4. 速度变化快慢的描述——加速度国家获奖教案

第一章

运动的描述

四、速度变化快慢的描述——加速度

教学目标

1．理解加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，知道它的表达式、单位。并能正确区分加速度、速度和速度的变化量。

2．知道加速度是矢量，方向跟速度的变化量的方向一致。会根据加速度与速度的方向关系判断物体的运动性质。

3．会用公式a=v进行定量计算，会利用v—t图象计算加速度，并能根据图象比较不同t物体间加速度大小及方向关系。

4．通过生活实例、播放视频等方法增强学生的感性认识，建起物理与生活的联系，顺利地建立、理解加速度概念。

5．通过数据图表，运用比较的方法，让学生自主发现问题，总结物理规律。从速度类比到加速度，从y—x图类比到v—t图，让学生体验类比法在物理学习中的作用，并培养学生抽象逻辑思维能力。通过加速度概念的建立过程，让学生了解和体会比值法定义在科学研究中的作用。

6．通过本节内容的学习，使学生了解物理学对经济、社会发展的贡献，体会物理与生活的密切联系，提高学生学习物理的兴趣。

重点难点

重点：加速度概念的建立、理解及与速度、速度变化量的区别

难点：加速度方向的理解

设计思想

本节课紧紧围绕如何落实新课程理念，充分发挥学生自主学习的主动性，从生活走向物理，物理密切联系生活进行设计。总体上来看，本节课充分利用学生已有的熟悉的知识类比学习新的知识。用比较位置变化快慢的方法类比比较速度变化快慢方法，用速度概念的建立过程类比建立加速度概念，用一次函数ykxb图象类比匀加速直线运动的vt图象，用加速度类比曲线的斜率等等。从细节上来看，通过播放摩托车、汽车、飞机三者比赛视频。创设情景，激发学生学习本节内容的兴趣；运用直观形象的数据、图表，让学生轻松突破学习难点；通过学生直接参与的小实验，让学生体验加速度的大小，增强感性认识；例举学生熟悉的物理现象，既加深学生对加速度概念的理解，又让学生认识到物理学在生活、经济等领域的作用；强调比值法定义物理概念的重要性，在物理教学中加强科学思想方法的渗透。

