速度变化快慢的描述——加速度

人教版新课标普通高中◎物理①必修11.5速度变化快慢的描述——加速度教案A备课资源1.加速度与糖尿病患者前不久，一名由昆明飞往武汉的旅客，刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口，昏了过去。由于患者系独自外出，身边没有同伴，病史无从询问，给诊断救护工作带来非常大的困难，在医护人员的努力下，终于明确诊断其为病死率十分高（40％～70％的死亡率）的“糖尿病高渗性昏迷”，经过抢救患者才脱离危险。这是怎么回事呢？原来，该患者平常仅出现多饮多尿，并没发现自己患有糖尿病。在乘机前几天一直腹泻，在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐，从而导致身体严重脱水。我们知道，在飞机起飞和降落以及气流导致的飞机颠簸时，人体会出现一定程度的重力和加速度作用的变化。实验证明，在加速度作用下，血糖浓度升高，糖原含量降低。动物试验证明，在高空气压降低缺氧时，糖的异生作用增强，血糖升高。患者在以上多因素的作用下，血糖较正常高出近5倍，从而出现高渗性昏迷，差点危及生命。因此，糖尿病患者在选择航空旅行时一定要多加注意。2.冲击性加速度或过载对全身作用的机制冲击性加速度或过载对人体的影响与持续性加速度不同，它主要不是引起血液动力学改变，而是引起疼痛，短暂意识丧失和各种机械性损伤，如组织器官变形、撕裂及破坏等，严重时可致死亡。其影响的程度除了与冲击过载峰值、作用时间、过载速率3个基本参数有关外，还与过载作用的方向、人的体位、束缚状况等因素有关。载人飞船在各个不同的飞行阶段中，加速度的变化很大。火箭起飞时，加速度很小，随着火箭不断上升，推进剂逐渐消耗，加速度就越来越大，在火箭熄火瞬间达到最大值。在飞船返回时，脱离轨道，再入大气层时，又将遇到巨大的峰值减速度。在加速度或减速度值超过一个重力加速度（g=9.8m/s2）时，因惯性力而受到很大的过载，人变重了，这种现象称为超重。60年代的载人飞船，在上升段的最大加速度是8g，返回舱的最大减速度约10g。超重对人体的影响与它的作用方向有关。在飞船上升时，主要影响是头部血压降低，下肢血压升高，视觉减退。返回舱进入大气层时，会导致航天员头部充血。教学目标一、知识与技能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.知道加速度是矢量，能判断加速直线运动和减速直线运动的加速度方向，理解变速直线运动加速度正负的意义。3.知道加速度的定义式vat，知道加速度方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度跟速度改变量的区别。教师备课系统──多媒体教案24.知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意义。二、过程与方法1.通过列举生活中的实例，让学生从生活自身的感受出发展现新知识。2.利用图片、多媒体把相关物理现象展现在学生面前，减少学生理解加速度概念的困难。3.利用类比法、图象法解决物理问题，使学生从多个角度理解加速度概念。三、情感、态度与价值观1.利用实例激发学生的求知欲，激励学生的学习兴趣和探索精神。2.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力。3.培养合作交流的思想，能主动与他人合作，勇于发表自己的主张。教学重点1.正确理解加速度的概念及物理意义。2.加速度和匀变速直线运动的关系。教学难点理解加速度和速度、速度的变化量及速度的变化率之间的区别与联系。教学方法比较、分析法。教学过程：一、导入新课先演示小球在不同坡度的斜面上下滑的实验，让学生在感性上对速度变化的快慢有一个初步的认识。教师活动：演示小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动。学生活动：观察思考。教师提问：小球两次各做什么运动？它们的不同之处在哪里？学生回答：小球两次都是做速度越来越快的直线运动，但后一次速度改变得快。教师活动：利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论。谁的速度“增加”得快？如何来表示速度增加的快慢？教师引入课题：速度变化快慢的描述——加速度。二、进行新课（一）物体速度变化快慢的比较教师活动：引导学生观看表格，比较小轿车、火车、摩托车速度变化的快慢。起动的车辆初始时刻的速度（m/s）可以达到的速度（m/s）起动所用的时间（s）小轿车03020火车050600摩托车02010教师提问：三种车辆的速度均是增大的，谁的速度增加得快？你如何知道的？学生回答：摩托车，摩托车平均1秒速度变化最大，即1秒增加了2m/s；而小轿车人教版新课标普通高中◎物理①必修3的速度一秒增加了1.5m/s；火车1秒速度增加了1.2m/s。教师进行鼓励性评价并指出：很好，我们要想比较不同物体速度变化快慢的时候，可以比较单位时间内速度变化量的大小。（二）速度变化量教师提问：速度的变化量指的是什么？学生回答：末速度减初速度。教师点评：速度由0v经一段时间t后变为v，那0vv的差值即速度的变化量。用v表示。即0vvv，注意0v、v都是矢量，v也是矢量。教师提问：v越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快，对吗？为什么？教师引导学生讨论得出：要比较速度改变的快慢，必须找到统一的时间标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量的大小。（三）加速度教师讲解：通过前面速度变化的快慢的比较，用速度的改变量除以所用的时间，可以反映出物体速度改变的快慢，我们把这个比值叫加速度。1．定义：加速度等于速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值。2．公式：vat教师活动：指出速度的变化量与时间的比值也叫速度的变化率。并引导学生分析，得出加速度的单位。3．单位：m/s2、cm/s2。教师活动：下面请同学们把大屏幕上的小轿车、火车、摩托车的加速度算出来，要有过程。（这一过程非常重要，借此学生可熟悉公式、单位，教师也可从巡视中发现错误，并引出加速度的物理意义。）教师活动：对学生解的题目进行投影，评价矫正后给出正确答案，大小分别为：1.5m/s2、1.2m/s2、2.0m/s2。问：请同学们想一想：1.5m/s2表示什么样的意思？师生共同分析，结合定义，得出物理意义，并让学生说出其他数值的含义。4．