高中物理加速度學習論文

高中物理加速度學習論文摘要：牛頓運動學第二定律認為，a=F/m，F(xiàn)為物體所受合外力，m為物體的質(zhì)量。力是改變物體運動狀態(tài)的條件，而加速度那么是描述物體運動狀態(tài)的物理量。一、加速度的概念學習加速度〔Acceleration〕是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值Δv/Δt，是描述物體速度變化快慢的物理量，通常用a表示。1.定義：速度的變化量Δv與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值。2.公式：a=ΔvΔt3.單位：m/s2〔米每二次方秒〕〔N/kg〕4.物理含義：表示物體速度變化快慢的物理量。5.產(chǎn)生原因：力的作用。加速度是矢量，它的方向是物體速度變化〔量〕的方向，與合外力的方向相同。加速度是矢量，既有大小又有方向。加速度的大小等于單位時間內(nèi)速度的改變量；加速度的方向與速度變化量ΔV方向始終相同。特別，在直線運動中，如果加速度的方向與速度相同，速度增加；加速度的方向與速度相反，速度減小。如果讓我們親自在動覺中去探索加速度概念，因為我們的身體可以感受到加速度的存在，這就會幫助記住和理解加速概念。因此，對于加速度的學習，我們還可讓去親自感受，比方在車啟動和剎車的過程中，可以親自去給汽車速度的改變做記錄，而且在加速與減速的過程中，身體的后傾與前傾也會讓我們感受到加速度的存在，這更是從興趣與直觀上對加速度概念進行了引入。二、加速度實驗與探究〔一〕實驗目的：計算勻變速運動的加速度〔二〕實驗原理：電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其工作電壓是4～6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，使用220V交流電壓，當頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，電火花計時器工作時，紙帶運動所受到的阻力比擬小，它比電磁打點計時器實驗誤差小。S2-S1=S3-S2=…=S〔n〕-S〔n-1〕=△S=aT*T；故其加速度a=△S/〔T*T〕〔三〕實驗步驟：1.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面2.把打點計時器固定在木板沒有滑輪的一側(cè)，并連好電路3.把一條細繩栓在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著適宜的鉤碼。4.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面5.使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動6.斷開電源，取出紙帶7.換上新的紙帶，再重做兩次8.測量并處理數(shù)據(jù)〔四〕計算勻變速運動的加速度：1.理想紙帶的加速度計算：由于理想紙帶描述的相鄰兩個計數(shù)點間的距離之差完全相等，即有：S2-S1=S3-S2=…=S〔n〕-S〔n-1〕=△S=aT*T；故其加速度a=△S/〔T*T〕2.實際的實驗紙帶加速度計算：由于實驗過程中存在一定的誤差，導致各相鄰兩個計數(shù)點間的距離之差不完全相等，為減小計算加速度時產(chǎn)生的偶然誤差，采用隔位分析法計算，可以減小運算量，方法是，用S1，S2，S3……表示相鄰計數(shù)點的距離，兩計數(shù)點間的時間間隔為T，根據(jù)S4-S1=〔S4-S3〕+〔S3-S2〕+〔S2-S1〕=3a1T*T同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T求出a1=〔S4-S1〕/3T*Ta2=〔S5-S2〕/3T*Ta3=〔S6-S3〕/3T*T再求平均值計算加速度：a=〔a1+a2+a3〕/3〔五〕實驗探究1.知道加速度不是增加的速度，而是表示速度變化快慢的物理量。2.初步理解公式中各物理量之間的關系，能初步應用此公式求解有關問題。3.知道加速度是矢量，知道在勻變速直線運動中，加速度是正、負值的含義。4.理解速度的大小、速度變化的大小和加速度的大小三者之間的關系。三、從v-t圖象看加速度〔1〕圖線①②分別表示物體做什么運動？〔2〕①物體3秒內(nèi)速度的改變量是多少，方向與速度方向什么關系？〔3〕②物體5秒內(nèi)速度的改變量是多少？方向與其速度方向有何關系？〔4〕①②物體的運動加速度分別為多少？方向如何呢？分析①物體：①作勻變速直線運動，3秒內(nèi)屬于的改變量為Δv=9m/s-0m/s=9m/s，方向與速度方向相同，a=Δvt=9m/s3s=3m/s2方向Δv方向相同，即a與v方向相同。分析②物體：②作勻變速直線運動，5秒內(nèi)速度的改變量為Δv/=0m/s-9m/s=-9m/s，說明Δv與v方向相反。a=Δvt//=-9m/s5s=-1.80m/s2，說明a方向與Δv方向相同，與v方向相反，作勻減速直線運動。強調(diào)：加速度的正、負號只表示其方向，而不表示其大小?？梢月?lián)想到通過公共汽車與電車〔或卡車與汽車〕啟動，速度從零加速到5m/s的差異，體會到速度的變化有快慢問題。也可演示物體從不同傾角的斜面滑下，在水平面滑行的距離大致相同，比擬物體在不同傾角的斜面的速度變化的不同點是什么？從而提出速度變化有快慢之分。在學習中以下兩個問題值得思考。其一，加速度不是表示速度的增加，也不是速度的變化，而是速度變化的快慢。其二，加速度的大小與速度的大小沒有任何直接關系，高速公路上高速勻速行駛的汽車，它的加速度為零。這兩個問題，可以和同學用課堂討論的方式進行。四、加速度學習思考一輛汽車用10s的時間從0km/h增高到108km/h〔也就是平時說的30m/s〕的速度，如果是勻加速，那么加速度就是3m/s2，這輛汽車遇到特殊情況時，從108km/s開始剎車，4s停下來，那么此時的加速就是7.5m/s2。上面這輛汽車在加速階段，加速度是3m/s2，那么第一秒末是3m/s，第二秒末是6m/s，第三秒末是9m/s……第十秒末就是30m/s，就是108km/h。在剎車階段，加速度是7.5m/s2，從30m/s開始剎車，剎車第一秒到達22.5m/s，第二秒末到達15m/s，第三秒末到達7.5m/s，第四秒末到達0，停下來。這就很好的解釋了為什么在高速公路上為什么要不能超速，為什么要控制車距。通過理論的學習延展到現(xiàn)實中來，學以致用，更能顯示出學習的樂趣。通過對加速度的學習，就知道了為什么宇航員在進入太空或者返回地面的時候，一定要采用躺著的姿勢了，當航天器在升空或者返回地面的過程中，會產(chǎn)生相當大的加速度〔最大會可達8g〔g=9.8m/s2〕，高重力加速度對人的身體會產(chǎn)生不良作業(yè)，甚至可能產(chǎn)生危險，人體的姿勢與所能承受的加速度有關：當人的身體與加速度的方向垂直時，人可以承受15g的加速度到達幾分鐘，如果身體順著加速度方向，只能承受6g的加速度。深入思考：牛頓運動學第二定律認為，a=F/m，F(xiàn)為物體所受合外力，m為物體的質(zhì)量。力是改變物體運動狀態(tài)的條件，而加速度那么是描述物體運動狀態(tài)的物理量。加速度與速度無必然聯(lián)系，加速度很大時，速度可以很小，速度很大時，加速度也可以很小。從微分的角度來看，加速度是速度對時間求導，是v-t圖像中的斜率。當加速度與速度方向在同一直線上時，物體做變速直線運動，