2.3 速度和加速度 教案 (4)

2.3
速度和加速度
教案
（第2课时）
一、教学内容分析：
本课内容为《普通高中课程标准物理教科书·物理1》(鲁科版必修1)第二章《运动的描述》的第3节，本节内容分两个课时完成，这是第二课时加速度的概念学习，在整个共同必修课程中，该内容的学习和掌握是非常必要的。加速度是运动学中的一个重要的基本物理量，是将运动和力联系起来的桥梁。由于加速度概念与其它物理知识的联系性强，涉及面广，特别是在分析、解决跟动力学相关的实际问题中经常牵涉到，因此对加速度的理解和掌握程度如何，不仅直接关系到本章后续必修模块的进一步学习，而且还将影响以后选修模块的学习和掌握。所以这一课时的内容是本章知识的重点之一，本节课的关键是促进学生对加速度概念的形成和理解。
二、学生学习情况分析：
前一课时学生学习了速度的概念，学习了用比值法来描述一个物体的运动快慢(位置变化快慢)，在本课时可以让学生回顾引出速度概念的过程，用类比方法迁移到加速度(速度变化快慢)的概念学习中来，这给学习加速度这一概念降低了台阶。但由于学生抽象思维能力不强，对于速度、速度的变化、速度的变化快慢的区别很难分清；在学生的生活经验中，与加速度有关的现象也不多，这更给学生形成和理解加速度的科学概念带来了难度。
三、设计思想：
教师创设物理情境，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，运用科学思维，萌发并提炼出科学问题，使教学过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。让学生用探究的方法，“走”一遍加速度概念的建立过程，按照从简单到复杂，从特殊到一般的顺序进行探究，顺理成章、水到渠成地引出加速度的概念，然后从公式和图象两个方面加以理解，通过对生活中和实验中加速度和速度概念分析对比，加深理解加速度的物理意义，本课时教学的设计流程是：学生主观感受（感受什么呢？让他们感受的第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体的速度变化有快有慢）——提出问题——发散类比——拓展探究——交流与合作——分析与论证。
四、教学目标：
1．理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。
2．理解加速度是矢量，知道加速度的方向确定方法，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．能运用v-t图象求加速度。
4．通过视频及多媒体课件对生活实例中运动物体速度变化快慢的感受，用类比的方法探究推理，强化用比值定义的物理思想方法，培养学生运用类比的学习方法。
5．培养学生学习物理的兴趣和积极性，使学生获得成功的体验。
6．增强学生的交通安全意识。
五、教学重点和难点：
重点：加速度的概念及物理意义。
难点：加速度的矢量性。
六、教学过程设计：
（一）播放视频引入新课
情景1：播放城市中繁忙的交通景象。
[设计意图]：让学生感受运动物体的位置是不断变化的，即运动物体具有速度。
情景2：播放公路上不同交通工具的运动情况。
[设计意图]：让学生感受运动物体速度有变化。
情景3：播放轿车启动和火车出站时启动过程。
[设计意图]：让学生感受运动物体的速度变化有快有慢。
问：轿车的运动与火车的启动有何不同？
[学情预设]：
学生回答可能有多种情况，例如：
1、轿车比火车运动得快
2、轿车启动所用的时间短
3、轿车的速度改变更大
教师对学生的回答进行鼓励，肯定，经过提示、点拨，得出轿车与火车启动过程中速度改变的快慢是不一样的。
（二）新课教学：
1．描述速度改变的快慢
教师问：物体的速度改变是有快慢之分的，那如何来定量描述物体的速度改变的快慢呢？
用多媒体展示同学们所采集的熟悉的四个物体的运动情况视频和数据表格。请同学们判断一下，谁的速度改变快，谁的速度改变慢。
初速度(m/s)
末速度(m/s)
经过时间(s)
甲：小朋友沿滑梯下滑
0
3
2
乙：轿车启动
0
20
2
丙：火车启动
0
20
100
丁：飞机匀速飞行
250
250
100
[设计意图]：让学生根据数据表来概括总结规律，锻炼分析能力，让学生联想类比前节课我们是怎样引入速度的概念来描述物体位置变化快慢的（运动快慢的），实现物理学方法的迁移，学习体会物体学的思想与方法。
教师问：甲、乙两物体谁的速度改变快？
学生分析：甲乙两物体经历的时间△t一样，甲的速度变化量为3m/s，乙的速度变化量为20m/s，得到乙速度变化快的结论。
教师问：乙和丙两物体谁的速度变化快？
学生分析：乙、丙两物体的速度变化量都为20m/s，但所用时间不同，乙用时2秒，丙用时100秒，乙所用时间少，速度变化快。
教师问：甲、丙两物体速度变化不同，经历的时间也不一样，如何比较它们的速度变化快慢呢？