物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，其数值越大，表示速度改变越快。教师提问：加速度是矢量还是标量呢？为什么？方向如何规定？师生共同讨论得出：速度是矢量，速度的变化量v也是矢量，单位时间内速度的改变量也是矢量，所以a方向与v的方向相同。教师提问：那么计算时，如何体现出加速度的方向？下面以典型例题进行说明。例题1.在一次碰撞实验中，小汽车以10m/s的速度向一面障碍墙撞过去，碰撞时间为0.1s，①如果障碍墙不牢固，障碍墙被撞倒后的一瞬间，车仍以3m/s向前冲去，求碰撞过程中的小汽车加速度？②如果障碍墙很牢固，小汽车与它碰撞后的一瞬间，以5m/s的速度被弹回来，求这一碰撞过程中的加速度？教师备课系统──多媒体教案4解：①以小汽车开始运动的方向为正方向，所以初速度010msv，末速度3msv。由203ms-10ms70ms0.1svvvatt。即：小汽车的加速度与初速度方向相反，大小为270ms。②以小汽车开始运动的方向为正方向，010msv，5msv。由20-5ms-10ms150ms0.1svvvatt。即：小汽车的加速度与初速度方向相反，大小为2150ms。学生求解后交流讨论……教师展示答案并讲解。教师点评：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。匀加速运动：v为正值，a0，a与0v方向一致。匀减速运动：v为负值，a0，a与0v方向相反。即时练习：判断下列说法是否正确：1.做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同。答案：错。只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同。2.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大。答案：错。速度变化大，但不知所用时间的多少。3.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大。答案：对。（四）从v-t图象看加速度教师活动：指导学生认真观察教材P28的图1.5-3，并思考：速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度—时间图象？教师引导学生讨论后回答：学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述。学生总结归纳：a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓.所以，a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小。人教版新课标普通高中◎物理①必修5教师总结：速度—时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度—时间图象。我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量v，时间间隔Δt，这样就可以定量求加速度，用加速度的定义式a=tv就行了。例题2.图1-5-1是某质点做直线运动的v-t图象，从图上求出各段的速度变化量及加速度。图1-5-1解析：速度的变化量等于变化后的速度减变化前的速度，即0vvv。速度的变化量也是矢量，正值表示速度增加，负值表示速度减小或反向。由图可知：vO=0，vA=4m/s，vB=4m/s，vC=0。所以OA段的速度变化量为4msOAAOvvv，加速度为2240ms2ms2OAOAvat。AB段的速度变化量为0ABABvvv，加速度为ABa=0。BC段的速度变化量为4msBCCBvvv，加速度为BCa=BCvt=224m/s4m/s1。三、课堂小结1.加速度的物理概念及意义。2.加速度与速度、速度变化量的区别。3.能在匀变速直线运动的v-t图象中分析出v、a的大小、方向等。四、布置作业教材P29问题与练习3、4题。五、板书设计教师备课系统──多媒体教案6第五节速度变化快慢的描述—加速度1.加速度（1）定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值，即tva。（2）物理意义：表示速度变化的快慢和方向。（3）单位：米/秒2（m/s2）。（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同。（5）a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。2.加速度方向与速度方向的关系匀加速运动：v为正值，a0，a与0v方向一致。匀减速运动：v为负值，a0，a与0v方向相反。3.从v-t图象看加速度。六、课堂作业1.下列关于加速度的描述中，正确的是（）。A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化B.当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动C.速度方向为正，加速度方向为负D.速度变化越来越快，加速度越来越小2．对于质点的运动，下列说法中正确的是（）。A.质点运动的加速度为零，则速度变化量也为零B.质点速度变化率越大，则加速度越大C.物体的加速度越大，则该物体的速度也越大D.质点运动的加速度越大，它的速度变化量越大3.一质点做匀变速运动，初速度大小为2m/s，3s后末速度大小变为4m/s，则下列判断正确的是（）。A.速度变化量的大小可能小于2m/sB.速度变化量的大小可能大于2m/sC.加速度大小可能小于6m/s2D.加速度大小一定大于6m/s24.关于加速度，下述说法中正确的是（）。A.加速度的大小与速度的大小无必然联系B.加速度的方向与速度的方向可能相同，也可能相反C.加速度很大时物体速度可能很小D.加速度大的物体速度变化一定很大5.物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经4s滑回原处时速度大小仍为5m／s，则物体的速度变化为________，加速度为_______。（规定初速度方向为正方向）人教版新课标普通高中◎物理①必修76.一个物体做直线运动时的速度图线如图1-5-2所示，则物体在OA段运动性质是___________，加速度是________m/s2；AB段的运动性质是____________，加速度是________m/s2；BC段的运动性质是____________，加速度是________m/s2。参考答案：1.A2