人教版高一物理必修1第一章第五节——加速度(教案).doc

人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修1教学教案课 题§1.5 速度变化快慢的描述加速度课 时2课时授课人授 课时 间所 在单 位授 课对 象所 在单 位教 学方 法讲解、讨论、交流相结合课 型新课讲授型教 学目 标1知识与技能理解加速度概念、物理意义及与速度快、慢的区别，知道加速度的公式、符号、单位。理解加速度的矢量性，能判断物体是做加速运动还是减速运动。2过程与方法利用一些更通俗的生活事例，如飞机起飞过程，迫击炮射击时的速度变化快慢情况等来增强学生的感性认识，引入加速度的概念。在与学生进行新知识探究的同时，适当加入针对性练习及能力提高的题目，培养学生利用知识解决实际问题的能力。3情感态度与价值观通过本节的学习，使学生了解物理学对社会发展、进步的贡献，体会物理与生活的密切联系，提高学生学习物理的兴趣。培养学生主动与他人合作的精神，并能将自己的思想见解与他人交流，发展对科学的好奇心与求知欲。教学重难 点重点：理解加速度的概念及与速度快慢的区别。难点：对加速度概念的理解。新 课导 入新 课导 入 同学们，第三节我们已经学过用速度来描述物体运动的快慢，速度大的物体运动得快，速度小的物体运动得慢一些。但是，同一个物体的运动也并不总是匀速的，也就是说速度可能是变化的；而且不同的运动往往速度变化的“快慢”程度也不一样。下面来看一个例子。思考讨论：普通的小型轿车和旅客列车，速度都能达到100kmh。但是，他们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如，一辆小汽车起步后在20s内速度达到了100kmh，而一列火车达到这个速度大约需要用500s。谁的速度“增加”得比较快？它们的速度平均1s各增加多少？（它们的初速度都为0，后来增加到了100kmh 27.78ms ，在这个过程中，小汽车与货车的速度都是随时间在变化的。小汽车在20s内达到了这个速度，而火车却要500s，很显然是小汽车的速度“增加”得快。小汽车的速度平均1s约增加1.39ms ，而火车的速度平均1s约增加0.056ms 。可见，汽车和火车的速度都在增加，但增加的快慢不一样，汽车的速度增加得快些，火车的速度增加得慢些；由刚才的计算可知，1s末时汽车的速度大约是1.39ms ，火车的速度大约是0.056ms，这时我们可以说汽车的速度比火车的大。再来看一个例子）汽车的加速过程和制动过程中速度变化的情况： 请同学们观察上图，以汽车的速度为v0时为计时起点，汽车在加速的过程中，相等的时间间隔内运动的位移越来越大，说明速度越来越大；而制动过程中，速度越来越小。不管是加速过程还是制动过程，汽车的速度都发生了变化，汽车的加速性能和制动距离是反映汽车质量优劣和性能好坏的重要指标，因此研究速度的变化是有必要、有意义的，当然研究速度的变化对于社会的发展、进步都是有重要意义的。通过例子我们还可知速度的变化有快慢之分，这就需要我们引入一个新的物理量来描述速度变化的快慢。就是今天我们要讨论的课题：速度变化快慢的描述加速度。（板书）教学过程一、加速度师：请同学们回忆一下在直线运动中我们是怎样描述物体运动位置的变化的?生：用坐标表示。师：对。例如在直线运动中，物体从A点运动到B点，如右图所示。建立数轴AB，设A点在数轴上的读数为2 m，B点在数轴上的读数为7 m，则物体运动位置的变化大小为多少? 生：5m。师：如果物体从A到B是做匀速运动，所用时间为t=5 s，怎样求这段过程中物体的速度?生：=1m/s师： 如果物体做加速直线运动，同样在5 s内，速度从2 ms增加到7 ms，怎样描述物体运动速度增加的快慢呢?（稍停顿）不同的运动，速度变化（增加或减小）的快慢往往是不同的，再看下面的例子。案例1：一架飞机在地面从静止到刚离开地面的过程中，约在30 s内速度由O增加到约300 kmh（相当于83m/s)，飞机速度的变化量是多少?飞机速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少?案例2：迫击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在O.005 s内就可以由0增加到250 ms，炮弹速度的变化量是多少？炮弹速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少? 如果用表示物体的速度变化量，表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达速度的变化与所用时间的比值呢? 学生思考、讨论后回答： 案例1：=2.8m/s 案例2：=5×104 m/s 师：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。为了描述物体运动速度变化的快慢这一特征，我们引入加速度（acceleration）的概念:加速度是速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值（比值定义法）。通常用a表示，则有，这就是变速直线运动的加速度的基本定义式。 在国际单位制中，加速度的单位是ms2，读作米每二次方秒。师：速度是矢量，速度的变化量也是矢量，加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向。在直线运动中加速度的方向与速度方向有什么关系呢？下面我们一起来讨论:二、加速度方向与速度方向的关系 当物体加速运动时，则>O，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(即初速度取正值)，a为正值。则表示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。 