《速度變化快慢的描述——加速度（第一課時）》教案教學目標教學目標：通過抽象概括，建立加速度概念，知道其定義式、方向和單位。體會比值定義新物理量的方法。理解加速度的矢量性，會根據(jù)速度變化的方向判斷加速度的方向并結合速度的方向判斷運動性質(zhì)。教學重點：建立和理解加速度的概念。教學難點：加速度的概念、加速度的矢量性。教學過程時間教學環(huán)節(jié)主要師生活動1min復習同學們好，今天我們繼續(xù)研究運動。通過前面的學習我們知道，運動是指物體位置的改變。位置變化有快有慢，方向也有不同，也就是運動有快慢之分，方向之別。【提問】我們用哪個物理量來描述物體運動的快慢和方向呢？對，速度。通過觀察，我們很容易感知物體運動的快慢和方向。比如奔跑的獅子就比爬行的蝸?？?，高空飛行的飛機比路上運動的汽車快等等。3min引入【提問】請同學們觀看下面的視頻，看看視頻中物體的運動又有什么共同點？同學們都看清楚了吧！那視頻中物體的運動有什么共同點呢？相信大家都發(fā)現(xiàn)了，物體的速度都發(fā)生了變化?！咎釂枴繛槭裁凑f物體速度發(fā)生了變化呢？是的，有的物體速度大小發(fā)生了變化，比如火箭起飛，汽車剎車；有的物體速度的方向發(fā)生了變化，比如汽車拐彎；有的物體速度的大小和方向都發(fā)生了變化，比如飛機起飛和降落。7min提出問題速度變化量【提問】那如何計算速度變化呢？用較大的速度減去較小的速度嗎？可能有的同學會這么想。在物理中，速度變化用?v表示，它等于末速度減去初速度。速度是個矢量，速度的變化量也是矢量。物體如果做直線運動，在規(guī)定正方向的情況下，就可以把矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算。【提問】請同學判斷：小球以10m/s的速度沿著水平地面向右運動，碰撞墻壁后反彈，速度大小仍為10m/s；此過程速度變化了嗎？如果變化了，速度變化量又是多少呢？有沒有同學認為初末速度等大，所以速度沒有發(fā)生變化呢？我們看，速度是矢量，我們以向右為正方向，則末速度就是（-10m/s），初速度就是10m/s。用末速度減去初速度，則速度的變化量為-20m/s。這里“-”表示與正方向相反，也就說速度的變化量是水平向左的。由于速度矢量，所以不能用速度大小相減，認為是0。認識速度變化快慢【提問】我們再看，下面兩個變速運動，速度變化相同嗎？有什么不同的？一輛小汽車在10s內(nèi)，速度從0達到100km/h，一列火車在300s內(nèi)速度也從0達到100km/h。我們發(fā)現(xiàn)：它們的速度變化是相同的，但是用的時間不一樣，也就是速度變化快慢不一樣，小汽車速度增加的更快?！咎釂枴克俣茸兓炻谏钪形覀円彩怯懈惺艿模热邕\動員起跑是一個加速過程，我們經(jīng)常會用爆發(fā)力好來形容運動員在這個階段的表現(xiàn)。從運動學的角度看，爆發(fā)力好是什么意思呢？“加速快”或者“速度增加得快”?！咎釂枴吭俦热纾鹤訌棾錾洌覀兘?jīng)常會說速度“急劇”變化。列車啟動，我們經(jīng)常會說它速度緩慢變化。這里“急劇”“緩慢”又分別是什么意思呢？“急劇”說明子彈的速度變化快，“緩慢”說明列車的速度變化慢?！居^看視頻】——飛機與賽車啟動有時候，我們經(jīng)常會把運動快慢，速度變化快慢混淆。比如方程式賽車和戰(zhàn)機比賽，請同學注意觀察，誰的速度變化快？又是誰贏得了比賽？同學們都看清楚了嗎？相信大家都有了自己的答案。方程式賽車起步的時候的速度變化快，所以剛開始它超過了飛機。后來飛機又超過了賽車贏得了比賽。提出問題【提問】看來，要描述清楚一個物體的運動，僅有速度還不夠，還要關注速度變化的快慢。如何描述物體速度變化的快慢呢？