《速度变化快慢的描述加速度》教学设计.docx
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《速度变化快慢的描述加速度》教学设计
东至县第六届中小学教师新课程优秀教学设计评选
高中物理必修①第一章
1.5《速度变化快慢的描述——加速度》
安徽省东至县第三中学沈志新
【教材分析】
本节是高中物理（必修一）第一章第5节的内容，加速度是运动和动力学中一个重要的物理概念和物理量，将为以后学习运动学和动力学奠定知识基础。
加速度是联系动力学和运动学的桥梁，机械振动、电磁场、能量守恒、动量定理等内容都涉及到。
同时，它又是一个较抽象的物理概念。
教材为了减小难度，对加速度概念的要求比较低，没有区分平均加速度和瞬时加速度，而是在前几节学过匀变速直线运动、速度等问题后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、加速度做了一对比，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。
编者考虑到高一学生现在的知识基础和理解水平，不急于从科学性、知识性的角度客观地、严密地阐述这一概念，而是用去繁就简的方法从学生实际出发，仿照平均速度的引入方法引入加速度这一概念。
这样既能顺应学生的理解水平，又在此概念上留有较大的拓展空间，待学生日后深化。
【学情分析】
加速度是物理学中的一个重要概念，也是比较难理解的概念之一，但在学生的生活经验中，与加速的有关的现象不多，这就给学生理解加速度概念带来困难。
同时，学生正处于抽象思维能力发展的初级阶段，其抽象思维能力还不高，对速度、速度变化量以及速度变化率区分还比较困难。
最后，加速度的“加”字，还容易让学生对加速度的理解产生误解。
因此，在教学中，根据学生的实际情况适当的降低教学梯度，尽量运用多媒体课件使教学形象、直观。
学生是课堂教学的主体，引导学生理解加速度概念，会用之解决一些简单的问题是本课教学的中心目标。
因此，巧用提问，激发学生思考问题的积极性、活跃课堂气氛，让学生在轻松、自主的环境下进行讨论和交流，较好地完成教学任务，从而实现人人能学习，人人能掌握。
【教学目标】
（一）知识与技能：
⑴知道加速度是描述速度变化快慢的物理量；知道加速度是矢量，加速度的方向表示物体速度变化的方向；知道直线运动中加速度方向和物体运动方向的区别；知道加速度方向和加速运动及减速运动之间的联系。
⑵理解加速度的概念，能区别速度和加速度，知道加速度的国际单位制单位、读法；会用公式解决一些简单问题。
⑶培养学生观察能力，抽象的逻辑思维能力。
（二）过程与方法：
⑴在建立平均速度的基础上，参照平均速度的引入方法，引入加速度的概念，了解和体会比值定义法在科学研究中的作用，学会用类比法，对学生进行科学研究方法的熏陶；
⑵学会观察、分析、讨论和交流。
（三）情感、态度、价值观：
⑴教师结合观看视频，培养学生学习物理的热情和激情；
⑵通过加速度概念的探究和讨论，培养参与课堂教学活动的热情、主动与他人合作的精神、与他人交流的自信、敢于坚持正确的观点和勇于修正错误的精神。
⑶通过课堂教学实例的选取，使学生了解、体会物理学与日程生活之间有密切的联系，让学生体会从生活走向物理，从物理走向社会；
⑷培养学生理论联系实际的思想和作风，体会物理知识来源于生活实际中，感受研究问题的乐趣，养成分析物理概念的严谨态度和习惯。
【教学重点】
⑴加速度概念的建立和加速度与匀变速直线运动的关系。
⑵理解加速度的概念，树立变化率的思想；区分速度、速度变化量及速度的变化率。
【教学难点】
⑴加速度概念的理解，树立变化率的思想。
⑵区分速度、速度变化量及速度的变化率。
【教学资源】
多媒体课件。
带滑轮的长木板、小车及砝码等。
【教学过程】
教师活动
学生活动
说明
导
入
新
课
复习导入
教师通过课件展示如图两幅v-t图象，供同学们交流讨论，并设疑对比思考。
指导学生对两个匀变速直线运动的v-t图象认真观察，找出速度随时间的变化规律。
引导学生体会速度的变化有快有慢，我们今天学习的加速度这一概念就是用来描述速度变化快慢的物理量。
学生归纳总结出：
甲图中，物体的速度每秒变化5m/s。
乙图中，物体的速度每5s变化5m/s。
引课。
引出本节学习的内容。
推
进
新
课
推
进
新
课
推
进
新
课
推
进
新
课
推
进
新
课
一、加速度
利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车、运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论。
