
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識與技能
(1)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、符號和單位,能用加速度公式進(jìn)行定量計(jì)算。
(2)知道加速度是矢量。知道加速度與速度、速度變化量的區(qū)別和聯(lián)系,會根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動。
(3)初步了解加速度的測量方法。
(4)理解勻變速直線運(yùn)動的含義,能從勻變速直線運(yùn)動的圖像理解加速度的意義。
2.過程與方法
(1)將生活中的實(shí)際上升到物理概念,理解物理與生活的聯(lián)系,初步了解如何描述運(yùn)動。通過事例,引出生活中物體運(yùn)動的速度存在加速和減速的現(xiàn)實(shí),提出了描述物體運(yùn)動速度變化的快慢,引入了加速度的必要性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
(2)幫助學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù),歸納總結(jié)得出加速度。
(3)教學(xué)中從速度—時間圖像的角度看物體的加速度,主要引導(dǎo)學(xué)生看傾斜直線的“陡度”(即斜率),讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會應(yīng)用數(shù)據(jù)求加速度。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)利用生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生的求知欲,激勵其探索精神。
(2)理解加速度的意義,培養(yǎng)學(xué)生區(qū)分事物的能力及學(xué)生的抽象思維能力。
(3)通過加速度的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的生活經(jīng)歷與體驗(yàn)出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn):
(1)加速度的概念及物理意義;
(2)區(qū)別速度、加速度、速度變化量。
(3)掌握用圖像描述加速度的方法。
教學(xué)難點(diǎn):
(1)理解加速度的概念,樹立變化率的思想。
(2)加速度方向的理解。
(3)利用圖像來分析加速度的相關(guān)問題。
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
不同的物體運(yùn)動快慢往往不同,只用速度的大小或速度變化大小,能準(zhǔn)確的描述物體的運(yùn)動嗎?
出示圖片:火車和汽車
設(shè)置問題:火車內(nèi)速度
汽車內(nèi)速度
教師總結(jié):它們的速度都達(dá)到了,速度的變化都是從0達(dá)到。但是由于所用時間不同,顯然運(yùn)動情況不同,這兩種情形的本質(zhì)區(qū)別是“速度變化的快慢”不同,要想描述物體速度變化的“快慢”需要引入新的物理量——加速度。
二、講授新課
(一)加速度
思考討論:兩個物體速度變化相同,所用時間短的當(dāng)然速度變化得快。如果兩個物體速度變化不同,所用時間也不同,怎樣比較它們速度變化的快慢呢?
教師總結(jié):比較位置變化的快慢,用位移除以時間。同理,要比較速度變化的快慢,也可以用速度的變化量除以時間來表示速度變化的快慢。
1.加速度:物理學(xué)中把速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間之比,叫作加速度。
通常用??表示。
2.加速度是描述速度變化快慢即速度的變化率。
3.定義式:
??___加速度;
___速度在時間內(nèi)的變化量;
___初速度
___末速度
4.在國際單位制中,加速度的單位是米每二次方秒;符號是或
5.矢量性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向。
思考討論1:速度大,加速度一定大嗎?請舉例說明。
速度大,加速度不一定大。
速度大:表示物體運(yùn)動得快,位置變化快。
加速度大:表示單位時間內(nèi)速度的變化量大
例如:在高速公路上以勻速行駛的汽車,汽車速度較大,但加速度為零。
出示圖片:高速行駛的汽車
勻速行駛:
速度大小無變化
思考討論2:速度變化量大,則加速度一定大?
速度變化量大:表示初速度與末速度的差值大,即:大。加速度表示大,所以速度變化量大,加速度不一定大。
思考討論3:加速度大,而速度小,有可能嗎?
有可能,例如車啟動時加速度可以很大,若時間較短,速度可能比較小。
總結(jié):速度v、速度變化量和加速度三者之間無必然聯(lián)系,??只與整體有關(guān)。
典型例題
例1:下列關(guān)于加速度的說法中正確的是( )
A.速度越大,加速度一定越大;
B.速度為零,加速度一定為零
C.速度變化越快,加速度一定越大
D.速度變化越大,加速度一定越大
答案:C
【解析】本題考查了加速度的知識點(diǎn),意在考查學(xué)生的理解能力。
速度大,速度變化不一定快,則加速度不一定大,選項(xiàng)A錯誤;
速度為零時,物體的加速度不一定為零,如自由落體運(yùn)動開始下落點(diǎn)的位置,選項(xiàng)B錯誤;
由加速度的定義式可知,速度變化越快,加速度一定越大,選項(xiàng)C正確;速度變化越大,如果時間很長,
則加速度不一定越大,選項(xiàng)D錯誤.綜上本題選C。
思考討論:物體有加速度時,速度就增大,這種說法對嗎?