8min加速度的概念和理解比較不同物體速度變化的快慢【提問】飛機起飛和跑車啟動，誰的速度變化快呢？我們很容易發(fā)現(xiàn)，跑車到達相同的速度變化量，用時更短，所以它的速度變化快?！咎釂枴磕桥苘噯雍湍ν熊噯?，誰的速度變化快？這個也不難得出，它們二者用時相同，跑車的速度量更大，所以它的速度變化快?！究偨Y】看來我們要比較速度變化快慢，得有一個相同的量，比如相同的時間，或者相同的速度變化量，也就是得有一把相同的尺子來衡量。【提問】那跑車啟動和戰(zhàn)斗機飛行，他們的速度變化量和時間都不相同，可以比較它們速度變化的快慢嗎？有了前面的經(jīng)驗，相信大家都想到了利用相同的量進行比較。如果要化成相同的時間，我們可以怎么做呢？可以用速度變化量與時間作比。跑車速度變化了84m/s用時12s內(nèi)，二者作比，則跑車1s內(nèi)速度變化了7m/s；戰(zhàn)斗機速度變化150m/s用時15s，二者作比，則戰(zhàn)斗機1s內(nèi)速度變化了10m/s，因此戰(zhàn)斗機的速度變化快。【總結】通過這種做比的方式，我們就可以比較任何兩個做變速運動物體，其速度變化的快慢。2.方法回顧這種比較的方式我們并不陌生。在學習速度的時候，要比較位置變化的快慢，我們就用位移與時間之比來表示。同理，要比較速度變化的快慢，我們就可以用速度的變化量與時間之比來表達。3.如何來描述速度變化快慢？——概念類比物理學中把速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間之比，叫做加速度。通常用a表示。若用Δv表示速度在時間Δt內(nèi)的變化量，即：【方法強調(diào)】加速度也是通過兩個物理量之比定義新的物理量，與速度的定義方法類似。它描述的是物體速度變化的快慢，與速度變化量和時間兩個物理量都不相同。這也是物理學中常用的方法。【提問】物理表達式不僅建立一種數(shù)量關系，同時也滿足單位的運算。同學們可以推導出加速度的單位嗎？同學們可以試一試。國際單位制中，速度的單位是m/s，時間的單位是s，加速度的單位也是二者的復合單位，即：m/s2，讀作“米每二次方秒”。a=1m/s2表示物體每經(jīng)過1s，速度變化1m/s。4.加速度的方向【提問】作為一個新的物理量，加速度是標量還是矢量呢？我們知道，速度的變化量是有方向的，根據(jù)加速度的定義，加速度a的方向與Δv的方向一致。確定了Δv的方向，也就確定了加速度a的方向?！咎釂枴咳绾未_定Δv的方向呢？我們?nèi)匀灰灾本€運動為例來研究。汽車原來的速度也就是初速度是v1，經(jīng)過一小段時間Δt之后，速度變?yōu)関2。相信同學們都可以想到，規(guī)定正方向之后，可以用末速度減去初速度，根據(jù)結果的“+”“-”來判斷其方向，這樣很好。除了這個辦法之外，我們還可以利用作圖更直觀地了解Δv的方向。我們先畫出速度v1和v2，假如物體加速，即v1<v2；我們以初速度v1的箭頭端為起點，以末速度v2的箭頭端為終點，作出一個新的有向線段，它就表示速度的變化量Δv。它的大小等于兩個速度之差，方向與初末速度方向相同，a的方向也與初末速度相同。若物體減速，即v1>v2；我們可以用相同的辦法進行，畫出從初速度v1的箭頭端指向v2的箭頭端的有向線段，即為速度的變化量Δv。大小也等于兩個速度之差，方向與初速度方向相反，所以加速度方向也與初速度相反?！舅伎肌咳绻聪蜻\動呢？也就是v1與v2反向，同學們能不能得到這個過程速度變化量的方向呢？請同學試一試。相信很多同學都得到了答案，我們同樣以v1的箭頭端為起點，以v2的箭頭端為終點，作有向線段即為Δv。這里Δv的方向與v1的方向相反。與v2方向相同，大小等于二者之和。所以加速度的方向與v1的方向相反，與v2相同?！咎釂枴咳绾蝸肀硎舅较蜃筮@個方向呢？