4. 速度变化快慢的描述——加速度优质课教学设计

1.5 速度变化快慢的描述—加速度

教学设计

一．教学目标：

1．知识与技能

（1）理解加速度的意义，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量．知道它的定义、公式、符号和单位，能用公式a=△v/△t进行定量计算．

（2）知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动．

（3）理解匀变速直线运动的含义，能从匀变速直线运动的v—t图象理解加速度的意义．

2.过程与方法

（1）经历将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动．通过事例，引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实，提出为了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣．

（2）帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度．

（3）教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度．

3.情感态度与价值观

（1）利用实例动画激发学生的求知欲，激励其探索的精神．

（2）领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力．

（3）培养合作交流的思想，能主动与他人合作，勇于发表自己的主张，勇于放弃自己的错观点．

二．教学重点

1．加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系．

2．加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向．

三．教学难点

1．理解加速度的概念，树立变化率的思想．

2．区分速度、速度的变化量及速度的变化率．

3．利用图象来分析加速度的相关问题

四．教学模式：“预练促教、导练结合”模式

五．教学媒体：计算机多媒体辅助设备

六：教学设计概述

【课程导入】

前面我们学过了速度的概念，速度是位移和所用时间的比值，也就是用单位时间内位移的大小描述了物体位置变化的快慢.那么，对于变速运动来说，物体运动的速度是不断的变化的，那么怎样比较物体速度变化的快慢呢？

（视频）摩托车、汽车、战斗机加速时速度变化的快慢比较

结果：

比赛开始时,摩托车的速度增加的最快。

在变速直线运动中，物体的速度在不断变化。

不同的变速运动，速度变化的快慢是不同的。

那么怎样描述速度变化的快慢呢？

这就是本节课将要学习的内容。

【进行新课】

请学生分析下面的实例：

普通的小型轿车和旅客列车，速度都能达到100 km/h。但是，它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车在20 s内速度达到了100 km/h，而一列火车达到这个速度大约要用500 s。

谁的速度“增加”得比较快？（教师引导，学生讨论计算每秒钟物体速度改变了多少）

请学生再次分析下面的实例：

羚羊在4s内速度达到了25m/s，猎豹在4s内速度达到了30m/s，谁的速度变化的快？

（教师引导，学生讨论计算每秒钟物体速度改变了多少）

探究实例：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：

经历的时1 s内速度的

速度增加间（s）

速度增加的快慢程度(最快、启动物体

增加量(m／

量(m／s) 较快、较慢、最慢) s)

4 A竞赛用跑车

30 7.5 较快

120 B高速列车

30 0.25 最慢

4 C自行车

6 1.5 较慢

0.2 D运动员

12 60 最快

问题1:速度大,速度变化量(Δv)一定大吗?速度变化一定快吗?

问题2:速度变化量大，速度变化一定快吗? 一、加速度

1．定义：加速度等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。

v，式中：Δv表示速度的变化量，如果用v表示末速度，用v0表示初速度，则Δv=v－t

v－v0v0，所以，上式也可写成：a=。

t2．表达式：a=3.加速度的物理意义

加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量，而物体运动的快慢是指物体位置变化的快慢，用速度来描述，速度大就说明物体运动的越快。

4．单位：米/秒2（m/s2）。

5．矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量。加速度的方向与速度的变化量方向相同。

从下列例题中加深对加速度的概念的理解：

例题1.关于加速度的含义，下列说法正确的是（

）

A、加速度表示速度的增加

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

例题2.在平直轨道上做加速运动的火车，在40s内的速度从10m/s增加到20m/s，求火车速度的变化量和加速度。

【解析】设火车初速度方向为正方向，v0=10m/s，

v= 20m/s，△t=40s。40s内火车的速度变化量为：

△v=v－v0 =(20－10)m/s=10m/s 即火车速度变化量的大小为10m/s，△v为正值表示速度变化的方向与初速度的方向相同。

火车的加速度为：

a=△v/△t=(20－10)/40 m·s-2=0.25m/s2 即加速度的大小为0.25m/s2，a为正值表示加速度的方向与初速度的方向相同. 例题3.在平直公路上行驶的汽车紧急刹车时做减速运动，在2s内速度从20m/s减小到零，求汽车速度的变化量和加速度。

