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

2019-2020年高中物理1.5速度变化快慢的描述-加速度教案新人教版必修1一、教材分析本节以“思考与讨论”作为开始，以实际情景让学生领会加速度的意义和引入加速度必要性。所以教师在导入加速度的概念时，要注意落实“思考与讨论”，让学生充分发表意见，在具体的事例中，要求学生了解“速度大”、“速度变化大”和“速度变化快”含义的不同，这样学生们才会感到有必要引入一个新的物理量。本来比较速度变化的快慢也有两种方法：一种是比较相同时间内速度变化量的大小；另一种是比较发生相同的速度变化所需要的时间长短。但教材是将比较质点位置移动快慢的思想直接迁移过来，通过实例分析，使学生明白不同运动物体的速度变化快慢不同，表现在速度的变化与发生这个变化所用时间的比值不同，从而引入加速度的定义方法a=△v/△t。加速度表示速度的变化快慢，包括速度增加的快慢和减小的快慢，不能误认为只要有加速度的运动速度就一定是增加的。广义地讲，加速度不仅可以描述速度大小的变化快慢，而且也可以描述速度方向变化的快慢，本节教材不研究速度方向变化的情景。加速度的矢量性是一个难点，教材是以与速度方向相同或是相反来表述加速度的矢量性的。如果以初速度方向为正方向，那么加速度就有正负之分，加速度的正负表示加速度的方向，不表示加速度的大小。匀变速直线运动的规律是下一章要研究的基本内容，关于匀变速运动的概念，教材是通过说明加速度有平均加速度与瞬时加速度之分引入的，并没展开讨论。物理学的发展离不开数学，学好高中物理也离不开数学。本教材注意加强了数学在物理教学中的作用，把图象作为一种重要的研究方法，充分利用图象来表达速度变化的规律。第28页的课文是要从速度－时间图象中看出物体的加速度。教材没有涉及“斜率”这个术语，但是要求学生知道，曲线的倾斜程度反映加速度的大小。学生要能从图象上量出△v和△t的值，然后根据定义计算加速度。第28页“科学漫步”的目的是把物理课中学到的速度、加速度的概念拓展到物理课之外。自然现象甚至到社会现象中的许多道理都是相通的，学生要形成一种习惯，把学校中某课程中学到的道理迁移到其他领域。学过科学课程之后，学生看待世界视角应该与前不同，这就是新课标所要求的科学方法、科学态度、科学的价值观。第28页“科学漫步”的“变化率”的安排就是出于三维课程目标的考虑。“问题与练习”第4题除了练习计算加速度外，还有助于理解平均速度与瞬时速度的关系。分别算出两个遮光板经过光电门时的平均速度，这就是过程始末的瞬时速度。没有必要推算两个遮光板的前沿经过光电门时的瞬时速度，要让学生理解“追求无限精确”的思想是无意义的，这种思想是脱离实际的，应该改变。二、教学目标【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．了解它的定义式和单位；2．了解加速度的矢量性，会根据速度与加速度方向的关系判断运动性质；3.通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程，了解和体会比值定义法在科学研究中的应用；4.理解加速度的概念，区别速度、速度变化量和速度变化率，能在生活中准确地使用加速度的概念；5．能用v—t图象计算加速度的大小，体会数学在物理中的重要性．【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．【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．三、教学重点1．加速度的概念建立和加速度与速度的关系．2．加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向．四、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．五、教学方法比较、分析、讨论法、讲授、练习六、教学过程设计[讨论与交流]利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等图片，提出问题，让学生思考讨论．谁的速度“增加”得快?如何来表示增加的快慢?课件展示：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6m／s；而100m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1s内速度的增加量，并填入下列表格：师：试根据上述数据，推算出这些物体启动时，速度的增加量和1s内速度的增加量，并填入下列表格：启动物体速度增加量(m／s)经历的时间（s）1s内速度的增加量(m／s)速度增加的快慢程度(最快、较快、较慢、最慢) A竞赛用跑车3047.5较快B高速列车301200.25最慢C自行车641.5较慢D运动员120.260最快比较A和B：它的速度的变化量相等(30m／s)，A经过的时间比B短，在速度变化量相等的情况下，运动时间短的物体速度改变快，即跑车比列车速度改变快．比较A和C：它的经过的时间都是4s，A速度的变化量比B大，在经过的时间相等的情况下，速度变化量大的速度改变快，即跑车比自行车速度改变快比较C和D：它们的速度变化量和所用的时间都不相同，要比较它们速度改变的快慢，只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量，单位时间内速度变化多的物体速度变化快，得运动员速度变化(每秒钟改变60m／s)比自行车、列车、跑车速度变化(每秒钟改变1.5m／s)快．因此，单位时间内速度变化量大的物体速度变化快．上述四物体，运动员速度变化最快，火车速度变化最慢．师：很明显，这几个运动物体速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，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——加速度是用来描述速度变化的快慢的物理量．[新课教学]一、加速度师：请回忆一下我们是怎样描述物体运动位置的变化的?例如在直线运动中，物体从A点运动到B点，如下图所示建立数轴AB，设A点在数轴上的读数x1(一维位置坐标，下同)为2m，B点在数轴上的读数x2为7m，则物体运动位置的变化大小为多少?生：△x＝x2一xl＝7m一2m＝5m，方向由A指向B．师：如果物体从A到B是做匀速运动，如果所用时间为t＝10s，怎样求这段过程中物体的速度?生：物体运动的速度v＝△x/△t＝5m／10s＝0.5m/s，方向从A指向B．师：如果物体做加速直线运动，同样在10s内，速度从2m／s增加到7m／s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢?生：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运动速度增加的快慢．师：如果用a符号表示物体速度增加的快慢，△v表示物体的速度变化量，△t表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达呢?生：a＝△v/△t＝(7-2)m／10s2＝0.5m/s2师：不同物体的运动，速度变化的快慢往往是不同的，再看下面的例子．案例1：飞机的速度由。增加到约300km／h，飞机的速度的变化是多少?若发生这一变化用时约30s，则物体的速度平均每秒增加多少?案例2：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，炮弹速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少?学生讨论后回答．生1(回答第一个案例)：300km／h约相当于83m／s，a＝△v/△t＝(83—0)/30m/s2＝2.8m/s2．生2(回答第二个案例)：a＝△v/△t＝(250—0)/0.005m/s2＝5×104m/s2 师：上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法．其中a＝△v/△t是变速直线运动的加速度的基本定义式．(板书)加速度(1)定义：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值．定义式：a＝△v/△t=（vt-v0）/△tv0——开始时刻物体的速度vt——经过一段时间t时的速度(2)物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量．(3)国际单位：m／s2或m·s-2读作米每二次方秒(4)加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向．师：如同平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均和瞬时之分．二、加速度方向与速度方向的关系加速度定义公式中时间△t是标量，是没有方向的，因此加速度a的方向跟速度改变量△v的方向相同，对做直线运动的物体，加速度的方向与初速度v0的方向相同或相反，若取v0的方向为正方向，则a的方向可用正负号来表示．因此：加速度的方向和速度改变量的方向相同加速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相同，为正值．减速直线运动：加速度的方向和初速度的方向相反，为负值．【分析】当物体加速时，则△v=（vt-v0）>0，时间△t是标量，加速度a的计算值为正值，如果以初速度的方向为正方向(即初速度v0取正值)，a为正值则可表示a的方向与初速度的方向相同，或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动．当物体是减速时，则△v=（vt-v0）