当物体是减速运动时，则<O，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(即初速度取正值)，a为负值。则表示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。 师：请说说什么是匀变速运动？ 生： 师：如果物体的加速度保持不变，该物体的运动就是匀变速运动。 师：如同平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均和瞬时之分。在匀变速运动中，平均加速度与瞬时加速度有什么关系? 生： 师：在匀变速运动中，其速度随时间均匀变化(增加或减少)，每时每刻的加速度，即瞬时加速度与一段时间内的加速度，即平均加速度相同。师：匀速直线运动可看成什么运动?生：可看成加速度为零的匀变速运动。（简单进行课堂小结，若为连堂课，则可不进行课堂小结）（第一课时内容结束）第二课时【说一说】 日常生活中，对于运动物体说它走多远，是指路程或位移，说它走得多快，是指速度，而对加速度则没有相对应的典型词语一般只有笼统的“快”和“慢”，往往指的是速度，但有时也有一些说法是模模糊糊地指加速度。请大家讨论哪些说法中指的是加速度? 生1：汽车的加速性能是汽车的一个很重要的参数，有人说，我这车好，启动快。生2：在百米赛跑中，我们常说某某同学身体素质好，有很好的爆发力，起跑快。【学生阅读】 师：请阅读教材第27页“一些运动物体的加速度”。 学生阅读“一些运动物体的加速度”后应强调注意：1注意标题后括号内标明的“a(m·s-2)”的含义，注意养成时时关心物理单位的习惯。 2阅读汽车、电车、旅客列车、炮弹加速时的典型值，形成大小印象。 3表中汽车急刹车时的加速度值为负值，这是什么含义?这是因为加速度是矢量，不但有大小，而且有方向，而负号只表示其方向，不表示其大小。 师：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体速度改变的快慢，加速度越大，速度改变得越快，加速度越小，速度改变得越慢加速度的方向跟速度改变的方向总是相同。（若有不足，则由教师补充完整)师：加速度跟速度是否有关? 师、生：（引导学生进行总结）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)。（结合实例总结，可以通过图像进行解释） 师：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? 生：不一定， 师、生：（引导学生进行总结） 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。（结合实例总结，可以通过图像进行解释) 师：加速度增加的运动是加速运动，加速度减小的运动是减速运动这种认识对吗?如果不对，你认为应该怎样根据加速度判断物体的速度是增加还是减小? 生：不对。加速度的大小反映的是速度变化的快慢，并不能反映速度的大小。应该根据加速度的方向和速度方向的关系，判断速度增加还是减小只要加速度方向跟速度方向相同，无论加速度大小如何变化，物体一定做加速运动；只要加速度方向跟速度方向相反，无论加速度大小如何变化，物体一定做减速运动。（若有不足，则由教师补充完整) 师：速度、速度变化量及加速度有何区别? 师、生：（引导学生进行总结）速度是用来表示物体运动快慢的物理量，它等于位移和发生这段位移所用时间的比值，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与发生这一变化的时间的比值。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，但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，加速度不仅与速度的变化量有关，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，根据速度变化量大小也不能判断加速度的大小。（结合实例总结，可以通过图像进行解释） 师：加速度和速度的区别： (1)速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。 (2)速度变化量大，加速度不一定大。 (3)加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。【例题剖析】 例题1 做匀加速运动的火车，在40 s内速度从10 ms增加到20 ms，求火车加速度的大小汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2 s内速度从10 ms减小到零，求汽车的加速度大小。 例题2 判断下列说法是否正确 做匀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。 错只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同。 做匀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。 做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大。 对三、从v一t图象看加速度 师：速度一时间图象描述了什么问题?怎样建立速度一时间图象?生：速度一时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度一时间图象。【思考与讨论】 图152中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度一时间图象，哪个物体运动的加速度比较大? 