谁的速度“增加”得快？
如何来表示增加的快慢？
自行车下坡与公共汽车出站对比，设问谁速度变化快。
表一：
初速度（m/s）
经过时间（s）
末速度（m/s）
速度变化（m/s）
自行车下坡
2
3
11
公共汽车出站
0
3
6
交流讨论：
若物体在所用时间一样的情况下，速度改变大的物体速度改变得快。
教师引导学生讨论得出:
要比较速度改变的快慢，必须找到统一的标准。
表二：
初速度（km/h）
末速度（km/h）
所用时间（s）
轿车启动
20
50
7
5吨货车启动
20
50
38
10吨货车启动
20
50
50
学生认知观察表中数据并交流讨论，若在速度改变相同的情况下，可以比较时间的长短，所用时间越短，速度改变得越快。
教师继续引导学生分析数据，提高学生根据数据表来概括总结规律的分析能力。
教师设疑：
若如下表所示，既无法用第一种方法，又无法用第三种方法比较，怎样比较它们速度变化的快慢？
表三：
初速度（m/s）
末速度（m/s）
所用时间（s）
A自行车下坡
2
11
4
B公共汽车出站
0
6
3
C火车出站
0
20
100
D飞机在空中飞行
300
300
10
很明显，这几个运动物体速度的改变量不同，速度改变的快慢也不同，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快慢的物理量。
教师指导学生回忆怎样描述物体运动位置的变化。
例如在匀速直线运动中，物体从A点运动到B点，可以用A、B两点坐标的变化除以所用时间即速度的大小来描述位置变化的情况。
教师设疑：
在表三中，A物体在4s内速度从2m/s增加到11m/s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？
交流讨论并总结：
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速度增加的快慢。
如果用符号a表示物体速度增加的快慢，Δv表示物体的速度的变化量，Δt表示物体的速度变化所用的时间，应如何用公式表达A物体的速度变化快慢呢？
结论：
a=
=
m/s2=2.25m/s2
教师指导学生依次完成表三中B、C、D的计算：
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。
其中的a=
式是变速直线运动的加速度的基本定义式。
在国际单位中，加速度的单位是m/s2，读作米每二次方秒。
教师板书：
⑴定义：
速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值
让学生对比速度定义式回答加速度的物理意义和单位。
⑵物理意义：
描述物体速度变化的快慢和方向的物理量
⑶单位：
米/秒2（m/s2）
给出问题：
加速度的方向问题：
一辆车沿直线运动，3秒内速度由4m/s变化到10m/s，车的加速度如何？
一辆车沿直线运动，3秒内速度由10m/s变化到4m/s，车的加速度如何？
提示学生总结，教师归纳：
当物体加速时，则Δv=v2-v1＞0，时间Δt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。
当物体是减速时，则Δv=v2-v1＜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。
问题探究：
问题1：
“上海磁悬浮列车的最高速度可达430km/h，它的加速度一定很大”。
这一说法对吗？
为什么？
问题2：
运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？
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1：
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，求汽车的加速度大小。
例2：
刘翔比赛可简化为第一个阶段：
从起跑到起跑后到达第一个栏时，速度由零增加到9.53m/s，共用时间2.421s；第二阶段：
从第八个栏到第十个栏时，速度由9.32m/s减小到8.81m/s,共用时间2.062s；第三阶段：
最后的冲刺阶段，速度由8.81m/s增加到9.55m/s，共用时间1.507s。
请计算各个阶段的加速度分别为多少？
（保留到小数点后两位）
二、从v-t图象看加速度
教师指导学生认真观察课本中的v-t图象，并思考：
速度—时间图象描述了什么问题？
怎样建立速度—时间图象？
在例2中要求根据题中数据画出刘翔的速度时间图象。
提问：
如何利用图象求解加速度。
