4. 速度变化快慢的描述——加速度优秀教学设计内容

绥中立伟高中---马春玉

科目

物理·必修1 年级

高一

授课人

马春玉

授课时间

第

3 周

星期

4 /

2018 年

9 月

17 日

课

型

新授

计划课时

2 课题

知识

与

技能

过程

与

方法

§1·5

速度变化快慢的描述——加速度

教

学

目

标

1、理解加速度的概念，熟悉它的定义公式和单位．

2、理解加速度的物理意义，能区分速度、速度变化量、速度变化率（加速度）．

3、理解加速度的矢量性，会正确表示加速度；会根据加速度方向与速度方向的关系，判断物体的运动性质（是加速运动还是减速运动）．

4、会从速度—时间图象中求加速度．

1、再一次体验用比值定义物理量的方法．

2、学习用变化率来描述变化的快慢．（用变化量来描述变化结果）

3、体验从实际运动的比较中引出加速度概念的过程．

情感态度

培养理论联系实际的作风，了解生活与物理的关系，培养学习兴趣．

与价值观

教材分析

重点

难点

理解加速度的概念及其物理意义；在速度图象中理解加速度。

建立加速度概念，理解速度、速度变化量、速度变化率（加速度）的区别．

教学

自主学习（指导阅读）、合作学习（引导探究）、讨论交流

方法

教

具

教学多媒体及课件

教程序

学活动设计

方法

教学活动内容

►根据前面几节的学习，说一说物理学中分别用哪些物理量来描述物体的位置、位置

的变化、位置变化快慢的呢？（坐标、位移、速度）

►速度是怎样定义的？

►上一节我们学习了用打点计时器测速度的方法，请你说一说“打点计时的原理”、“测纸带平均速度的原理”、“测纸带瞬时速度的原理”。

►从实验数据中我们发现纸带运动的速度是变化的，纸带做变速运动。为了描述纸带的速度随时间变化的情况（规律），我们引入了一种常用的数学工具——速度—时间图象（υ-t图象）。那么怎样描绘υ-t图象呢？

►如图所示，是通过复习υ/(m·s-1) υ/(m·s-1) 测量甲、乙两种汽车的启25 25 导入

动过程和制动过程中各个20 20 时刻的速度，而绘制的υ-t甲

15 图象．从υ-t图象中你可以15 乙

甲

获取哪些有关甲、乙两种10 10 乙

汽车的启动过程和制动过5 5 程的运动信息呢？

►在启动过程中，甲、0 0 5 10 15 20 25 t/s 5 10 15 20 25 t/s 制动过程

启动过程

乙汽车的初、末速度各是多少？甲、乙汽车的速度各增加了多少？甲、乙汽车的启动过程各花了多少时间？它们的第

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υ1

υ1

υ2

∆υ

x O

减速运动

►速度是矢量，速度变化量的计算是矢量运算，那么怎样计算和表示速度变化量这一矢量呢？

4．计算方法：速度变化量的定义式∆υ=υ2－υ1是矢量式，计算时必须遵守矢量运算法则．矢量的减法同样可以用图示法进行．在直线运动中，我们通常选定初速度方向为正方向，那么速度矢量和速度变化量矢量均可以用代数式表示，速度变化量的运算可以简化为代数运算．

►例如，某辆汽车刹车后，沿平直的公路做减速运动，t=0时刻速度为υ0=25m/s，t=10s时刻速度变为υ=5m/s，求汽车在这10s内的速度变化量∆υ．

解：以汽车运动方向为正方向，则∆υ=υ2－υ1＝(5－25) m/s=－20m/s．

“负号”表示速度变化量的方向与运动方向相反．

三、速度变化率——加速度a

1．定义：速度变化量∆υ与发生这一变化所用时间∆t的比值，叫做速度变化率，物理υυ0学中把速度变化率称为加速度，符号：a．即

aΔυ．

ΔtΔt(其中υ0、υ表示物体的初、末速度；

∆υ=υ－υ0是∆t时间内物体的速度变化量．) 2．物理意义：加速度是描述速度变化快慢的物理量．(而不是增加的速度）．

►加速度是用比值定义的又一个物理量，物理量都有自己特定的单位，定义式aΔυ不Δt仅定义了加速度这个物理量，而且也定义了它的单位．那么加速度的单位由哪些量的单位决定呢？它的国际单位是什么呢? 3．单位：国际单位是米/秒2，符号：m/s2或m·s-2，读作“米每二次方秒”．常用单位22-2还有厘米/秒 (cm/s