教师引导，学生讨论后回答： 学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述。 师：我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量v，时间间隔。 生：这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式就行了。【课堂训练】如图是某质点做直线运动的v一t图象，从图上求出各段的速度变化量及加速度。 【科学漫步】 让学生阅读28页“科学漫步”，了解变化率是描述变化快慢的量。教师结合直线运动的v一t图象补充讲解加速度是速度的变化率，从直线的倾斜程度就能判断出加速度的大小。【本节小结】本节课重点学习了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及这里的“加”并不是“增加”的意思，它反映的是速度变化快慢的程度。 速度、速度的变化量和加速度： 速度等于位移跟时间的比值它是位移对时间的变化率，描述物体运动的快慢和运动方向也可以说是描述物体位置变化的快慢和位置变化的方向速度越大，表示物体运动得越快(或位置变化得越快)速度的方向就是物体运动的方向速度是状态量，与时刻(或位置)相对应。 速度的变化量是描述速度改变的多少，它等于物体的末速度和初速度的矢量差。它表示速度变化的大小和变化的方向速度的变化量是过程量，它对应某一段时间(或某一段位移)。加速度是速度的变化与发生这一变化所用时间的比值也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化。它描述的是速度变化的快慢和变化的方向加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定，与速度本身的大小以及速度变化的大小无必然联系。（根据实例或图像进行解释）例题解析【例1】关于物体的运动情况，下列说法正确的是（ ）A.物体的速度为零时，加速度一定为零B.物体的运动速度很大时，加速度一定很大C.物体的速度变化量很大时，加速度一定很大D.物体的速度减小时，加速度可能增大【例2】做匀变速直线运动的物体，在前5 s内速度由零增至20 ms，在后5 s内速度由20 ms减至5 ms求物体在前5 s内和后5 s内的加速度。图153【例3】如图153所示为一物体作匀变速直线运动的vt图像，试分析物体的速度和加速度的特点。 【例4】如图154所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象，试根据图象分析各段的运动情况，并计算各段的加速度图154课堂训练1.关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是 （ ）A速度变化越大，加速度就越大B速度变化越快，加速度越大C加速度大小不变，速度方向也保持不变D加速度大小不断变小，速度大小也不断变小2.足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢回，踢球时间为0.2s,设球飞来的方向为正方向，则踢球的这段时间的加速度是（ ）A、20m/s2B、20m/s2C、100m/s2D、100m/s23.做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小？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？4. 一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为 。图1555如图155所示是某一质点做匀减速直线运动的速度图象，从图象可知，该质点运动的初速0_米/秒，加速度a 米/秒2，方向与质点运动初速度0方向 ，在20秒末质点的速度是 米/秒。【布置作业】教材29页第2、3题。（第1题和第4题作为课堂练习）主板书§1.5速度变化快慢的描述加速度一、 加速度加速度：速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值。（描述速度变化快慢的物理量） 符号：a 单位：ms2 或m.s-2，读作米每二次方秒。二、 加速度方向与速度方向的关系在直线运动中，如果速度增加，则加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，则加速度方向与速度的方向相反。三、 从v一t图象看加速度 从直线的倾斜程度能判断加速度的大小，在同一v一t图象中，直线越陡，加速度越大。【教学后记】加速度（1）定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值。 （2）物理意义：描述物体运动速度变化快慢的物理量。（3）单位：米每二次方秒（m/s2）（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同（5）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；（6）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”表示变化的快慢，不表示变化的大小。（7）物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。（8）强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。（9）加速度不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。匀加速直线运动：vtv0， v为正值，a0，a与v0方向一致。匀减速直线运动：vtv0， v为负值， a0， a与v0方向相反。