人教版高中物理必修第一册1.4速度变化快慢的描述——加速度 教案

集体备课教案项目内容课题§1.5速度变化快慢的描述一一加速度修改与创新教学目标1.知道加速度的物理意义.2.掌握其定义公式和单位.3.知道加速度的方向与速度变化量方向一致.4.区别加速度、速度、速度变化量.教学重、难点教学重点1.加速度概念的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.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.利用图象分析加速度的相关问题.教学准备课型课时安排2课时教学过程A预习本节内容，了解本节内容基本概况B、新课教学普通的小汽车和高档跑车的速度都能达到200km/h,但它们从静止到具有这一一速度所经历的时间叫二^不同，高兰■1^*历的时间要远小于普通的小汽车•哪个速度的变化快呢？速度变化的快慢是衡量汽车档次的一个重要标准.这节课我们就来学习描述速度变化快慢的物理量——加速度.再如： 万吨货轮起航，10S内速度增加到0.2m/s火箭发射时，10S内速度能增到约10,m/s以8m/s的速度行驶的汽车在急刹车时2.5s内能停下來以8m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7s内停下来在以上中，各物体的速度都发生了变化，怎样才能比较速度随吋间变化的快慢呢？一、加速度初速度(km/h)末速度(km/h)所用时间(s)轿车启动205075吨货车启动20503810吨货车启动205050观察表屮数据并交流讨论，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.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？认真观察表三，通过计算说明这四个物体哪个速度改变得快. 表二:初速度5/s)末速度(m/s)所用时间(s)A自行车下坡2114B公共汽车出站063C火车出站020100D飞机在空中飞行30030010很明显，这儿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一一加速度是用来描述速度变化快慢的物理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.利用速度的表达式类比，在表二中，A物体在4s内速度从2ni/s增加到11m/s,怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？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，Av表示物体的速度的变化量，At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/s2AZ4依次完成表三中B、C、D的计算：对B：对C：对D：Av6-0/2。/2a=——=in/s=2m/sAr3Av20—0]2.2a=——=m/s二0.2m/sAr100Av300-300,2ca二一二m/s=0Ar10上述方法就是变速克线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思 表二:初速度5/s)末速度(m/s)所用时间(s)A自行车下坡2114B公共汽车出站063C火车出站020100D飞机在空中飞行30030010很明显，这儿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一一加速度是用来描述速度变化快慢的物理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.利用速度的表达式类比，在表二中，A物体在4s内速度从2ni/s增加到11m/s,怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？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，Av表示物体的速度的变化量，At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/s2AZ4依次完成表三中B、C、D的计算：对B：对C：对D：Av6-0/2。/2a=——=in/s=2m/sAr3Av20—0]2.2a=——=m/s二0.2m/sAr100Av300-300,2ca二一二m/s=0Ar10上述方法就是变速克线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思 Av路和基木方法•其屮的沪——式是变速直线运动的加速度的基木定义式•在Ar国际单位中，加速度的单位是m/s2,读作米每二次方秒.明确：1•定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.2.表达式:a-V/_V°t3.单位及符号米/秒2m/s2（国际单位制）厘米/秒$cm/s2两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动，虽然速度变化快慢相同，但速度的变化情况不同，前者速度越来越大，后者则反Z.只凭速度变化快慢（速度变化率的大小）不能完全反映速度变化的规律，从而引出加速度不仅有大小，而且有方向，是矢量.物体做匀加速运动时，加速度的方向跟速度的方向相同；做匀减速运动时，加速度的方向跟速度的方向相反.这是直线运动中（无往复运动）的普遍性结论.至于加速度的正、负问题，只是在特定的条件下（V。取止值）判断物体做匀加速还是匀减速运动的一种方法，这不是实质性的结论。也AyAy可类比V二——屮速度V的方向与位移△x的方向相同，理解a二——屮速度ArAra的方向与速度变化量Av的方向相同.加速度便大约是1m/sl它的含义是说物体每秒钟速度的改变量是1m/s.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？答：不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零.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？Av答：不对，由公式沪——可知，加速度等于速度的变化量和时间的比A/值，因而加速度是速度对时间的变化率.所谓某一个暈对时间的变化率，是指单位时间內该量变化的数值.变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小.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.解：答案：0.25m/s2-5m/s2问题互动判断下列说法是否正确.1.做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同.错•只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同.2.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大.错•速度变化大，但不知所用时间的多少.3.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大.对.二、从v-t图象看加速度认真观察课本屮的v-t图象，并思考：速度一时间图象描述了什么问题？怎样建立速度一时间图象？ 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：速度一吋问图象是描述速度随吋间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系屮将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度一时间图象.我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点來找到这两个点间的速度变化量Av,时间间隔At.这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式沪’就行了.Ar课堂训练如图1-5-3是某质点做直线运动的vt图象，从图上求出各段的速度变化及加速度.解析：速度的变化量等于变化后的速度减变化前的速度，即厶v=v-v0.速度的变化量也是矢量，正值表示速度增加，负值表示速度减小或反向.由图可知：vo=O,va=4m/s,Vb=4m/s,vc=0.所以OA段的速度变化量为Avao=v{1-vo=4m/s加速度为a下标AO二"加二土m/s2=2m/s2\t2AB段的速度变化暈为AVBA=Vb-Va=0加速度为3ba~0BC段的速度变化量为AvCB=vc-vb=-4m/s加速度为伽二二一^m/sJ-4m/s2.