人教版高中物理必修第一冊(cè)：1.4 速度變化快慢的描述 加速度教案

1.4速度變化快慢的描述——加速度

〖教材分析〗

加速度是整個(gè)高中物理十分重要的內(nèi)容，貫穿高中三年，具體的和牛頓第二定律緊

密相連。由于加速度知識(shí)和其他的知識(shí)聯(lián)系緊密，在運(yùn)動(dòng)分析中經(jīng)常會(huì)用到它，第二章

的學(xué)習(xí)更是以加速度為核心的學(xué)習(xí)，所以本節(jié)課是本章內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。加速度與生

活的聯(lián)系不多，學(xué)生無法收獲足夠的感性認(rèn)識(shí)，這就給他們理解和學(xué)習(xí)加速度帶來一定

的難度。本節(jié)課主要是幫助學(xué)生理解概念，在腦海里建立起相應(yīng)的物理模型和物理概念，

為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗

物理觀念：理解加速度的概念。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)單位。

科學(xué)思維：通過加速度概念的建立過程和加速度定義式的得出過程，了解和體會(huì)比

值定義法在科學(xué)研究的應(yīng)用。

科學(xué)探究：列舉生活中速度變化的例子，感受速度變化、速度變化快慢與位置變化

及其變化快慢是兩件有不同的物理意義的事件，認(rèn)識(shí)引入加速度概念的物理意義。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：對(duì)自然界有好奇心，善于區(qū)分事物的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生

的審美情感。

〖教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)〗

重點(diǎn)：1、加速度概念的建立

2、加速度是速度的變化率，它描述速度變化的快慢和方向。

3、速度——時(shí)間圖像看加速度，理解斜率的大小等于加速的大小。

難點(diǎn)：1、由區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率。

2、由速度時(shí)間圖像分析加速度的相關(guān)問題。

〖教學(xué)方法〗

主要采用案例分析法、類比法、引導(dǎo)啟發(fā)法、分組討論法等教學(xué)方法。

〖教學(xué)準(zhǔn)備〗

多媒體課件。

〖教學(xué)過程〗

一、新課引入

一輛小汽車在10s內(nèi)，速度從0達(dá)到100km/h，一列火車在300s內(nèi)速度也從0達(dá)到

100km/h。雖然汽車和火車速度都從0達(dá)到100km/h，但是它們的運(yùn)動(dòng)情況顯然不同。你

覺得用“速度大”或“速度變化大”能描述這種不同嗎？如果不能，應(yīng)該怎樣描述呢？

列表：羅列初末速度，發(fā)現(xiàn)他們初末速度是一樣的，所以速度的變化是一樣，只能

看時(shí)間，一個(gè)變化相同的速度用時(shí)多，一個(gè)少。

問題：應(yīng)該如何描述，它們?cè)诩铀傩阅艿奶匦阅兀?/p>

小汽車和火車的速度都在增加，或者說兩者都在做變速運(yùn)動(dòng)，并且它們的“速度變

化”相同，但所用的時(shí)間不同。這兩種情形的本質(zhì)區(qū)別是“速度變化的快慢”不同?？?/p>

來“速度變化的快慢”是一個(gè)不同于“速度”的概念。

我們知道位置的變化叫做位移△x=x2-x1即末位置坐標(biāo)減初位置坐標(biāo)，它是一個(gè)矢

x

量；位置變化的快慢叫做速度v，同樣的也是矢量。那么我們類比速度的變化，它

t

沒有專門的稱謂，△v=vt-vo末速度減初速度，也是個(gè)矢量；速度變化的快慢用什么來

v

描述呢？為此我們引入新的的物理量加速度，和前面的類比得a也是個(gè)矢量，我們

t

發(fā)現(xiàn)一路下來都是矢量。

在這里，我們用兩個(gè)物理量（速度的變化量和時(shí)間）之比定義了一個(gè)新的物理量—

—加速度，它的物理意義與原來的兩個(gè)物理量不同。用物理量之比定義

新的物理量是物理學(xué)中常用的方法。

教學(xué)設(shè)計(jì)說明：加速度的概念是非常難以理解的，通過類比的方法逐步進(jìn)入加速度

概念上來，知識(shí)速度的變化沒有專有的物理對(duì)應(yīng)，顯得比較牽強(qiáng)。創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)

探究動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生思考問題。

二、新課教學(xué)

