教师资格证《速度改变快慢的描述——加速度》

课题：第一章第五节《速度改变快慢的描述——加速度》 科目：物理 提供者：王秋生 一、教学内容分析 加速度是物理中的重要概念之一，它是运动学与动力学的桥梁， 也是学校一年级物理课中非常难懂的概念，它比速度的概念还抽 象。对加速度的概念及物理含义的理解，是本节课的重点。学生对 “速度的大小与加速度的大小没有直接的关系，速度差异大，加速 度不必定大”的理解有一定的困难，这是本节的难点。 二、教学目标 1、理解加速度的概念，知道加速度是表示速率差异快慢的物 理量，知道它的定义、公式、符号跟单位。 2、知道加速度是矢量，知道加速度的方向一直和速率的改变 量的方向一致，知道加速度方向与速率方向同样或相反时，结果是 速度随时间缩短或降低。知道加速度跟速度改变量的差别。 3、知道哪些是匀变速直线运动，知道匀变速直线运动是加速 度大小跟方向都不变的运动。 三、学习者特征分析 1、本人所教学校位于县城，绝大多数同学没有刻苦的学习精 神，通俗的讲就是比较“懒惰”加速度教案模板，知识程度参差不齐。 2、本节主要是从矢量和标量的视角使学生进一步理解把握， 以利于接下来的学习探索。而加速度对学生来说是一个全新的知 教学对象：一年三班 课时：1单位： 吉林省满族自治县伊通一中识，同时既是大学阶段一个重要的物理概念。

所以能够学好本节的 知识，直接妨碍到接下来相关常识的学习研究。 3、面对新知识，新概念，学生有独特的探讨欲望，为其思维 的发散提供了较大的空间。从此外一个角度讲，本节内容，数学运 算要求不高，适当地又增加了学习难度。在采用加速度的表述时， 基于学生接受能力不是太强，让学生首先展现。让人们体验的第一 层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有差异，第三层是运 动物体的速率变化有快有慢。从而自然地引入“加速度”这个物理 量来表述运动物体的速率差异快慢程度。 四、教学思路选择与设计 要得出加速度概念遇到的第一个问题是， 分析所需的一系列速 度值从何而来？大多数教师也是提供一堆现有数据帮学生， 由此归 纳得出结论。这种方式仍然有效，但它缺少科学性和可靠性，学生 会误以为教师在“造假” 。为防止这些不必要的指责，为了使教师 接触科学的真实，应让学生实际检测，现场收集数据。必须应设计 一个实验，在较短的时间内准确地测出一组速度值，然后学生才能 以清晰地非常这两个小球的速率差异的强弱情况。如何测出物体运 动的速度呢？由于实验室没有现成的测速度的设备。 教材在第二章 第一节才率先使用打点计时器探究小车速度随时间差异的规律，因 此这里不宜使用打点计时器。

所以，提供帮学生的设备是气垫导轨 和光学计时器，比较两个小球的速率差异的强弱。教师向学生说明 用挡光片的长度乘以时间即为物体在挡光处的瞬时速率，记下相邻两个光电门所记录的时间，可以算出时间段，这样又测出了某个位 置的速度，又测出了两个速度差异所用的时间，就可以非常速度变 化的快慢了。 五、教学重点及难点 1. 加速度的概念及物理含义的理解 2.“速度的大小与加速度的大小没有直接的关系， 速度差异大， 加速度不必定大”的理解 六、教学过程 教师活动 [多媒体动画]例举物体的运 学生活动 （分组讨论） 如果 引入 “加速 度”这个物理 设计动机动： ①火车进站，②公共 物体的运动速度相同 汽车起动， ③骑自行车加速 从零加速至 5m/s，运 运动请学生观察、分析得动时间有一定的差别， 量来表述运动 物体的速率变 化快慢程度。出：物体有速度、速度在变 让学生感受速度的变 化。 [提问]：哪个物体的速 化有快慢问题。 度改变要快一些呢？ 请回想一下我们是如何描 述物体运动位置的差异 的？例如在直线运动中， 物仍然不必 让学生从速度 变化的方向去体从 A 点运动到 B 点，如 学生同老师一起分 析 判断加速度的 下图图示. 例题并一起解答有 关 方向，但是要 的问题 该使学生知建立数轴 AB，设 A 点 1. Δ x=x2 － x1=7 m － 2 道：物体做匀 在数轴上的读数 x（一维位 m=5 m ， 方向由 A 指向 加速运动时， 1 置坐标，下同）为 2 m ，B B. 点在数轴上的读数 x2 为 7 加速度的方向2. 物 体 运 动 的 速 度 跟速度的方向5 ?x m，则物体运动位置的变化 v= ?t = 10 m/s=0.5 m/s 相同；做匀减大小为多少？方向从 A 指向 B.