第一章 E 速度变化的快慢 加速度
执教：上海市洋泾中学 吴宝贵
一、任务分析
加速度是物理学中非常重要的概念，在匀变速直线运动中的重要性不言而喻，在牛顿运动定律中，是联系力和运动关系的桥梁和纽带，其作用也非常重要。
学习本节知识需要以速度的概念、比值定义方法，s-t图像的物理意义为基础；会用DIS得到运动物体的s-t图像和v-t图像，会用DIS求图像的斜率等知识和技能为基础。
以实例创设情景，通过对设问的讨论，引入如何描写速度变化的快慢问题，使学生理解引入加速度的物理意义，为建立加速度的概念作铺垫。
回顾用比值的方法定义瞬时速度的过程，通过类比，结合v-t图像，用比值的方法定义加速度，并通过DIS实验测定加速度的大小，加深对加速度概念的认识。
从矢量的角度，通过加速度是否有方向和如何确定加速度的方向的讨论，通过实例的分析、讨论，得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向。
通过实例的讨论，进一步理解加速度的概念。
本节课的教学要求学生主动参与，通过讨论、DIS实验建立概念的过程中，让学生感受到分析、比较、归纳、演绎等科学方法的应用，感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）理解速度的变化和速度变化快慢的区别。
（2）理解加速度的概念，知道加速度的方向始终跟速度改变的方向一致。
（3）学会在DIS实验中得出v - t图像，理解用v - t图像斜率求得加速度的方法。
2、过程与方法
（1）通过定义加速度的过程，认识类比的方法和用比值定义物理量的方法。
（2）通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，感受到分析、比较、推理等科学方法。
3、情感、态度与价值观
（1）通过运用DIS实验测定加速度，感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。
（2）通过介绍我国汽车工业发展的概况和飞速发展的交通事业，激发民族自豪感和自信心。
三、教学重点、难点
重点：加速度的概念及物理意义。
难点：加速度的方向。
四、教学资源
位移传感器、数据采集器、计算机辅助系统；有关介绍车辆起动加速的视频资料和文字资料
五、教学设计思路
本设计包括速度变化快慢和加速度两部分内容。
本设计的基本思路是：以DIS实验、多媒体课件演示和实例分析为基础，以学生讨论、教师点拨为基本方法，通过对实例情景的讨论，引人如何描写速度变化的快慢问题，为建立加速度的概念作铺垫；通过与应用比值定义的方法定义速度相类比，结合v-t图像，应用比值定义的方法定义加速度；从矢量的角度，通过实例的分析、讨论，得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向结论。
本设计要突出的重点是：加速度的概念及物理意义。方法是：以实例创设情景，通过讨论，明白在涉及变速直线运动的实际问题中，更重要的是速度变化快慢的问题，建立加速度概念作准备；应用类比的方法，通过应用比值定义瞬时速度的过程的回顾，结合v-t图像，应用比值的方法定义加速度，并通过DIS实验，用求v-t图像斜率的方法测定加速度的大小，加深对加速度概念的认识；利用从DIS实验得到的v-t图像，讨论v、Δv及Δv/Δt 的物理意义，并与加速度a的概念比较，进一步理解加速度的物理意义。
本设计要突破的难点是：加速度的方向。方法是：从矢量的角度，通过加速度是否有方向和如何确定加速度的方向的讨论，通过实例的分析、讨论，得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向，但不一定与Δv的方向一致的结论。
本设计通过对录像的观察和对实际问题的讨论，激发学生的学习兴趣，然后通过DIS实验、对具体问题的分析、讨论过程，使学生充分感受科学方法的应用，感悟物理学研究的方法，逐步养成良好的学习习惯。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程
1．教学流程图
2、流程图说明
情景 投影，设问1
通过投影展示车辆起动加速的视频资料和文字资料的情景，使学生知道0~100km/h的加速时间是衡量车辆起动性能的一个重要指标。
通过设问引出怎样描述物体速度的变化和怎样描述物体速度的变化的快慢，为建立加速度的概念作铺垫。
活动Ⅰ 回顾，讨论1
回顾：在建立速度概念时，是怎样描述物体位置的变化（Δs），又怎样描述物体位置的变化的快慢的（即v＝（S2 - S1）/（t2 - t1） ＝ΔS/Δt ），通过类比，建立加速度的概念：
a ＝ （v2 - v1）/（t2 - t1） ＝ Δv/Δt 。
活动Ⅱ DIS实验
设问：如何用DIS测定加速度？
在回顾本章C、D两节内容的基础上，通过分析、类比（通过求s-t图像斜率的方法求速度）的讨论，得出可以用求v-t图像的斜率的方法求得加速度。
进行DIS学生分组实验，测出作加速运动小车的加速度的大小。
