，方向从A指向B．【新课引入】

利用多媒体投影播放赛车、飞机赛跑的录像。

[提问] 赛车、飞机各做什么运动?它们的不同之处在哪里?赛车为什么能够跑到飞机的前面？

[学生] 赛车、飞机都是做速度越来越快的直线运动，但赛车速度改变得快．那么怎样比较速度改变的快慢呢?

[讨论] 速度改变快慢的比较

谁的速度“增加”得快？如何来表示增加的快慢？

课件展示：某竞赛用的跑车启动时，4s内速度达到108km／h；某高速列车启动时， 120s内速度达到108km／h；自行车4s内速度达到6 m／s；而100 m 跑运动员起跑时，0.2s内速度达到12m／s推算出这些物体启动时，速度的增加量和1 s内速度的增加量，并填入下列表格：

试根据上述数据，推算出这些物体启动时，速度的增加量和1 s内速度的增加量，并填入下列表格：

[提问]我们通过分析已经知道A和B速度变化的最大，其次是D，C速度增加的最小，下面我们再来比较一个那个物体速度增加的快，哪个物体速度增加的比较

慢些？

[学生分组讨论]每组选一个代表发言

[学生]比较A和B：它的速度的变化量相等，A经过的时间比B短，所以A速度变化的快。

[总结]在速度变化量相等的情况下，运动时间短的物体速度改变快，即跑车比列车速度改变快．

[学生]比较A和C：它的经过的时间都是4 s，A速度的变化量比B大，所以A 速度变化的快。

[总结]在经过的时间相等的情况下，速度变化量大的速度改变快，即跑车比自行车速度改变快。那么C和D速度变化的大小不同，所用的时间也不同，如何比较他们速度变化谁快谁慢呢？

[学生]比较C和D：它们的速度变化量和所用的时间都不相同，要比较它们速度改变的快慢，只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量，单位时间内速度变化多的物体速度变化快，得运动员速度变化(每秒钟改变60m／s)比自行车、列车、跑车速度变化(每秒钟改变1.5m／s)快．

[总结]要比较速度变化的大小不同，所用的时间也不同的物体速度变化的快慢就要看单位时间内速度变化的大小，速度变化量大的物体速度变化快．上述四物体，运动员速度变化最快，火车速度变化最慢．

很明显，这几个运动物体速度的增加量不同，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．为了描述物体运动中速度变化的快慢，人们引入了加速度的概念——加速度是用来描述速度变化的快慢的物理量．

【新课教学】

一、加速度——描述速度变化的快慢的物理量

[提问]如果物体做加速直线运动，在10s时间内，速度从2m／s增加到7m／s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢?

[学生]计算单位时间内速度变化的大小。

[提问]如何计算单位时间内速度变化的大小？

[学生]用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体运动速度增加的快慢．

[总结]如果用a符号表示物体速度增加的快慢，△v表示物体的速度变化量，△t表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达呢?

[学生]：a＝△v/△t＝(7-2)m／10s2＝0.5m/s2

[总结]上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法．其中a＝△v/△t是变速直线运动的加速度的基本定义式．

【板书】 (1)定义：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值．

定义式：a＝△v/△t =（vt-v0）/△t

v0——开始时刻物体的速度

v——经过一段时间t时的速度

(2)物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量．

(3) 国际单位：m／s2或m·s-2读作米每二次方秒

(4)加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向．

【强调】①用两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动，虽然速度变化快慢相同，但速度的变化情况不同，前者速度越来越大，后者则反之．启发学生思考，只凭速度变化快慢(速度变化率的大小)不能完全反映速度变化的规律，从而引出加速度不仅有大小，而且有方向，是矢量．

②加速度的方向和速度改变量的方向相同

加速度定义公式中时间△t是标量，是没有方向的，因此加速度a的方向跟速度改变量△v的方向相同，对做直线运动的物体，加速度的方向与初速度v0的方向相同或相反，若取v0的方向为正方向，则a的方向可用正负号来表示．因此，加速度的方向和速度改变量的方向相同

③加速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相同。当物体加速时，则△v =（v-v0）>0，时间△t是标量，加速度a的计算值为正值，如果以初速度的方向为正方向(即初速度 v0取正值)，a为正值则可表示a的方向与初速度的方向相同，或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动．

减速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相反。当物体是减速时，则△v =（vt-v0）<0，时间△t是标量，加速度a的计算值为负值，如果仍以初速度

的方向为正方向(即初速度v0取正值)，a为负值则可表示a的方向与初速度的方向相反，或反过来说，若加速度a与初速度反向时，则这个直线运动为减速运动．

(5)类型：平均加速度和瞬时加速度

[类比]比较平均速度和瞬时速度的定义给平均加速度和瞬时加速度下一个定义。【习题】做加速直线运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车的加速度。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。