或cm· s)．

►加速度有方向吗？加速度的方向是怎样的？

4．加速度是矢量．它既有大小，也有方向．

(1)加速度的大小：在数值上等于单位时间内的速度变化量的大小．

(2)加速度的方向：与速度变化量∆υ的方向相同．

在直线运动中，若取初速度υ0的方向为矢量的正方向，则

①加速运动的a与υ0的方向相同，a取正值，表示速度增加的快慢；

②减速运动的a与υ0的方向相反，a取负值，表示速度减小的快慢．

►你能求出前面例子中汽车刹车后的加速度吗？它表示什么意思？

(a=∆υ/∆t=－2m/s2，加速度方向与速度相反，表示物体在1s内速度减小2m/s) ►速度有平均速度和瞬时速度之分，同样加速度也有平均加速度和瞬时加速度之分。你能谈谈你的看法吗？

5．平均加速度和瞬时加速度

前面学习的加速度定义aΔυ实际上是物体在∆t时间内的平均加速度，它描述了变速Δt运动物体在∆t时间内速度变化的平均快慢。当∆t很小时，∆t内的平均加速度就可以看成t时刻的瞬时加速度。瞬时加速度能精准确反映变速运动物体在各个时刻的速度变化快慢。

►学习了加速度的概念之后，你能区分速度υ、速度变化量∆υ和速度变化率(加速度)a这三个物理量吗？

6．关于加速度的几点说明

(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度越大，速度变化越快．加速度是速度变化率，而不是增加的速度(∆υ=υ－υ0)．

►你能举例说明“速度大的物体，加速度不一定大；速度小的物体，加速度也不一定小”吗？加速度与速度、速度变化量之间有没有必然联系呢？

(2)加速度与速度、速度变化量之间都没有必然联系．

►根据加速度的定义式，能不能说“a与∆υ成正比，a与∆t成反比”呢？

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(3)定义式aΔυ只是加速度的量度式，而不是决定式(在第四章的学习中我们将会知Δt道，物体运动的加速度是由物体所受的力决定的)．不能说“a与∆υ成正比，a与∆t成反比．”a是∆υ/∆t这一比值的整体，它不仅与∆υ有关，而且还与所用时间∆t有关．

►根据加速度的定义式，你能不能从υ-t图象中比较运动物体的加速度呢？

(4)从加速度的定义υ/(m·s-1) υ/(m·s-1) aΔυ可知，υ-t图象的斜率Δt25 25 ∆υ/∆t表示加速度．斜率为正，20 表示加速度方向与初速度方20 向相同，速度不断增大，物体15 甲

15 做加速运动；斜率为负，表示乙

甲

10 10 加速度方向与初速度方向相乙

反，速度不断减小，物体做减5 5 速运动．υ-t图象的倾斜程度越大，斜率越大，表明加速度0 0 5 10 15 20 25 t/s 5 10 15 20 25 t/s 减速运动

越大，物体速度变化越快．

加速运动

(5)匀速直线运动的速度恒定不变，加速度等于零(a=0)．

【例题1】飞机起飞时，约在30s内速度由0增加到324km/h(＝90m/s)；而迫击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在0.005s内就可以由0增加到250m/s．它们的加速度各是多大？谁的速度变化快呢？

解：对于飞机起飞过程而言，a=∆υ/∆t=3m/s2，即飞机速度平均1s增加3m/s；对于炮弹加速过程而言，a=∆υ/∆t=5×104m/s2，即炮弹速度平均1s增加5×104m/s．可见炮弹的速度变化比飞机的速度变化快得多．