這種說法不正確,有加速度時,速度可能增加也可能減小,這主要看速度方向和加速度方向之間的關(guān)系。
現(xiàn)在我們就來討論比較簡單的做直線運(yùn)動的物體加速度的方向。
(二)加速度的方向
1.加速直線運(yùn)動
如圖加速度??的方向與初速度的方向相同此時大于小車做加速直線運(yùn)動。速度變化量的方向與加速度的方向相同
2.減速直線運(yùn)動
如圖加速度??的方向與初速度的方向相反此時小于此時小車做減速直線運(yùn)動。
典型例題
例2:關(guān)于速度、速度改變量、加速度,下列說法正確的是( )
??.物體運(yùn)動的速度改變量很大,它的加速度一定很大
B.速度很大的物體,其加速度可以很小,甚至可能為零
C.加速度為正,運(yùn)動物體的速度一定增加
D.物體做加速直線運(yùn)動,但加速度可能減小
答案:BD
【解析】根據(jù)可知加速度??由速度的變化量和速度發(fā)生改變所需要的時間共同決定,雖然大,但更大時,??可以很小,故??錯誤;
根據(jù)可知物體的加速度就是速度的變化率,與物體的速度的大小無關(guān),所以即使物體的速度很大,但速度的變化率很小,其加速度也很小,若保持勻速,則加速度為零,故B正確;
當(dāng)加速度與速度方向相同時,物體的速度增加,當(dāng)加速度與速度方向相反時,物體的速度減小,與加速度的正負(fù)無關(guān),故C錯誤;
當(dāng)加速度與速度方向相同時,物體的速度增加,但當(dāng)速度的變化率在減小時,加速度在減小,故D正確;故選BD。
總結(jié):在變速直線運(yùn)動中,??與的方向相同則加速,??與的方向相反則做減速直線運(yùn)動,與加速度的正負(fù)無關(guān)。加速度的方向與初速度、末速度的方向沒有任何關(guān)系;但是,加速度的方向與速度變化量的方向總是一致的。
3.加速度的增減與速度增減的關(guān)系
(1)在直線運(yùn)動中若??與v方向相同,表示是加速運(yùn)動;
①當(dāng)??增大時,表示物體速度增加得越來越快;
②當(dāng)??減小時,表示物體速度增加得越來越慢;
③當(dāng)??不變時,表示物體速度勻速增加;
總結(jié):只要??與v方向相同,不論??是變大還是變小或是不變,v一定增大。
(2)在直線運(yùn)動中若??與v方向相反,表示是減速運(yùn)動
①當(dāng)??增大時,表示物體速度減小得越來越快
②當(dāng)??減小時,表示物體速度減小得越來越慢
③當(dāng)??不變時,表示物體速度勻速減小
總結(jié):只要??與v方向相反,不論??是變大還是變小或是不變,v一定減小
思考討論:日常生活中一般只有籠統(tǒng)的“快”和“慢”,這里有時指的是速度,有時模模糊糊地指的是加速度。你能分別舉出這樣的例子嗎?
參考答案:你看我開車多快,時速表都指示180了。(指速度)
“一掛高檔,—踩油門,忽的一下,時速表就從20變到40”表達(dá)了一種對加速度的模模糊糊的認(rèn)識。因?yàn)椤昂龅囊幌隆闭f明他考慮到了時間在其中的作用,可認(rèn)為是加速度。
(三)加速度的測量方法
1.用打點(diǎn)計(jì)時器測加速度
用打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡,求得了兩個不同時刻和的速度和,則加速用公式即可求出加速度。
2.用光電門測加速度
在相近的位置固定兩個光電門,分別測量出小車通過這兩個光電門時的瞬時速度和,以及在兩個光電門間的運(yùn)動時間,則這段時間內(nèi)有,只要兩個光電門距離足夠小,則足夠短,就可以認(rèn)為小車在這段時間內(nèi)保持以這個加速度運(yùn)動。
(四)從圖像看加速度
思考討論:由圖像能知道物體的加速度嗎?