若以向右為正方向，v1=10m/s，v2=-5m/s，t=2s，則：速度的變化量Δv=v2—v1=—15m/s?！啊北硎酒浞较蚺cx軸正方向相反，即水平向左。計算可得a=-7.5m/s2，與正方向相反，即水平向左。5.加速度的正負與加減速【提問】那能不能說加速度為“+”就是加速運動，加速度為“-”就是減速運動？同學們的回答是什么呢？“+”“-”只表示了加速度方向與正方向相同還是相反，它與物體做加減速運動沒有關系。我們看：汽車如果速度增加，則速度的變化量與初速度方向是一致的，也就是加速度的方向與初速度的方向相同時，物體做加速運動；如果汽車速度減小，則速度的變化量與初速度方向相反，即加速度的方向與初速度的方向相反時，物體做減速運動。6.一些運動物體的加速度一些運動物體的加速度的近似值如下，子彈在槍筒中的加速度很大，所以速度急劇變化；高鐵起步加速度比較小，速度變化比較緩慢，但是我們感覺運行很平穩(wěn)。【提問】為什么跳傘和剎車過程的加速度都是“-”的？這里都默認以運動方向為正方向，物體減速，所以加速度都是“-”值。1min應用把一個乒乓球豎直上拋，則上升過程和下降過程中，乒乓球的速度變化和加速度分別沿什么方向？上升的過程中速度越來越小，速度的變化量向下，所以加速度向下；下降的過程中，速度越來越大，速度的變化量向下，加速度也是向下的。因此物體雖有向上和向下兩個運動過程，但是速度的變化量都是向下的，加速度都是向下的，與運動方向無關。2min總結本節(jié)課我們從觀察變速運動入手，發(fā)現(xiàn)速度變化有快慢；為了描述這種變化快慢，物理學中引入了加速度進行描述，用兩個物理量之比進行了定義。它是矢量，方向與Δv相同。課后練習1.關于加速度的概念，下列說法中正確的是（?????）?A．加速度就是物體增加的速度B．加速度反映了速度變化的大小C．加速度反映了速度變化的快慢D．加速度為正值，表示速度的大小一定越來越大2.根據(jù)加速度的定義，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)與Δv成正比??B．加速度大小由Δv決定?C．a(chǎn)的方向與Δv的方向相同???D．Δv/Δt叫速度變化率，就是加速度?3．若物體做勻加速直線運動，加速度大小為2m/s2，則（?????）?A．物體在某秒末的速度一定是該秒初速度的2倍?B．物體在某秒末的速度一定比該秒初速度大2m/s?C．物體在某秒初的速度一定比前秒初速度大2m/s?D．物體在某秒末的速度一定比前秒初速度大2m/s?4.一個物體以10m/s的初速度沖上斜面，經(jīng)2.5s達到最高點，又經(jīng)過4s回到出發(fā)點，此時速度大小為8m/s，求物體上行和下滑的加速度大小。5．國家的交通管理部門為了交通安全，特制定了死亡加速度為500g這一個數(shù)值（取g=10m/s2）以警世人。意思是如果行車加速度達到此值，將有生命危險。這么大的加速度，一般車輛是達不到的，但是如果發(fā)生交通事故，將有可能達到。兩輛汽車以36km/h的速度相向而行，發(fā)生碰撞，若經(jīng)過碰撞時間為2×10-3s停下，請你通過計算判定一下駕駛員是否有生命危險。課后練習解析和答案1.答案C解析：加速度是描述速度變化快慢的物理量，不是物體增加的速度，與速度的變化大小無關。加速度為正，只能說明加速度方向與正方向一致，只有當加速度方向與速度方向一致時，速度才會越來越大。所以選C。2.答案CD解析：加速度是描述速度變化快慢的物理量，與Δv無關。它是矢量，與Δv方向相同。根據(jù)它的定義式，加速度就是速度的變化率。3.答案B解析：加速度大小為2m/s2表明，每秒速度變化為2m/s，由于物體加速，所以某秒末的速度一定比該秒初速度大2m/s。4.答案4m/s2