υ/m·s-1

【例题2】如图所示，是某物体直线运动的速度图B

C

υ1

象．试根据图象分析物体的运动情况．

υ0

A

D

0 t1

t2

t3

t4

E

t/s υ2

§1·5

速度变化快慢的描述——加速度

一、变化量与变化率

1．变化量：∆D= D2－D1．变化量描述了变化的总结果．（变化量都是过程量）

2．变化率：∆D/∆t．变化率描述了变化的快慢．

二、速度变化量∆υ

1．定义：

∆υ = υ2－υ1．

2．物理意义：速度变化量∆υ描述了时间∆t内速度矢量变化的总结果．

3．方向：速度变化量∆υ是矢量．加速直线运动的速度变化量的方向与初速度相同；减速直板书线运动的速度变化量的方向与初速度相反．

设计

4．计算方法：速度变化量的定义式∆υ=υ2－υ1是矢量式，遵守矢量运算法则．在直线运动中，我们通常选定初速度方向为正方向，那么速度和速度变化量均可以用代数式表示，速度变化量的运算可以简化为代数运算．

三、速度变化率——加速度a

1．定义：aΔυ．

Δt2．物理意义：加速度是描述速度变化快慢的物理量．(而不是增加的速度) 3．单位：m/s2或m·s-2．

4．加速度的方向：加速度是矢量．

加速度的方向与速度变化量∆υ的方向相同．在直线运动第

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中，若取初速度υ0的方向为矢量的正方向，则

①加速运动的a与υ0的方向相同，a取正值，表示速度增加的快慢；

②减速运动的a与υ0的方向相反，a取负值，表示速度减小的快慢．

5．平均加速度和瞬时加速度

6．关于加速度的几点说明

(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度是速度变化率．

(2)加速度与速度、速度变化量之间都没有必然联系．

(3)定义式aΔυ只是加速度的量度式，而不是决定式．

Δt(4)从加速度的定义aΔυ可知，υ-t图象的斜率∆υ/∆t表示加速度．

Δt(5)匀速直线运动的速度恒定不变，加速度等于零(a=0)．

1．小型轿车的“百公里加速时间”是反映汽车性能的重要参数，是指汽车从静止开始加速到100km/h所用的最少时间。如果A、B、C三种型号的轿车实测的百公里加速时间分别是11.3s、13.2s、15.5s，那么，A车的加速度是_______m/s2．B车的加速度是_______m/s2．C车的加速度是_______m/s²．

假设你参加百米决赛时在一次起跑中，仅用了1.20s就达到6.40m/s的速度，你比较一下，你跟轿车谁的加速度大？

2．一列火车进站前速度是54km/h，用了2min才停下。一辆以相同速度行驶的汽车紧急制动时仅用1.50s就能停下。则火车

、汽车的加速度是(

) A．27m/s2

36m/s2

B．0.25m/s2

10m/s2

C．-27m/s2

-36m/s2

D．-0.125m/s2

-10m/s2 3．电梯上升时，先是逐渐加速上升，再匀速上升，最后逐渐减速上升。关于电梯上升时加速度的方向，下列说法正确的是

(

)

A．加速上升时加速度的方向向上

B．减速上升时加速度的方向向上

巩固C．加速上升时加速度的方向向下

D．减速上升时加速度的方向向下

4．关于速度与加速度的关系，下列说法正确的是(

) 练习

A．物体的速度大，则加速度就大

B．物体的加速度大，则速度一定大

C．物体的速度变化大，则加速度就大

D．物体的速度变化快，则加速度就大

5．下列说法正确的是（

）

A．加速度为零时，速度一定为零

B．速度为零时，加速度一定为零

C．加速度方向向东，速度的方向可以向西

D．速度的变化小，加速度一定小

υ(m/s)

6．关于图中质点的运动，下列说法正确的是(

) 4

A．质点在前1s内加速度是3m/s2 B．在前2s内加速度为0

C．在第2s后速度为3m/s保持不变

D．质点是先上坡再水平运动

O

1

2

3

t/s

7．在竖直方向运行的电梯内，如果乘客的加速度向上，下列说法正确的是（

）

A．电梯一定在加速上升

C．电梯可能在加速上升

B．电梯一定在减速上升

D．电梯可能在减速下

课外作业

教材【问题与练习】第3、4题

教学体会（后记）

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