如圖:小三角形水平的直角邊代表時間間隔,豎直直角邊代表速度的變化量。
與的比為加速度,其比值為該直線的斜率
圖像的斜率就是加速度
A物體的加速度為___________
B物體的加速度為___________。
答案:
越靠近縱軸斜率越大,即加速度越大。
A的加速度大于B的加速度
例3:如圖的圖像,請說出A、B、C圖像的加速度的大小和方向。
、與規(guī)定的正方向相同,與規(guī)定的正方向相反
總結(jié):圖線的斜率表示加速度,圖線的傾斜程度反映加速度的大?。?br>斜率為正,表示加速度與所設(shè)正方向相同;
斜率為負(fù),表示加速度方向與所設(shè)正方向相反;
三、主題探究,突破重點(diǎn)
(一)主題一:加速度
【問題探究】
探究點(diǎn):2018年元旦前夕,石家莊至濟(jì)南高鐵正式開通運(yùn)營,兩地旅行時間從原來最快約4個小時縮短到約2個小時,標(biāo)志著我國“四縱四橫”高鐵網(wǎng)中的“四橫”完美收官。
下列三種車輛起步后,經(jīng)不同的時間達(dá)到了不同的速度。
(1)哪種列車速度變化大?
(2)哪種列車速度增加得快?請說明原因。
(3)“速度(v)大”“速度變化()大”和“速度變化得快”的意義相同嗎?
(4)物體的速度很大,加速度一定很大嗎?
(5)物體的速度變化大,加速度一定很大嗎?
(6)物體的速度變化快,加速度一定很大嗎?
提示:(1)K字頭快車速度變化大.
(2)G字頭動車速度增加得快,因?yàn)椋?br>G字頭動車內(nèi)速度增加
T字頭特快車內(nèi)速度增加
K字頭快車內(nèi)速度增加
,所以G字頭動車速度增加得快。
(3)“速度(v)大”“速度變化()大”和“速度變化得快”的意義不同.
(4)速度v大表示物體運(yùn)動得快,加速度a不一定大,如飛機(jī)勻速飛行時的速度很大,a卻等于零;v小,a也不一定小,如射擊時火藥爆炸瞬間,子彈的速度v可以看作零,這時加速度a卻很大。
(5)速度變化大,即大,加速度a卻不一定大,如列車由靜止到高速行駛,其速度變化量很大,但經(jīng)歷的時間也很長,所以加速度并不大。
(6)速度變化得快,表示單位時間內(nèi)速度變化大,即加速度大.
探究總結(jié)
1.速度v、速度變化量和加速度a的比較
2.速度v、速度變化量和加速度a的關(guān)系
(1)速度的變化量與速度的大小v無必然的聯(lián)系。
(2)加速度的大小與速度的大小及速度變化量的大小都無必然聯(lián)系。
知識鏈接:物體的速度為0,加速度不一定為0。
百米賽跑的運(yùn)動員起跑瞬間,速度為0,但是速度變化得快,加速度不為0。
典例示范
例1關(guān)于速度、速度的變化量、加速度,下列說法正確的是( )
A.物體運(yùn)動時,速度的變化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物體,其加速度不可能為零
C.某時刻物體的速度為零,其加速度不可能很大
D.加速度方向一定與速度變化量的方向相同
解析:根據(jù)加速度的定義式,如果物體的速度變化大,但所需時間更長的話,物體速度的變化率可能很小,則加速度就會很小,A錯誤;運(yùn)動物體的速度很大,其加速度可能為零,例如勻速直線運(yùn)動,B錯誤;運(yùn)動物體的速度為零,其加速度可能很大,如剛開始發(fā)射的火箭,C錯誤;根據(jù)加速度的定義式,可以知道a與方向相同,D正確.
答案:D
例2:(1)高速列車過橋后沿平直鐵路勻加速行駛,經(jīng)速度從提高到,求列車加速度的大小。
(2)沿光滑水平地面以運(yùn)動的小球,勻速運(yùn)動后垂直撞到墻上,撞墻后以原速率大小反彈,與墻壁接觸時間為,求小球與墻壁相碰過程中加速度的大小。
解析:
規(guī)定以初速度方向?yàn)檎较?,則
(1)對列車,,,則
。
(2)對小球,,球與墻相作用的時間,則
。
答案:(1)(2);方向與初速度方向相反
知識鏈接:計(jì)算加速度的步驟
(1)直線運(yùn)動中一般規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颉?br>(2)根據(jù),求得。
(3)找到發(fā)生對應(yīng)的時間。
(4)應(yīng)用計(jì)算加速度,并對a正負(fù)的含義做出說明。
主題二:加速度方向與速度方向的關(guān)系
問題探究
探究點(diǎn):山東菏澤城區(qū)新增的100輛新能源公交車全部投入使用,6條公交線路完成開通。
某公交車出站時的加速度是,進(jìn)站時的加速度也是,進(jìn)站和出站時的加速度大小是相等的。
(1)出站時速度怎樣變化?