[强调]①养成做题的好习惯，首先要画图，并规定正方向。（通常规定初速度的方向为正方向）

②做题的时候必须要用定义式推导物理量。

③由于加速度是矢量，所以最后既要说明加速度的大小，又要阐明加速度的方向。

【讨论1】加速度的大小跟速度的大小是否有关?请举例说明？

[总结]加速度和速度是两个完全不同的物理量，加速度反映了物体速度改变的快慢，而速度反映了物体运动的快慢．不能根据加速度大小，判断物体运动快慢(速度大小)，也不能根据速度大小判断速度改变的快慢(加速度大小)，同样不能根据加速度方向判断物体的运动方向(速度方向)，也不能根据速度方向判断物体速度改变的方向(加速度方向)．

【讨论2】物体做匀加速直线运动时，加速度一定为正吗?物体做匀减速直线运动时，加速度一定为负吗?

[总结]不一定．物体做匀加速直线运动时，加速度方向一定跟物体的运动方向相同，物体做匀减速直线运动时，加速度的方向跟物体的运动方向相反．但是，加速度是正值还是负值，与正方向的选取有关，若取运动方向为正方向，则匀加速直线运动的加速度为正值，匀减速直线运动的加速度为负值；若取运动的反方向为正方向，则匀加速直线运动的加速度为负值，匀减速直线运动的加速度为正值．【讨论3】速度、速度变化量及加速度有何区别?

[总结]速度是用来表示物体运动快慢的物理量，它等于位移和所用时间的比值，而加速度是用来表示物体的速度变化快慢的物理量，它等于速度的变化量和时间

的比值(速度的变化率)．加速度的大小只反映物体速度变化的快慢，不能反映物体运动的快慢，加速度大说明物体速度变化得快，并不意味着物体就运动得快；加速度小说明物体速度变化得慢，并不意味着物体运动得慢；加速度为零，说明物体速度不变化，但并不意味着物体的速度为零，物体可能以很大的速度做匀速直线运动．不仅速度大小和加速度大小没有必然联系，速度方向和加速度方向也没有必然联系．加速度方向与速度方向可能相同，也可能不相同．对于速度的变化量和加速度的区别，可根据加速度的定义a＝△v/△t来理解，加速度是速度的变化率，而不是速度的变化量，加速度表示的是速度变化的快慢，而不是速度变化的多少，速度的变化量不仅与加速度有关，还与时间有关．因此，根据加速度不能判断速度变化的量的大小，反过来，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小．

【习题2】判断下列说法是否正确．

A. 做变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同．

错．只有做加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同．B. 做变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大．

错．速度变化大，但不知所用时间的多少．

C. 做变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大．

对．

【课堂总结】

1．什么叫加速度?它的定义式、物理意义、、方向、单位各是什么?

2．怎样正确理解加速度?加速度与速度间有什么关系?

3．怎样根据加速度的大小和方向去判定物体的运动规律?

【作业】第29页第2题

【板书设计】

速度改变快慢的描述——加速度

一、加速度

(1)定义：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值．

定义式：a＝△v/△t =（v-v0）/△t

v0——开始时刻物体的速度

v——经过一段时间t时的速度

(2)物理意义：描述速度变化快慢的物理量．

(3) 国际单位：m／s2或m·s-2读作米每二次方秒

(4)加速度：矢量，不仅有大小，也有方向．（与速度变化量的方向一致）

加速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相同。

减速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相反

(5)类型：平均加速度和瞬时加速度

【教学效果反思】

为了调动学生积极性,同时也为了让学生对速度变化的快慢有一个感性认识,在上课初展示了汽车和飞机赛跑的视频。

为了培养学生的团队合作精神和发挥学生的主动性和主体性,本节课采取的是对话式的师生互动式教学,同时也安排了二次小组讨论探究。以学生为主导，让学生自己定义概念。在定义加速度的过程中，通过学生的讨论与交流，引导学生自己用△v/△t的比值来描述速度变化的快慢，把加速度看成是一个比值的符号，“加速度”只是一个符号的名称而已，实现了把抽象的概念具体化，把生硬的概念形象化的目的。

对于教学难点，采用了先讨论交流后讲解的教学策略。本节课的教学难点是加速度的方向和加速度与速度的区别，对于加速度的方向的教学，是让学生对比位移和速度的矢量性来讨论加速度的矢量性；这样做的目的是为了让学生对知识产生认同感，一个知识，通过自己的口说出来比通过耳朵听进去更容易识记。