速运动时，加1.如果物体从 A 到 B 是做匀 用物体速度的降低 量 速度的方向和 速运动，如果所用时间为 除以所用的时间来 描 速度的方向相t=10 s，怎样求这段过程中 述这段过程中物体 运 反 . 这 是 直 线物体的速率？ 动速度提高的快慢. 运动中（无往2 7?2 ?v 2. 如果物体 做加 速直线 运 3. a= ?t = 10 m/s =0.5 复运动）的普动，同样在 10 s 内，速度从 m/s2. 2 m/s 增加至 7 m/s，怎样 描述物体运动的速率降低 的快慢呢？ 3.如果用符号 a 表示物体速 度降低的快慢，Δv 表示物 体的速率差异量，Δ t 表示 物体的速率差异所用的时 间，那么用公式如何表达 呢？ 学生探讨后回答.遍性结论.至 于加速度的 正、负问题， 只是在特定的 条件下（v0 取 正值）判断物 体做匀加速还 是匀减速运动（ 回答 第 一 个案 的一种方法， 例） ：300 km/h 约相当 这不是实质性?v 83 ? 0 师：不同物体的运动， 于 83 m/s ，a= ?t = 30 的结论，所以速率差异的强弱常常是不 m/s2=2.8 m/s2. 同的，再看后面的举例.教学中不必强（ 回答 第 二 个案 化 . 也 可 类 比?v ?t案例 1：飞机的速度由 例 ）： a ==250 ? 0 0.005v= ?x 中速度 v?t0 增加至约 300 km/h， 飞机 m/s2=5×104 m/s2. 的速度的差异是多少？若 发生这一差异用时约 30 s， 则物体的速率平均每秒增 加多少？ 案例 2： 迫击炮射击时， 炮弹在炮筒中的速率在 0.005 s 内就可以由 0 增加至 250 m/s ，炮弹速度的差异 与出现这个变化所用时间 的比率是多少？ 上述方式就是变速直 线运动中， 描述物体运动速 度差异快慢的基本模式跟 基本原则.其中的 a= ?v 是变?t的方向与位移 Δ x 的方向相 同， 理解 a= ?v?t中速度 a 的方 向与速率变化 量Δ v 的方向 相同.速直线运动的加速度的基 本定义式. 在国际单位制中， 加速 度的单位是 m/s2 ，读作米每二次方秒. 加速度也是矢量， 不仅 有大小，也有方向. 当物体加速时，则Δv=v2－v1 ＞0 ，时间Δt 是量纲， 加速度 a 的计算值为正 值， 如果以初速度的方向为 正方向（即初速度 v0 取正 值） ， a 为正值则能表示 a 的方向与初速度的方向相 同，或反过来说，若加速度a 与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动. 当物体是减速时，则Δv=v2－v1＜0 ， 时间 t 是标量，加速度 a 的推导值为负数， 如果仍以初速度的方向为 正方向（即初速度 v0 取正 值） ， a 为负值则能表示 a 的方向与初速度的方向相 反，或反过来说，若加速度a 与初速度反向时，则这个直线运动为减速运动. 在未学到 “牛顿第二定 律”之前，也可以用两辆汽 车以同样的速率变化率做 匀加速运动和匀减速运动， 虽然速率差异快慢相同， 但 速度的差异情况不同， 前者 速度越来越大，后者则反 之 . 启发学生反思，只凭速 度差异快慢 （速度变化率的 大小） 不能完全体现速度变 化的规律， 从而引发加速度 不仅有大小，而且有方向， 是矢量.阅读课本， 说说什么是 如果物体的加速度 保 匀变速运动. 持不变， 该物体的运动 理解匀变速运 动如同平均速度与瞬时 就是匀变速运动. 速度这样， 加速度也有平均 在匀变速运动中， 其速 和瞬时之分 . 在匀变速运动 度随时间均匀差异 （增 中， 平均加速度与瞬时加速 加或降低） ，每时每刻 度有哪些关系？ 的加速度， 即瞬时加速匀速直线运动可看成 度与一段时间内的 加 什么运动？ 速度， 即平均加速度相 同. 可看成加速度为零 的 匀变速运动 请学生阅读课本第 30 页“一些运动物体的加速 度”. 加速度大小反映了 速度、速 度差异量及加物体速度改变的强弱， 速 度 有 何 区教师阅读 “一些运动物 加速度越大， 速度改变 别 ? 体的加速度”后要切记： 得越快，加速度越小，1. 注 意 标 题 后 括 号 内 速度改变得越慢.加速 标明的“a /（ m 〃s－ 2） ”的 度的方向和速度改变 含义， 注意养成时时关心物 的方向总是相同 理单位的习惯. 2.