(2)進(jìn)站時速度又是怎樣變化的呢?
(3)進(jìn)站和出站時速度的變化情況一樣嗎?
(4)加速度的方向與速度改變量的方向有什么關(guān)系?
(5)若物體的加速度逐漸減小,速度一定減小嗎?若物體的加速度逐漸增大,速度一定增大嗎?
提示:(1)汽車出站時速度增大。
(2)進(jìn)站時速度減小。
(3)出站時的加速度和進(jìn)站時的加速度雖然大小相等,但是汽車速度的變化情況是相反的。
(4)加速度的方向與速度改變量的方向相同。
(5)不一定。若加速度a與初速度同向,則物體做加速直線運(yùn)動,這時若a逐漸減小,只是說明v增加得慢了;若加速度a與初速度反向,則物體做減速直線運(yùn)動,這時若a逐漸增大,只是說明v減小得快了。
知識鏈接:
物體運(yùn)動性質(zhì)的四種情況
(1)a、v都為正或都為負(fù)時,物體做加速直線運(yùn)動。
(2)a、v一正一負(fù)時,物體做減速直線運(yùn)動。
探究總結(jié)
1.物體做加速運(yùn)動或減速運(yùn)動的判斷
根據(jù)a、方向間的關(guān)系判斷:a、同向,做加速運(yùn)動;a、反向,做減速運(yùn)動.具體情況概括如下:
(1)a、同向,v增大(加速運(yùn)動)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a不變,v均勻增大,a增大,v增加變快,a減小,v增加變慢))
(2)a、反向,v減?。p速運(yùn)動)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a不變,v均勻減小,a增加,v減小變快,a減小,v減小變慢))
2.“加速度”的幾個不一定
(1)物體的速度大,其加速度不一定大。
(2)物體的速度變化大,其加速度不一定大。
(3)物體的速度為0時,其加速度也不一定為0。
例如:機(jī)車啟動時,速度等于0,如果加速度也為0,那么機(jī)車將無法啟動。
(4)物體的加速度不斷減小,物體的速度不一定減小。
(5)物體的加速度不斷增大,物體的速度不一定增大。
(6)物體的速度大小不變,物體的加速度不一定為0。
(7)物體的加速度方向不一定總是與速度的方向相同或相反。
物體的加速度與物體速度變化的方向一致,與速度方向無關(guān)。
典例示范
例3:一物體的初速度為,加速度為,它表示( )
A.物體的加速度方向與速度方向相同,而物體的速度在減小
B.物體的加速度方向與速度方向相同,而物體的速度在增大
C.物體的加速度方向與速度方向相反,而物體的速度在減小
D.物體的加速度方向與速度方向相反,而物體的速度在增大
解析:物體的初速度為正值,表明速度方向與規(guī)定正方向同向,加速度為負(fù)值,表明加速度方向與規(guī)定的正方向相反,因此,加速度方向與速度方向相反,物體做減速運(yùn)動,C選項(xiàng)正確。
答案:C
知識鏈接:
只要加速度方向和速度方向相同,就是加速;加速度方向和速度方向相反,就是減速。這與加速度的變化和加速度的正、負(fù)無關(guān)。
主題三:從圖像看加速度
問題探究
探究點(diǎn)
如圖所示是甲、乙兩個質(zhì)點(diǎn)的速度—時間圖像。
(1)試求出甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的加速度。
(2)試說明圖像中圖線的“陡”和“緩”與加速度有什么關(guān)系?
提示:(1)
(2)由第(1)問知甲的加速度大于乙的加速度,由圖像可以直觀地看出,甲的圖線比乙的圖線“陡”,所以通過比較圖線的“陡”“緩”就可以比較加速度的大小。在同一個圖像中,圖線“陡”的加速度較大。
探究總結(jié)
1.圖像的斜率大小表示加速度大小:如圖所示的圖像中,圖線的傾斜程度(斜率)表示物體的加速度.斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越??;斜率為零,加速度為零,即速度保持不變。
2.斜率的正負(fù)表示加速度的方向:斜率為正,表示加速度的方向與初速度方向相同;斜率為負(fù),表示加速度的方向與初速度方向相反。
知識鏈接:
根據(jù)圖像判斷技巧:根據(jù)圖像,看隨著時間的增加,速度的大小如何變化,若越來越大,則加速,反之則減速.解答本題要把握以下四點(diǎn):
(1)運(yùn)動的方向看速度的正負(fù);
(2)運(yùn)動的快慢看速度的大小;
(3)速度大小的比較看同一時刻縱坐標(biāo)的大??;
(4)加速度的大小看圖線的斜率.