学生分析：可以用速度变化除以时间，得出单位时间内速度变化多的速度改变快。
教师肯定学生的分析并指出这种方法具有普遍意义，并由此算出以上四个物体每秒速度变化的数值分别为：1.5、10、0.2、0，由此来看速度改变的快慢就不言而喻了。
2．得出加速度的概念
讲授：（1）、定义：
物体的速度变化跟发生这一变化所用的时间的比值，叫做物体运动的加速度(acceleration)。
（2）、表达式：a
=
[知识链接]：accelerate——加速（动词）
acceleration——加速度（名词）
利用英文单词词性变化帮助理解加速度的含义。
（3）、单位及符号
米/秒
m/s（国际单位制）
厘米/秒
cm/s
[知识链接]：死亡加速度
西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g（g=10m/s）这一数值，以警醒世人。意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险。那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值。因为，一般车辆碰撞时间极短，大多为毫秒级。例如，两辆摩托车时速20km相向而行发生碰撞，碰撞时间毫秒级，能产生多大的加速度？
[设计意图]：通过阅读以上内容和动手计算增强学生的交通安全意识，进一步理解骑摩托车要戴安全头盔、乘坐轿车要系安全带的道理。
3．深入理解加速度
（1）、理解加速度的矢量性
例：A车在2秒的时间内速度由10m/s变为15m/s，则它的加速度是多大？B车在3秒的时间内速度由10m/s变为2.5m/s，则它的加速度是多大？
[设计意图]：先让学生感受，让学生分组讨论，让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题，要说明具体问题一定需要另一个因素，这一因素即为加速度的方向。然后从公式角度理解加速度与速度变化量的方向关系。最后让学生分别做出A、B两物体的初、末速度图示，通过图示法确定出速度变化量的大小和方向，总结出加速运动和减速运动物体的加速度方向跟速度方向关系：加速运动物体的加速度方向与速度方向相同，减速运动物体的加速度方向与速度方向相反。
（2）、加速度和速度、速度的变化、速度的变化快慢的关系
[学情预设]：学生对加速度和速度、速度的变化、速度的变化快慢的关系
有多种可能理解，例如：
速度越大，加速度就越大
末速度越大，加速度就越大
初速度越大，加速度就越大
速度变化越大，加速度就越大
速度变化越快，加速度就越大
速度为零，加速度就为零
速度增大（减小），加速度就增大（减小）
加速度增大（减小），速度就增大（减小）
加速度不变，速度就不变
教师可结合定义式引导学生讨论得出：加速度大不是指速度、初速度、末速度、速度变化大，而是指速度变化与时间的比值大，即在相同时间内速度变化大，或者说速度变化率大。再结合课本26页“讨论与交流”，请同学们思考、讨论并回答下列问题：
①举一个速度很大，而加速度很小的例子。（展示课件：飞机水平匀速飞行）
②举一个速度很小，而加速度很大的例子。（展示课件：火箭发射升空过程）
③举一个速度变化大，而加速度小的例子。
④举一个初速度（末速度）大，而加速度小的例子。
⑤举一个速度增大（减小），而加速度减小（增大）的例子。
[设计意图]：通过以上举例，实现学生思维碰撞，提高思维质量，使学生对加速度和速度、速度变化、速度的变化快慢关系有更深入的理解，从而加深对加速度的理解。
（3）、v-t图象中的加速度
例：在如下表格中任选一组数据用描点法画出运动物体的v-t图象。
时刻（s）
0
5
10
15
甲v（m/s）
20
25
30
35
乙v（m/s）
35
30
25
20
丙v（m/s）
10
30
50
70
丁v（m/s）
50
35
20
5
[设计意图]：给出一个匀变速运动物体的瞬时速度及对应时刻表格，让学生用描点法动手画此物体的v-t图象，通过动手画图，锻炼学生运用图象分析物理问题的能力，得出速度图象中直线的倾斜程度表示加速度的大小，倾斜程度越大，加速度越大。知道v-t图象中求加速度的方法。
八、教学反思：
本课时主要目的是建立并理解加速度概念，在引出加速度的概念时低台阶，然后步步登高，充分激活学生思维，从易到难、从现象到本质、从形象到抽象，符合学生的思维发展规律，容易为学生所接受，可以较大程度地调动学生参与教学活动的积极性，提高学生学习物理的兴趣，强化物理知识的形成过程，使学生体验探索自然规律的基本方法，从而使学生获得基本的探究能力和创造性地解决实际问题的能力。
[板书设计]
加速度
1．定义：
物体的速度变化跟发生这一变化所用的时间的比值，叫做物体运动的加速度2．表达式：a
=
3．单位及符号：m/s（国际单位制）
4．深入理解加速度
（1）理解加速度的矢量性
（2）加速度和速度、速度的变化、速度的变化快慢的关系
（3）υ-t图象中的加速度