（一）加速度

1、定義:速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間之比。

v

2、大?。篴（定義式，不是比例關(guān)系）

t

△v表示速度的變化。如果用v0表示初速度，vt表示末速度，則△v=vt-vo所以有：

vtv0

a如果再把時(shí)間的變化用△t=t2-t1（末時(shí)刻減初時(shí)刻）來表示則有：

t

vv

at0。

t2t1

3、方向:加速度是矢量，方向是△v的方向。

4、物理意義:描述物體速度變化的快慢的物理量。

5、單位:在國(guó)際單位制中，加速度的單位是米每二次方秒，符號(hào)是m/s2或m·s-2。

課堂練習(xí)：例1：一列動(dòng)車在離開車站加速行駛中，用了100s使速度由72km/h增

加到了144km/h。求動(dòng)車的速度變化了多少？動(dòng)車的加速度為多少？

解：先把單位轉(zhuǎn)化為國(guó)際單位。應(yīng)用我們轉(zhuǎn)化方法，分子1km等于1000m，分子

小時(shí)轉(zhuǎn)成60×60s，則：

721000m

72km/h==20m/s，這個(gè)稱為初速度。

6060s

1441000m

144km/h==40m/s這個(gè)稱為末速度；應(yīng)用速度變化的公式，末速度減初

6060s

速度得

△v=vt-vo=40m/s-20m/s=20m/s

v20m/s

加速度為：a=0.2m/s2

t100s

教學(xué)設(shè)計(jì)說明：復(fù)習(xí)速度單位的轉(zhuǎn)換，有利于學(xué)生做題目，求解速度的變化量，以

及加速度的求解，有助于學(xué)生書寫規(guī)范，了解解題步驟。

前面火車和汽車都是加速運(yùn)動(dòng)，除了加速運(yùn)動(dòng)外，還有減速運(yùn)動(dòng)，即通常說的剎車。

那這兩者的加速度反方向有什么不同呢？現(xiàn)在討論做直線運(yùn)動(dòng)的物體加速度的方向。通

過多媒體課件動(dòng)圖展示：剎車運(yùn)動(dòng)。

（二）加速度的方向

在直線運(yùn)作中速度增加的情況下，汽車原來的速度是v初，經(jīng)過一小段時(shí)間

△t之后，速度變v末。為了在圖中表示加速度，我們以原來的速度v初的箭頭端為起點(diǎn)，

以后來的速度v末的箭頭端為終點(diǎn)，作出一個(gè)新的有向線段，它就表示速度的變化量。

設(shè)初速度是這樣長(zhǎng)，因?yàn)槭羌铀龠\(yùn)動(dòng)，那么末速度的有向線段必然初速度的長(zhǎng)，速度的

變化則是這樣的。加速度類似于拉力，拉著車前進(jìn)。

同理汽車減速的情況：加速度類似于阻力，向后拉著車，阻礙前進(jìn)。

v

由于加速度a，所以加速度a的方向與速度的變化量的△v方向相同?！鱲確

t

定了的方向，也就確定了加速度a的方向。

從圖中可以看出，汽車在直線運(yùn)動(dòng)中，如果速度增加，即加速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向

與初速度的方向相同；如果速度減小，即減速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與初速度的方向相反。

歸納總結(jié)：

①加速度的方向與△v的方向相同，由△v決定的。

②加速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與初速度的方向相同；

③減速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與初速度的方向相反。

課堂練習(xí)：例2、一個(gè)物體在水平面上向東運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為20m/s，然后

開始減速，2min后該物體的速度減小為0。求物體的加速度大小及方向。

解：初速度v0=20m/s，末速度vt=0，所以有

v20m/s2

△v=vt-vo=0-20m/s=-20m/s，加速度為：a=0.167m/s

t260s

答：物體的加速度大小為0.167m/s2，方向與初速度方向相反，向西。

教學(xué)設(shè)計(jì)說明：加速度方向是一個(gè)比抽象的概念，它與速度的變化量方向相同，由

后邊的牛二定律的合力決定方向，這里簡(jiǎn)單的討論它和初速度的方向問題，

先給學(xué)生建立一個(gè)基本的加速和減速的時(shí)候，加速度是一種怎么樣的存在。

思考與討論：對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體而言，可以問“它運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)”，這是路程或位移的概

念；也可以問“它運(yùn)動(dòng)得多快”，這是速度的概念。然而，在生活用語中，卻沒有與加

速度對(duì)應(yīng)的詞語。日常生活中一般只有籠統(tǒng)的“快”和“慢”，這里有時(shí)指的是速度，

有時(shí)模模糊糊地指的是加速度。你能分別舉出這樣的例子嗎?

