高中物理 速度變化快慢的描述 加速度 新人教版必修1

1、第五節(jié) 速度變化快慢的描述 加速度一、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能：從學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和生活體驗(yàn)出發(fā)，幫助學(xué)生建立加速度的概念，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號(hào)和單位，知道加速度是矢量。2過(guò)程與方法：通過(guò)聯(lián)系平均速度和瞬時(shí)速度，由平均加速度過(guò)渡到瞬時(shí)加速度，學(xué)生再次體會(huì)到極限思想在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。通過(guò)閱讀“科學(xué)漫步”欄目中關(guān)于變化率的敘述，自然而然地滲透了科學(xué)方法教育。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)把所學(xué)的“加速度”概念聯(lián)系自然、生活、科技，學(xué)生從物理走向自然、社會(huì)。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)加速度是力學(xué)中的重要概念，也是高一學(xué)生較難懂的概念。之所以難懂，是因?yàn)閷W(xué)生在用已有的生

2、活經(jīng)驗(yàn)觀察物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，還不能清楚地分辨“運(yùn)動(dòng)的快慢”與“速度變化的快慢”。因此，幫助學(xué)生區(qū)分“速度大”、“速度變化大”、“速度變化得快”，理解速度、速度的變化量、速度的變化率的物理意義，建立加速度的概念，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，由于學(xué)生對(duì)矢量只有初步認(rèn)識(shí)，所以，加速度方向與速度方向的關(guān)系，在直線運(yùn)動(dòng)中用正、負(fù)號(hào)表示加速度的方向，也是這一節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。三、教學(xué)設(shè)計(jì)（一）感知活動(dòng)感知活動(dòng)是物理概念形成的基礎(chǔ)，物理概念的教學(xué)必須圍繞學(xué)生豐富的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行。變速運(yùn)動(dòng)是學(xué)生常見的運(yùn)動(dòng)，先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活中的見聞舉出大量的變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。如：蒼蠅、蜜蜂、蝴蝶、小鳥、老鷹的起飛和降落，野兔、羚羊、烏龜

3、、蝸牛的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)獵物的獅子、獵豹的運(yùn)動(dòng)；自行車、汽車、火車的起動(dòng)或制動(dòng)，飛機(jī)的起飛或降落；操場(chǎng)上各種球類的運(yùn)動(dòng)，田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)；子彈、炮彈的運(yùn)動(dòng)；火箭、衛(wèi)星、天體的運(yùn)動(dòng)；等等。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到詩(shī)人用詩(shī)的語(yǔ)言描述變速運(yùn)動(dòng)：擬古（東晉 陶淵明） 翩翩新來(lái)燕，雙雙入我廬。（詩(shī)人描述了燕子輕快地飛翔的情景）春日（北宋 晁沖之）鵝鴨不知春去盡，爭(zhēng)隨流水趁桃花。（詩(shī)人描述了鵝鴨不管花飛花落只知順著流水追逐桃花的情景）倡導(dǎo)學(xué)生向詩(shī)人學(xué)習(xí)，熱愛生活，用心觀察自然，因?yàn)槲锢碓从谧匀弧⒃从谏睢?以上，結(jié)合學(xué)生對(duì)生活的觀察和感性認(rèn)識(shí)讓學(xué)生自然而然地“從生活走向物理”，認(rèn)識(shí)變速運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)速度的變

4、化。（二）建構(gòu)結(jié)構(gòu)建構(gòu)結(jié)構(gòu)是物理概念教學(xué)的關(guān)鍵。一個(gè)物理概念的建立，關(guān)鍵是形成此概念對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即定義、公式以及與其它概念的聯(lián)系等。1、幫助學(xué)生主動(dòng)建立加速度的概念變速運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，本著從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究問(wèn)題的方法，從簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)（速度大小變、方向不變）入手。例如：玩具車、火車、汽車做變速直線運(yùn)動(dòng)（見下表）。t（s）012345玩具車v（m/s）00.20.500.70.4火車v（m/s）5.05.35.65.96.26.5汽車v（m/s）30252015105引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上表提供的信息分析三個(gè)物體速度變化的特點(diǎn)：玩具車速度的變化規(guī)律不明顯（走走停停，時(shí)快時(shí)慢）；火車速度隨時(shí)間

5、均勻增大；汽車速度隨時(shí)間均勻減小。幫助學(xué)生總結(jié)火車、汽車的運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)：速度均勻變化，即在相等的時(shí)間里速度的變化相等。像火車、汽車這種速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)，是自然界存在的最簡(jiǎn)單的變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)。指引導(dǎo)學(xué)生分析研究：不同的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度變化得快慢一般不同。上例中，火車速度改變得比較慢，汽車的速度改變得比較快。那么，怎樣來(lái)描述速度變化的快慢呢？教師可以用比較的方法（跟速度概念的建立比較）引發(fā)學(xué)生思考：描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，可以有兩種方法。一種是在位移相同的情況下，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快；另一種是在時(shí)間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的運(yùn)動(dòng)得快。因此，位移跟發(fā)生