【解析】设汽车初速度方向为正方向，v0=20m/s ，t=0.2s内物体的速度变化量为：

△v=v－v0=(0－20)m/s=－20m/s 即汽车速度变化的大小为20m/s，△v为负值表示速度变化的方向与初速度的方向相反．汽车的加速度为：

a=△v/△t=(0－20)/2m·s-2=－10m/s2 即加速度的大小为10m/s2，a为负值表示加速度的方向与初速度的方向相反. 例题4.足球以12m/s的速度与墙壁相碰后，以8m/s的速度反向弹回，球与墙的接触时间为0.1s，求足球的加速度大小和方向

【解析】设初速度方向为正方向，即指向墙为正方向v0=12m/s, vt=-8m/s

t=0.1s 所以足球的加速度大小为200m/s2，方向指向足球被反弹的方向

二、对加速度的理解

1.从加速度的大小和方向的角度

（1）速度的变化量是指速度改变了多少。它等于物体的末速度和初速度的矢量差，即vvtv0，它是矢量，表示速度变化的大小和方向。

（2）加速度是指速度的变化量与发生所用时间的比值，在数值上等于单位时间内速度的变化量。加速度描述的是速度变化的快慢，其大小由速度变化量和发生这一变化的时间共同决定。加速度的方向与速度变化量的方向相同。我们可以从以下两种情况来理解：

①在加速运动中，加速度的方向与v0方向一致；

②在减速运动中，加速度的方向与v0方向相反。

（3）根据加速度方向和速度方向间的关系，可以判断物体在做加速运动还是在做减速运动。只要加速度方向和速度方向相同，物体就做加速运动；加速度方向与速度方向相反，就做减速运动。这与加速度的变化和与加速度的正、负无关。可总结如下：

①a和v0同向加速运动a增大，v增加得快；a减小，v增加得慢

②a和v0反向减速运动a增大，v减小得快；a减小，v减小得慢

③当a=0时匀速运动。

例题5.物体的速度均匀增加，已知加速度为2m/s2，那么在任意1s内（

）

A．物体的末速度一定等于初速度的2倍

B．物体的末速度一定比初速度大2m/s C．物体的末速度一定比前1s内的末速度大2m/s D．物体的末速度一定比前1s内的初速度大2m/s 例题6. 若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则(

) A．汽车的速度也减小

B．汽车的速度仍在增大

C．当加速度减小到零时，汽车静止

D. 当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大

三、v—t图象中的加速度

请学生观察以下两幅图象，尝试求出物体运动的加速度;

左图物体的运动速度均匀增加，加速度为2m/s2，右图运动物体的运动速度均匀减小，加速度为-1 m/s2 . 强调：在v-t图象中，我们用图线的斜率表示物体运动的加速度

那么，请学生做以下比较：

a、b分别是两个物体运动的v－t图象。哪个物体运动的加速度较大？为什么？

例题7：练习求解图象中的各阶段的加速度

例题8：联想与思考：当运动物体的x-t图象是如图所示，那么物体做什么样的运动呢？

【总结导评】本节课所学习的《加速度》知识是本章的重点知识，我们从速度、速度的变化量、速度的变化率三个概念维度分析了物体速度的变化的快慢，认识了在v-t图像中加速度的含义。理解了物体处于加速状态或者减速状态时加速度的基本特点。为下一节课研究匀变速直线运动奠定了基础，大家在做好本节课的巩固习题的基础上，开始预习第二章第一节知识，并完成预习学案。

附：速度、加速度和速度变化量的比较

比较项目

速度

加速度

速度变化量

物理意义

定义式

单位

描述质点运动的快慢和方向的物理量，是状态量

描述质点运动速度变化快慢和方向的物理量，是性质量

描述质点运动速度变化大小程度的物理量，是过程量

vxx或v

ttm/s avtv0v或a

ttm/s2

vvtv0

m/s 决定因素

v的大小由v0、a、t决定

方向

大小

与位移x或x同向，即物体的运动方向

v与t的比值

与v方向一致，而与v0和vt方向无关

①速度的改变量对时间的比值

②速度对时间的变化率

v由v0和vt决定

由v

= vt- v0的方向决定

即v

= vt- v0

①位移与时间的比值

②位移对时间的变化率

（五）作业布置

课后巩固练习1、2、5.预习学案1-6题

（六）板书设计

一、加速度

1．定义

2．定义式

3．单位

4．方向

5．物理意义

二、对加速度的进一步理解

1．加速度是v—t图像的斜率

2．速度、速度变化量及加速度的区别