通過多媒體課件動(dòng)圖展示：飛機(jī)和打球、捕獵動(dòng)圖。生活中的加速度表示機(jī)動(dòng)性，

在動(dòng)物身上加速度表示靈敏性。

課堂練習(xí)：例3、小型轎車從靜止開始加速到100km/h，所用的最短時(shí)間，是反應(yīng)汽車

性能的重要參數(shù)。A、B、C三種型號(hào)的轎車實(shí)測(cè)的結(jié)果分別為11.3s、13.2s、15.5s。

分別計(jì)算它們?cè)跍y(cè)試時(shí)的加速度有多大。

1001000m

解：初速度v0=0，末速度vt=100km/h，所以有100km/h==27.78m/s。

6060s

△v=vt-vo=27.78m/s-0=-27.78m/s，

v27.78m/s

加速度為：a=2.47m/s2

At11.3s

22

同理：aB=2.11m/s，aC=1.79m/s。

答：計(jì)算發(fā)現(xiàn)A車的性能最好。

教學(xué)設(shè)計(jì)說明：增加課后習(xí)題，有助于學(xué)生做筆記。也能很好的理解加速度在生活

的實(shí)例應(yīng)用，使學(xué)生建立更加廣泛感性認(rèn)識(shí)。

（三）從v-t圖像看加速度

v-t圖像反映的是物體的速度隨時(shí)間變化的情況。你認(rèn)

為由v-t圖像能知道物體的加速度嗎？

它們?cè)谧鍪裁催\(yùn)動(dòng)？a、b圖都在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

C圖在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

E、F兩點(diǎn)表示的時(shí)刻和速度分別為t1、t2和v1、v2。從圖中可以看出，小三角形的

一條直角邊代表時(shí)間間隔為△t，另一條直角邊代表速度的變化量△v，△v與△t的比值

為加速，其比值為該直線的斜率。因此由v-t圖像中的圖線的傾斜程度可以判斷加速度

的大小。物體A的加速度比物體B的大。

歸納總結(jié)：

①根據(jù)圖線的傾斜方向可以判斷加速度的方向。

②由圖線的傾斜程度可以判斷加速度的大小。

生活中做變速運(yùn)動(dòng)的物體很多，它們的加速度的大小也各不相同，有時(shí)差異還很大。

下表為一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度。

由表可以看出加速度有正值也有負(fù)值，正的是加速運(yùn)動(dòng)，負(fù)的是減速運(yùn)動(dòng)。

a恒定：①當(dāng)a＝0時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止；

②當(dāng)a＞0時(shí)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；

③當(dāng)a＜0時(shí)，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

科學(xué)漫步：變化率

描述變化快慢的量就是變化率。通過多媒體課件動(dòng)圖展示：飛機(jī)和機(jī)槍動(dòng)圖。

①速度大，加速度不一定大。

②速度小，加速度也可以很大。

教學(xué)設(shè)計(jì)說明：增加速度的大小和加速度的大小的關(guān)系，有助于區(qū)分加速度和速度

的關(guān)系。摒除加速度是另外一種速度的誤解。

課堂練習(xí)：例4：三條直線a、b、c描述了A、B、C三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。先初步判斷

一下哪個(gè)物體的加速度最大，再根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算它們的加速度，并說明加速度的方

向。

分析：斜率表示加速度，加速度向右上方傾斜，加速度為正，向右下方頃斜加速度

為負(fù)；所以a、b做加速運(yùn)動(dòng)，c做減速運(yùn)動(dòng)，加速度最大即斜率最大最陡峭的物體是a。

v2.5m/s0

加速度為：a=0.625m/s2

at6s2s

v2.5m/s2m/s

a=0.083m/s2

bt6s

v02m/s

a=0.25m/s2

ct8s

STSE

交通工具與社會(huì)發(fā)展（閱讀）

〖板書設(shè)計(jì)〗

1.4速度變化快慢的描述——加速度

速度的變化△v=vt-vo（末速度減初速度）（矢量）

一、加速度1、定義:速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間之比。