在此基础上，利用DIS的v-t图像，讨论v、Δv及Δv/Δt 的物理意义，并与加速度a的概念比较和讨论，进一步理解加速度的定义。
活动Ⅲ 讨论2
讨论加速度是否有方向，如何确定加速度的方向？
通过实例：在车辆起动加速和刹车的两个过程中加速度方向与速度方向有什么关系的定性讨论，（学生讨论）根据加速度的定义式a ＝ （v2 - v1）/（t2 - t1） ＝ Δv/Δt ，归纳出加速度的方向与速度变化Δv的方向相同。
活动Ⅳ 应用
通过实例的讨论，进一步理解加速度的概念。
3、教学主要环节
本设计可分为四个主要的教学环节：
第一环节，通过情景和设问，引入如何描写速度变化的快慢问题。
第二环节，通过与建立速度概念过程的类比，得出加速度的定义，并通过DIS实验测定加速度的大小，加深对加速度概念的认识。
第三环节，通过加速度是否有方向和如何确定加速度的方向的讨论，认识加速度是矢量，通过实例的分析、讨论，得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向。
第四环节，通过实例的讨论，进一步理解加速度的概念。
七、教案示例
第一环节，通过情景和设问，引入如何描写速度变化的快慢问题情景
投影，设问1
投影展示顶级跑车起动时0~100km/h加速时间、普通轿车起动时0~100km/h加速时间。（目的是使学生认识到运动物体速度变化也有快慢之分，知道0～100km/h的加速时间是衡量车辆起动性能的一个重要指标。）教师穿插介绍我国汽车工业发展概况。
设问1：怎样描述物体速度变化的快慢呢？（目的是为建立加速度的概念作铺垫。）
第二环节，通过与建立速度概念过程的类比，得出加速度的定义，并通过DIS实验测定加速度的大小，加深对加速度概念的认识。
活动Ⅰ 回顾，讨论1
回顾、讨论：在建立速度概念时，是怎样描述物体位置的变化（Δs），又是怎样描述物体位置变化快慢的？（学生回顾、讨论过程略）可通过求s-t图像斜率的方法求速度：即v ＝（S2 - S1）/（t2 - t1） ＝ΔS/Δt。
通过类比，可用速度的变化与发生这一变化所用时间的比值表示速度变化的快慢，即建立加速度的概念：a ＝ （v2 - v1）/（t2 - t1） ＝ Δv/Δt 。
设问2：如何测定加速度？
活动Ⅱ DIS实验（告诉学生实验中应注意的事项，目的是先要获得v-t图像）
在回顾本章C、D两节内容的基础上，通过分析、类比（通过求s-t图像斜率的方法求速度）的讨论，得出可以用求v-t图像的斜率的方法求得加速度。
进行DIS学生分组实验，测出小车作加速运动的加速度的大小。
在此基础上，利用DIS的v-t图像，讨论v、Δv及Δv/Δt 的物理意义，并与加速度a的概念比较和讨论，进一步理解加速度的定义。
第三环节，通过加速度是否有方向和如何确定加速度的方向的讨论，得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向。
活动Ⅲ 讨论2
讨论加速度是否有方向，如何确定加速度的方向？
通过实例：在车辆起动加速和刹车的两个过程中加速度方向与速度方向有什么关系的定性讨论，（学生讨论）根据加速度的定义式a ＝ （v2 - v1）/（t2 - t1） ＝ Δv/Δt ，归纳出加速度的方向与速度变化Δv的方向相同。
阅读教材用矢量作图的方法确定加速度的方向。以教材“示例”为例，同样可得出加速度的方向就是速度变化Δv的方向。
第四环节，通过实例的讨论，进一步理解加速度的概念。
活动Ⅳ 应用
通过实例的讨论，进一步理解加速度的概念。（见教材训练与应用）
附录一（供选用）
【示例】做匀加速直线运动的物体，5s内速度由10m/s增至20m/s．求5s内物体的速度变化和加速度。
解：设初速度方向为正方向。
5s内物体的速度变化为
Δv＝vt－v0＝（20－10）m/s＝10m/s，
即速度变化的大小为10m/s，Δv大于零表示速度变化的方向与初速度的方向相同。
物体的加速度为
a＝（v2－v1）/t ＝10/5m/s2＝2m/s2
即加速度大小为2m/s2 ，加速度a方向与初速度方向相同。
参考训练题
1、下列说法中正确的是（ ）
（A）匀变速直线运动就是速度不变的运动
（B）匀变速直线运动就是速度不断增加的直线运动
（C）匀变速直线运动就是加速度不变的直线运动
（D）匀变速直线运动就是加速度和速度都不变的运动
2、关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是（ ）
（A）物体的速度越大，则加速度也越大
（B）物体的速度变化越大，则加速度越大
（C）物体的速度变化越快，则加速度越大
（D）物体加速度的方向，就是物体速度的方向
3、做匀变速直线运动的物体，在前5s内速度由零增至20m/s，则物体在前5s内加速度的大小为_________m/s 2。
【参考答案】
1、C； 2、C； 3、4m/s2。
文件下载（已下载 485 次）发布时间：2013/4/27 下午3:05:28 阅读次数：2305