典例示范
例4
A、B兩物體在同一直線上做變速直線運(yùn)動,它們的速度—時間圖像如圖所示,則( )
A.A、B兩物體的運(yùn)動方向一定相反
B.內(nèi)A比B物體運(yùn)動得快
C.時,A、B兩物體的速度相同
D.A物體的加速度比B物體的加速度大
解析:A錯:兩物體的速度都為正值,所以運(yùn)動方向相同。B錯:內(nèi),B的速度大,B運(yùn)動得快,內(nèi),A的速度大,A運(yùn)動得快。C對:時,A、B兩物體的速度都為,所以兩物體的速度相同。D錯:從圖像上可以看出,B的斜率比A的斜率大,所以B的加速度大于A的加速度。
答案:C
易錯提醒
根據(jù)圖像判斷物體運(yùn)動的兩個易錯點(diǎn)
(1)誤認(rèn)為圖線斜向上物體就做加速運(yùn)動.如圖所示,物體做減速運(yùn)動。
(2)誤認(rèn)為跨過t軸的傾斜直線前后兩段加速度大小相等方向相反。如圖所示,和物體加速度大小相等方向相同。
四、課堂練習(xí)
1.位移是描述物體_______變化的物理量,加速度是描述物體_________快慢的物理量。
答案:位置;速度變化
2.做勻加速運(yùn)動的火車,在內(nèi)速度從增加到,
則火車的加速度大小為______;汽車緊急剎車時做勻減速運(yùn)動,在內(nèi)速度從減小到零,則汽車的加速度的大小為______。
答案:0.255
3.下列說法中正確的是( )
A.加速度就是增加的速度
B.加速度反映了速度變化的快慢
C.加速度反映了速度變化的大小
D.速度越小,加速度就越小
答案:B
4.關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是( )
A.加速度大的物體,速度一定大
B.由可知:??的方向與的方向相同,??的大小與成正比
C.速度增大時,加速度一定增大
D.速度不變時,加速度一定為零
答案:D
5.甲、乙兩車在路口等候綠燈。綠燈亮后,兩車同時由靜止加速。甲車經(jīng)過加速到后做勻速運(yùn)動,乙車經(jīng)過加速到后做勻速運(yùn)動。若將兩車的加速過程均視為勻加速直線運(yùn)動,對于兩車加速過程中的加速度大小,下列說法中不正確的是( )
A.甲車的加速度大于乙車的加速度
B.甲車的加速度小于乙車的加速度
C.甲、乙兩車的加速度大小相等
D.根據(jù)已知條件,無法判斷甲、乙兩車加速度的大小關(guān)系
答案:ACD
拓展提高
1.排球運(yùn)動員把球擊出,撞到網(wǎng)后沿反方向彈回,已知撞前速度大小,撞后速度大小,撞擊時間,則此撞網(wǎng)過程中排球速度變化量的大小為_______,如果按照勻變速運(yùn)動處理,此過程中加速度大小為_______。
答案:15
30
2.關(guān)于速度、速度變化、加速度三者的關(guān)系下列說法正確的是( )
A.速度變化越大,加速度越大
B.速度變化得越快,加速度越大
C.速度越大,加速度越大
D.加速度的方向與速度變化的方向相同
答案:BD時間
速度
G字頭動車
T字頭特快車
K字頭快車
相關(guān)量比較項(xiàng)
速度v
速度變化量
加速度a
物理意義
描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量,狀態(tài)量
描述物體速度改變大小及方向的物理量,過程量
描述物體速度變化快慢及方向的物理量,狀態(tài)量
定義式
或
或
單位
方向
質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向
與的方向可能相同,也可能相反
與的方向相同
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊4 速度變化快慢的描述——加速度教案,共7頁。教案主要包含了加速度,從v-t圖象看加速度等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理人教版 (新課標(biāo))必修15 速度變化快慢的描述──加速度教案及反思,共6頁。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份魯科版 (2019)第4節(jié) 加速度教學(xué)設(shè)計(jì)及反思,共6頁。教案主要包含了教材分析,教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng),教學(xué)重難點(diǎn),教學(xué)過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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