教学资源 《速度变化快慢的描述——加速度》多媒体课件，长木板、支架、小车、木块等

教学设计

【课堂引入】

问题：xxxx，采用比值法定义，把比值定义为速度v，用来描述位置变化的快tt慢，那么如何描述速度变化的快慢呢？

（老师和学生一起回忆速度概念的建立过程，复习比值法定义，为下面类比建立加速度概念做好铺垫）

【课堂学习】

学习活动一：加速度概念的建立

问题1：如果让摩托车、汽车、飞机在一起进行比赛，谁更快？（播放视频）

（通过习以为常的生活实例，让学生感觉日程生活经验和事实之间的矛盾，帮助理解速度快于速度变化快的不同，为加速度概念的建立做好铺垫）

问题2：运动快—位置变化快—速度大；启动快—速度变化快—是什么呢？

问题3：观察数据表格，谁的速度变化快？如何比较？

飞机m/s 汽车m/s 摩托m/s 0 0 0 0 1s末

2.5 4.0 5.0 2s末

5.1 7.9 10 3s末

7.5 12 14.9 问题4：探究小实验，让小车分别从两个倾角不同的斜面上滚下。小车两次分别做什么运动?哪种情况小车的速度变化得快? 你是怎么比较的？

（启发学生回忆，当x,t都不同时，如何比较位置变化的快慢？引导v,t都不同怎么比较。正如同xx义为加速度。）

问题5：加速度的作用是什么？加速度的表达式是什么？

（描述速度变化快慢，avv2v1）

ttx，采用比值法定义速度一样，将描述速度变化快慢的比值v/t定t问题6：加速度是矢量还是标量？方向呢？加速度在数值上等于什么？a1m/s2

表示什么意思？

问题7：a1m/s2有多大？

（小实验一：将斜面垫起适当的角度，让木块自由下滑；小实验二：将钥匙举起一定高度，并释放让其自由下落。此过程主要是让学生体验感受加速度的大小关系）

（展示科技生活中两个现象，飞机从航空母舰上起飞和汽车追尾，指导学生分析。说明加速度与生活、科技等息息相关，既有理论价值也有实际意义）

问题8：速度大，速度的变化量一定大吗？为什么呢？

（展示三组数据表格，让学生计算速度的变化量，根据结果回答问题）

速度变化量大，速度一定变化快？

速度大加速度一定大吗？

问题：加速度a的方向与速度v的方向有什么关系？

（过渡到下一个问题。我们遵循物理学研究从简单到复杂、从特殊到一般的原则，今天只讨论直线运动中加速度方向与速度方向的关系）

学习活动二：直线运动中加速度方向与速度方向的关系

用作图法讲解

直线运动中，如果速度增加，加速度方向与速度的方向相同

直线运动中，如果速度减小，加速度方向与速度的方向相反

问题1：如图所示，求小球从开始撞墙到反弹回头的过程中，速度的变化量和加速度。（碰撞时间为0.01s) （选择正方向，将矢量运算转化为标量运算。通常选初速度的方向为正方向）

（图象由于其独特的直观性，常用来描述物理规律，下面我们就从图象的角度来分析加速度。过渡到下一个环节）

学习活动三：从vt图看加速度

问题1：vt图像描述什么物理关系？

（教师用PPT展示两个物体的vt图）

问题2：两个物体做什么运动？谁的加速度大？为什么？

（将vt图象与一次函数ykxb图象进行类比，得出av/tk）

问题3：在vt图象中如何比较不同物体加速度的大小关系？

问题4：求b、c的加速度？方向一样吗？在vt图中如何求加速度的大小和方向？

例1、下列关于速度和加速度的说法中，正确的是(

) A．加速度表示速度变化的大小

B．物体的速度为零，加速度也一定为零

C．运动物体的加速度越来越小，表示速度变化越来越慢

D．运动物体的加速度越来越小，表示物体运动的速度也越来越小

参考答案：C 例2、根据给出的速度和加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是(

) A．v0>0，a<0，物体做加速运动

B．v0>0，a>0，物体做减速运动

C．v0<0，a>0，物体做加速运动

D．v0<0，a<0，物体做加速运动

参考答案：D 例3、在世界杯比赛中，运动员在罚点球时，球获得20 m/s的速度并做匀速直线运动．设脚与球作用时间为0.1 s，球在空中飞行0.2 s后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0.1 s，且球被挡出后以20 m/s的速度沿原路反弹，求：

