1.4速度变化快慢的描述——加速度 （教学设计）2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

速度变化快慢的描述—加速度
一、教学目标
1.物理观念
(1)知道物体的速度变化是有快慢之分的,知道加速度的定义、符号、公式和单位,理解加速度的含义及物理意义；
(2)知道加速度是矢量,了解加速度的方向。会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系；
(3)会用匀变速直线运动的图像求加速度。体会用类比法和比值法研究物理问题的思想方法。
2.科学思维
引导学生经历“提出问题—分析问题—探究问题—解决问题—反思问题”的一个完整探究过程,掌握研究问题的一般方法:控制变量法。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点:用控制变量法探究加速度与力和质量的关系；
教学难点:实验过程的设计、操作和数据分析。
三、教学分析
高中学生随着年龄的增长和知识的增多有明显的独立性和兴趣倾向,学习自觉性和独立性比强,具有一定的思考能力和自学能力。但是他们还是由初中上来入校不久,初中教材选取的内容浅显而直观,由初中高中物理学科的跨度比较大,学生不适应。在掌握复杂的抽象概念时他们仍需要具体形象的支持。
四、教学过程
（一）新课讲解
导入新课
演示实验：在一个轨道上随机选6个不同位置，固定6个光电门，通过光电门记录挡光时间，可以得到小车在轨道上6个不同位置的速度。随机选出两个光电门，算出两个光电门之间速度的变化量和速度的变化率。
1.实验器材小车（含宽度为1.5cm的挡光片）、轨道、6个光电门、数据采集器，一端与光电门相连，一端与电脑相连。
2.实验数据，如表格1所示。
3.实验数据分析，思考下列问题
问题（1）：小车依次通过每个光电门的挡光时间怎么变化？
问题（2）：小车依次通过每个光电门的速度怎么变化？
问题（3）：小车通过随机两个光电门的速度变化量有没有规律？
问题（4）：小车通过随机两个光电门的时间间隔有没有规律？
问题（5）：小车通过随机两个光电门的速度变化率有没有规律？设计意图：演示实验之后，通过引导学生比较小车的速度，小车在随机的两个光电门之间速度的变化量，小车在随机的两个光电门之间速度的变化率，来帮助学生发现速度的变化率果然是“隐藏在”不同的速度和速度的变化量的内部的“不同中的相同”，从而帮助学生意识到研究上述“不同中的相同”可能会是一件有意义的事情，这就是科学探究的真谛。既然小车的速度变化率不变，那么就需要寻求一个新物理量来描述这种性质，这就是加速度。通过学生亲自观察演示实验并且亲自分析数据的过程，培养学生的科学探究精神，逐渐形成严谨认真、实事求是的科学态度。
问题（6）：小车若经过相同的时间，速度的变化量会怎样？
设计意图：通过表格2中几个实例的数据（其中第一组数据就运用演示实验得到的数据），来分析速度的变化量，发现经过相等的时间，速度的变化量相等，而且可能为负，进一步想到速度的变化率也可能为负，然后去思考正负的含义。在此步，实验探究“转变”为理论探究，更加全面而深刻。
在“自身”感觉中“体验”加速度
问题1：播放过山车运动的视频，观察游客的夸张表情，思考游客感到刺激的来源是什么？
问题2：播放十字路口绿灯交通工具启动视频和发生车祸时的视频，分析现象。
问题3：播放科学家坐在航天器中，随火箭加速的视频。
设计意图：通过生活中不同的人在不同的情景中，对加速度的体验，进一步“体会”加速度。凸显“从生活走向物理，再从物理回归生活”的课程理念，培养他们的科学态度与科学精神。
从对物理现象的文字描述的角度来区分速度和加速度
问题1：飞机飞得巨快？
问题2：摩托车启动的巨快？
问题3：猎豹全速追及羚羊？
问题4：猎豹的提速能力甚至超过喷气式飞机？
设计意图：生活中的语言往往混淆了速度和加速度，通过比较生活中的物理现象，区分速度和加速度的不同。让学生在学习了加速度的物理意义的基础上，再次对相关的说法提出质疑和批判，并进行检验和修正。
板书
一、加速度：
物理意义、定义及定义式、单位
二、速度的方向、速度的变化量、速度的时间变化率之间的异同
三、加速度方向与速度方向的关系：在加速直线运动中，a与v方向相同；在减速直线运动中，a与v方向相反。
四、从v-t图象看加速度：图像的斜率表示加速度
课后延伸
1.为什么不用Δv/Δx表示速度变化率？
2.是否有必要区分平均加速度和瞬时加速度？
3.加速度是否存在？
课后作业
课本P29页：1、2、3、4、5。