6、這段位移所用時(shí)間的比值可以描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這個(gè)比值定義出來(lái)的就是速度，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。這種比值定義的方法能夠啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到用一個(gè)比值來(lái)描述速度變化的快慢?；疖囁俣茸兓拇笮∨c所用時(shí)間的比值是個(gè)恒量：汽車速度變化的大小與所用時(shí)間的比值也是一個(gè)恒量：這個(gè)比值的大小反映了物體速度變化的快慢。這樣，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生經(jīng)歷了主動(dòng)建構(gòu)加速度概念的過(guò)程。定義：在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的變化和所用時(shí)間的比值，叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。公式：用v0表示運(yùn)動(dòng)物體開始時(shí)刻的速度（初速度），用vt表示經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t末了時(shí)刻的速度（末速度），那么，速度的變化量為v=vt -v0，用a表示加速度，

7、則a=單位：m/s2（米每二次方秒）。2、比較加速度與速度引導(dǎo)學(xué)生討論兩者的區(qū)別和聯(lián)系：速度v和加速度a都是比值定義（某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率，表示變化的快慢）。速度v表示物體運(yùn)動(dòng)（位置變化）的快慢。速度變化量v表示速度變化的大小。加速度a表示速度變化的快慢。幫助學(xué)生理解：a不是v，也不是v，而是（速度對(duì)時(shí)間的變化率。）說(shuō)明：如果學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好，建議先不引出“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，直接從大量的實(shí)例出發(fā)建立加速度的概念。（三）掌握方法掌握方法是物理概念教學(xué)的手段，物理概念的形成需要應(yīng)用多種數(shù)學(xué)、物理方法。 從上文不難看出，在建立加速度概念的過(guò)程中，已經(jīng)涉及到了“從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究問(wèn)題的方法”、“比較

8、的方法（跟速度概念的建立比較）”、“用變化率描述變化快慢的方法”。 為了幫助學(xué)生理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的方向，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用“同一條直線上矢量運(yùn)算”的數(shù)學(xué)方法。根據(jù)上表的數(shù)據(jù)計(jì)算火車、汽車的加速度：火車：v0=5.0m/s，vt=6.5m/s，v=1.5m/s，t=5s，則a = 0.3m/s2。汽車：v0=30m/s，vt=5m/s，v= 25m/s，t=5s，則a =5m/s2。提出問(wèn)題：哪個(gè)加速度大？（引發(fā)學(xué)生思考“”的物理意義）引導(dǎo)學(xué)生用矢量圖示表示出初速度、末速度和速度的變化量：v0v0vtvtvv同一條直線上的矢量運(yùn)算可簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算，規(guī)定一個(gè)正方向（一般取v0方向?yàn)檎较?/p>

9、），則若vt>v0，a>0，表示a與v0方向相同，加速；若vt<v0，a<0，表示a與v0方向相反，減速?？梢?，“”表示速度變化量的方向、加速度的方向跟初速度方向相反，加速度是矢量，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度的方向與速度變化量的方向相同。而后，教師采用“從特殊到一般”和“極限思想”的方法，幫助學(xué)生初步了解：一般的變速運(yùn)動(dòng)的加速度常常大小、方向都在不斷變化，可以引入平均加速度和瞬時(shí)加速度來(lái)描述速度變化的快慢。 另外，還可以從v-t圖象看加速度，加深對(duì)速度圖象的認(rèn)識(shí)，為以后用圖象的方法解決問(wèn)題做鋪墊。 說(shuō)明：如果學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不好，建議“矢量圖示”從具體數(shù)據(jù)畫起，另外，瞬時(shí)加速度的概念可暫不要求學(xué)生有更深入的認(rèn)識(shí)，注意循序漸進(jìn)。（四）鞏固深化鞏固深化是物理概念教學(xué)的必要措施，它是指學(xué)生把所建立的概念和規(guī)律牢牢地保持在記憶里，不斷地豐富概念的內(nèi)容，發(fā)展概念的外延，并能順利應(yīng)用新知識(shí)解決物理問(wèn)題。為了鞏固“加速度”的概念，可以讓學(xué)生完成以下作業(yè)：1、舉例說(shuō)明自然界哪些動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的加速度大？哪些動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的加速度??？（龜、兔，獵豹、羚羊，蝴蝶、蒼蠅，等等。）2、汽車的加速性能是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)之一，對(duì)賽車尤其重要。在課外搜集這方面的資料，以加深對(duì)加速度概念的理解。（0100km/h加速時(shí)間：夏利15s，寶來(lái)10.5s，奔馳6.5s，寶馬