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。
总结归纳：
a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓。
所以，a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小。
知识小结：
速度—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—时间图象。
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Δv，时间间隔Δt。
这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式a=
就行了。
例3：
如图是某质点做直线运动的v-t图象，从图上求出各段的速度变化及加速度。
思考讨论
学生分析
交流讨论
学生认知观察表中数据并交流讨论
学生分组讨论，指派代表回答。
①时间相同看速度变化量
②速度变化量相同看时间
③时间与速度变化量都不相同看单位时间速度变化量
交流讨论并总结
对B：
a=
=2m/s2
对C：
a=
=0.2m/s2
对D：
a=
=0
学生在黑板上操作
学生回答大小和方向
速度增加，加速度的方向是车运动的方向
速度减小，加速度的方向是车运动的反方向
学生根据数据和加速度的定义求解。
归纳总结：
1、不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零。
2、不对，由公式a=
可知，加速度等于速度的变化量和时间的比值，因而加速度是速度对时间的变化率。
所谓某一个量对时间的变化率，是指单位时间内该量变化的数值。
变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小。
学生活动并解答
学生在黑板上操作
由位移时间图象求速度的原理，可回答出求解方法。
讨论
回答
总结归纳
学生活动并解答
激发兴趣
让学生从最简单的例子入手，先比较相同时间内的速度改变量，为不同时间不同改变量作知识铺垫。
从简单到复杂，从特殊到一般，正是物理学探究规律的顺序。
初步对运动状态变化快慢的了解。
掌握研究问题所采用的对比分析的方法。
探究课堂，学生为主。
利用速度的表达式类比，力求使学生猜想到可以用速度的改变量除以所用时间来描述速度变化的快慢。
深入分析
得出结论
引出概念
板书展示
引起注意
强化概念和定义，同时用比较的方法引导学生学会用定义式研究物理量的方法。
提出问题
突破难点
对问题的探究
强调学生的主体性
强化定义应用，同时体会加速度的方向问题
针对所学内容，继续提问
给学生动手实践的机会
课堂反馈
联系实际
解决问题
针对问题
继续拓展
物理与实际生活的联系
物理对实际生活的指导意义，宣扬交通安全的意识。
强化图象处理问题的意识
课堂反馈
给学生动手实践的机会
课
堂
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。
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。
加速度大表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大。
加速度是矢量，它的方向就是速度变化量Δv的方向，与速度方向无必然联系。
加速度是状态量，与时刻（或位置）相对应。
可以从速度时间图象中倾斜直线的陡缓定性看出加速度的大小，也可以从图象中定量求出加速度的大小。
总结归纳
整理笔记
对本节知识的总体认识
布
置
作
业
1、教材“问题与练习”第2、3题。
2、阅读教材“科学漫步”关于变化率的知识，加深加速度概念的理解。
课后作业
教学反馈
【板书设计】
5速度变化快慢的描述——加速度
速度
表示运动的快慢
v
速度的改变
表示速度的变化
Δv=v-v0
加速度
表示速度变化的快慢
定义
速度的变化量跟发生这一改变所用时间的比值
公式
a=
单位
m/s2
矢量性
方向与速度变化的方向相同
匀变速直线运动的特点
加速度恒定
速度图象
速度随时间变化的关系
从倾斜直线的斜率可以求出加速度
【教学流程】
视频引课
图片资料分析
得出概念
板书概括
学生分组讨论
公式法、图象法求a
评价小结
【教学反思】＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
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