\t1答：0A段的速度变化为4m/s,加速度为2m/s2；AB段的速度变化为0,加速度也为0；BC段的速度变化为-4m/s,加速度为-4m/s2. 板书设计§1.5速度变化快慢的描述一一加速度一、加速度加速度：速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值。（描述速度变化快慢的物理量）符号：a单位：m/s2或m.s-2,读作米每二次方秒。二、加速度方向与速度方向的关系在直线运动中，如果速度增加，则加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，则加速度方向与速度的方向相反。三、从v—t图象看加速度从直线的倾斜程度能判断加速度的大小，在同一v—t图象中，直线越陡，加速度越大。教学反思加速度概念是高中物理最为抽象的概念之一，高一学生在此时对加速度的理解还有欠缺之处。 集体备课教案项目内容课题§2・1实验：探究小车速度随时间变化的规律修改与创新教学目标三维目标一、知识与技能1.能熟练使用打点计时器。2.会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。3.会处理纸带求各点瞬时速度。4.会设计表格并用表格处理数据。5.会用v-t图像处理数据，表示运动规律6.掌握图象的一般方法，并能用语音描述运动的特点。二、过程与方法1.初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。2.经历实验过程，及时发现问题并做好调整。3.初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。三、情感态度与价值观：1.体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。2.培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。教学重、难点教学重点1.图象法研究速度随时间变化的规律。2.对运动的速度随时间变化规律的探究。教学难点 对实验数据的处理规律的探究教学准备学生电源、导线、打点计时器、小车、钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、实物投影仪课型课时安排2课时教学过程【教师提出问题】探究目的：探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间的变化规律。【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能：变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同吋刻的物体运动速度；最后确定打点计时器测速度。【实验】问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？步骤：1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。2、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。3、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖看纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带，重复实验三次。问题三：本实验特别要注意哪些事项？1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2.滑轮不能过高。3.钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。 4.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。5.先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。6.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。【处理数据】问题四：怎样分析和选取纸带上的点？1、纸带要选择打出的点清晰的2、舍掉开始过于密集的点3、用每打5个点的时间为时间单位选取计数点即T=0.02X5s=0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。(也可取多个间隔为一个计数间隔时间要看具体情况灵活选定；原则上能取六、七个计数点为宜。)参考表格一:计数点编号0123456时间t(s)00.10.20.30.40.50.6相邻两计数点间Sois12S23S34S45S56距离s(m)对应计数点速度m/s参考表格二:计数点编号0123456时间t(s)00.10.20.30.40.50.6各计数点到0的距离s(m)相邻计数点的距离S(m)S01S12S23S34S45S56各计数点速度(m/s)V1=V2=V3=V1=v5= 4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离。5、速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：如+£[2$12+$23Vi=V2=2T【画速度一时间图象】问题六：如何处理计算出来的数据？・图象法：运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，根据所得数据，描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。问题七：从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？从函数关系：V二kt+bV与t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速（a不变）的直线运动问题8：如何根据速度一时间图象（v-t图象）求小车的加速度和初速度？①取任意两组数据求出Av和At,然后代入Av/At求解。②在v—t图象上取一段时间At（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Av,代入Av/At求解。哪--种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）【创新拓展】1、某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象，先把纸带每隔0.Is剪断，得到若干短纸条，再把这四纸条并排贴在一张纸上，使这歧纸条下端 对齐，作为时间轴，标出时间，最后将纸条上端中心连起來，于是得到V-t图象。请你按以上办法绘制这个图象。这样做有道理吗？说说你的看法。（剪下的纸条长度表示0.1秒吋间内位移大小，可近似认为速度v=着，纸条长度可认为表示速度。）2、某组同学实验过程中将固定打点计时器一端的木板垫高，使木板有一倾斜角度，是否对实验结果有影响？画出的图象有什么不同？（无；图彖与时间轴的夹角不同）典型例题1、在探究小车速度随时间变化规律的实验屮，下列哪些器材是本实验必须的？①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板（①④⑤⑥⑦⑨）达到实验目的还需器材是：（低压交流电源刻度尺）2、在实验“探究小车速度随吋间变化的规律”中，我们采用的正确方法是：A舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。B、为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点C、每相邻计数点的时间间隔只能取0.IsoD、每相邻计数点的吋间间隔可视打点密度而定，可取0.02s、0.04s、•••nXO.02s均可。（AD）3、图中给岀了从0点开始每5个点取一个计数点的纸带。0,1,2,3,4,5,6均为计数点。（每两个计数点间有4个点未画出）。•|f••••S2S3S4S5S6 Sj=l.40cmS2=l.90cmS3=2.38cmSi=2.88cmS5=3.39cmSg=3.78cm那么①计时器在打出1,2,3等点时小车的速度分别为••vi=cm/s；v2=cm/s；v3=cm/s；v.t=cm/s；Vs=cm/s②在坐标纸上画出v-t图象③分析小车的速度随时间变化的规律。参考答案：(vi=16.50cm/sv2=21.40cm/sv：｝=26.30cm/sv4=31.35cm/sv5=36.30cm/s)（小车的速度随时间均匀增加）。§2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律实验目的二、实验原理板书三、实验仪器设计四、实验步骤五、数据处理六、实验结论个别学生对于本实验的数据处理，尚不够熟练。对于速度时间图彖的绘制也有一定的困难。教学 反思