(1)罚点球的瞬间，球加速度的大小；

(2)守门员挡球瞬间，球加速度的大小．

参考答案：(1)200 m/s2

(2)400 m/s2

【课堂小结】

这节课我们学习了一个重要的物理量，加速度，学习了有关加速度的哪些内容呢？请同学们分别回答。

（教师要从加速度的定义、表达式、物理意义、标量、矢量、单位、数值等角度进行引导）

问题1：加速度是描述什么性质的物理量？

问题2：你是如何理解加速度的矢量性？

问题3：如何计算加速度大小、判断加速度方向？

【板书设计】

第四节

速度变化快慢的描述——加速度

一、加速度

1．物理意义：描述速度变化快慢的物理量

2．定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值

3．表达式：

4．单位：

5．加速度是矢量，加速度的方向与速度变化量的方向相同

6．a在数值上等于单位时间内速度的变化量

二、直线运动中加速度与速度的方向关系

直线运动中，如果速度增加，加速度方向与速度的方向相同

直线运动中，如果速度减小，加速度方向与速度的方向相反

三、从vt图象看加速度

从图线的倾斜程度就能判断加速度的大小，比值∆v/∆t就是加速度的数值。

在图象上取两个状态点，根据公式求加速度大小，根据正负判断加速度方向。

课堂反馈

1、速度为18m/s的火车，制动后均匀减速15s后停止运动，求火车的加速度？

2、下列说法中正确的是（

）

A．物体的速度改变量增大时，其速度一定增大

B．物体有加速度，且а＞0时，速度必然增大

C．物体的加速度增大时，速度一定增大

D．物体的速度的变化率增大，其加速度一定增大

3、关于速度和加速度的关系，以下说法中正确的是（

）

A．物体的速度不变，则加速度为0 B．物体的速度增加，则加速度一定增加

C．物体的加速度减小，则速度一定减小

D．物体运动时，加速度改变而速度可以不变

4、一质点做直线运动，当t＝t0时，s＞0，v＞0，a＞0；以后加速度均匀减小，则以下说法正确的是（

）

A、位移开始减小，直到加速度等于零

v/(m/s)

B、位移继续增大，直到加速度等于零

C、速度继续增大，直到加速度等于零

3 1 O 2 4 7 t /s

D、速度开始减小，直到加速度等于零

5、如图所示，质点的速度－时间图象，同图可知，物体在0－2秒内的加速度是

，在2－4秒内的加速是

，在4－7秒内的加速度是

。

6、小球以v1=3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁经Δt=0.01s后以v2=2m/s的速度沿同一直线反弹，如图所示，则小球在这0.01s内的平均加速度的v1v2大小为

m/s2，方向为

。

7、汽车在制造完成出厂之前，都要经过严格的技术检测．一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动，自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据，求：

时刻t/s

坐标x/m

0

1

2

3

4

5

6

7

8 0

1

2

4

8

12

16

20

25 6

5

1

0 速度v/(m/s) 0

1

3

5

6

(1)汽车在第2 s末的瞬时速度大小；

(2)汽车在前3 s和最后2 s的平均加速度大小；

(3)汽车在第4 s内的平均速度大小．

参考答案：

1、-1.2 m/s 2、D 3、A 4、C 5、1.5 m/s6、500 向左

227、(1)3 m/s (2)1.67 m/s

2.5 m/s (3)4 m/s

课后测评

1、下列说法中正确的是（

）

22 0 -1 m/s

2A．质点加速度越大，其速度越大

B．质点加速度越大，其速度变化越大

C．质点加速度越大，其速度变化越快

D．质点速度为零，其加速度不一定为零

2、关于加速度，下列说法正确的是（

）

A．加速度表示速度“增加”

B．加速度表示速度“变化”

C．加速度表示速度变化快慢

D．加速度表示速度变化的大小

3、下列所描述的运动中，可能的有（

）

A．速度变化很大，加速度很小

B．速度变化方向为正，加速度方向为负

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．速度越来越大，加速度越来越小

4、关于速度和加速度，下述正确的说法是（

）

A．加速度不为零，速度一定变化

B．速度大加速度一定大

C．速度为零加速度一定为零

D．加速度不变速度一定不变

5、如图为一物体作匀变速直线运动的速度图象，根据图象作出以下几个判定，正确的是（

）

A．物体始终沿正方向运动

B．物体先沿负方向运动，在t＝2s后开始沿正方向运动

C．t=2s物体离出发点最远

D．t=4s物体回到出发点

6、计算物体在下列时间段内的加速度：

（1）一辆汽车从车站出发做匀加速直线运动，经10s速度达到108 km/h；

（2）以40 m/s的速度运动的汽车，从某时刻起开始刹车，经8s停下；

（3）沿光滑水平地面以10m/s的速度运动的小球，撞墙后以同样的速率反方向弹回，与墙接触的时间为0.2s。

参考答案：

1、CD 2、C 3、AD 4、A 5、BCD 6、（1）a1＝3 m/s2

（2）a2＝－5 m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反

（3）a3＝－100 m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反