阅读汽车、电车、旅 速度、速 加速度和速 度是 度变化量及加客列车、 炮弹加速时的典型 两个完全不同的物 理 速 度 有 何 区 值，形成大小印象. 量， 加速度反映了物体 别 ?3. 表 中 汽 车 急 刹 车 时 速度改变的快慢， 而速 的加速度值为负数， 这是什 度反映了物体运动 的 么意思？这是因为加速度 快慢 . 不能根据加速度 是矢量，不但有大小，而且 大小， 判断物体运动快 有方向， 而负号只表示其方 慢（速度大小） ，也 不向，不表示其大小.能按照速度大小判 断加速度大小反映了什 速度改变的快慢 （加速 么 ? 加速度的方向必定和什 度大小） ，同样不能根 么方向同样? 据加速度方向判断 物加速度跟速度是否有 体的运动方向 （速度方 关? 向） ，也不能根据速率 物体做匀加速直线运 方向推断物体速度 改 动时，加速度一定为正吗 ? 变的方向（加速度 方 物体做匀减速直线运动时， 向）. 加速度一 定为负吗? 不一定 . 物体做匀 加速直线运动时， 加速 度方向必定和物体 的 运动方向同样， 物体做 匀减速直线运动时， 加 速度的方向和物体 的 运动方向相反 . 但是， 加速度是正值还是 负 值， 与正方向的选择有 关， 若取运动方向为正 方向， 则匀加速直线运 动的加速度为正值， 匀 减速直线运动的加 速度为负值； 若取运动的 反方向为正方向， 则匀 加速直线运动的加 速 度为负值， 匀减速直线 运动的加速度为正值. 速 度是 用 来 表示 物体运动快慢的物 理 量， 它等于位移跟所用 速度、速时间的比值， 而加速度 度差异量及加 是拿来表示物体的 速 速 度 有 何 区 度差异快慢的物理量， 别 ? 它等于速度的差异 量 和时间的比率 （速度的 变化率） . 加速度的大 小只反映物体速度 变 化的快慢， 不能反映物 体运动的长短， 加速度 大说明物体速度变 化 得快， 并不意味着物体 就运动得快； 加速度小 说明物体速度变化 得 慢， 并不意味着物体运动得慢；加速度为零， 说明物体速度不变化， 但并不意味着物体 的 速度为零， 物体或许以 加速度增加的跑步是 很大的速率做匀速 直 加速运动， 加速度减小的运 线运动 . 不仅速度大小 动是减速运动 . 这种了解对 和加速度大小没有 必 吗 ? 如果不对，你认为应当 然联系， 速度方向跟加 怎样根据加速度判断物体 速度方向也没有必 然 的速度是降低还是增加? 联系 . 加速度方向与速速率、 速度差异量及加 度方向也许同样， 也能 速度有何差别? 能不相似 . 对于速度的教师总结 :: 加速度和速 变化量跟加速度的 区 度的区别： 别， 可按照加速度的定?v （1 ）速度大，加速度 义 a= t 来理解，加速不必定大 ; 加速度大，速度 度是速率的变化率， 而 不必定大. 不是速度的差异量， 加（2 ）速度变化量大， 速度表示的是速率 变 加速度不一定大. 化的快慢， 而不是速度（3 ）加速度为零，速 变化的多少， 速度的变 度可以不为零 ; 速度为零， 化量虽然与加速度 有 加速度可以不为零. 关，还与时间有关 . 因此， 根据加速度不能判 【例题剖析】 断速度差异的量的 大 速度、速（出示例题 1）做匀加 小，反过来，根据速率 度差异量及加 速运动的火车， 在 40 s 内速 变化量的大小也不 能 速 度 有 何 区 度从 10 m/s 增加至 20 m/s ， 判断加速度的大小. 求火车加速度的大小 . 汽车 不对 . 加速度的大 别?紧急刹车时做匀减速运动， 小反映的是速度变 化 在 2 s 内速度从 10 m/s 减小 的快慢， 并不能反映速 到零，求汽车的加速度大 度的大小 . 应该按照加 小. 速度的方向跟速度 方 （出示例题 2）判断下 向的关系， 判断速度增 列说法能否正确. 加还是增加 . 只要加速①做匀变速直线运动 度方向和速率方向 相 的物体， 它的加速度方向跟 同， 无论加速度大小如 速度方向总是相同. 何差异， 物体一定做加错 . 只有做匀加速直线 速运动； 只要加速度方 运动的物体， 它的加速度方 向跟速度方向相反， 无 向跟速度方向同样. 论加速度大小如何 变②做匀变速直线运动 化， 物体一定做减速运 的物体，它的速度变化越 动. 大，加速度越大. 错 . 速度差异大，但不知所用时间的多少. ③做匀变速直线运动 的质点，它的速率变化越 快，加速度越大. 对. 学生活动并解答. 解析： 这是运用公 式 a= ?v 求解 a 的题目.?t火车的初速度、末 速 度、 加速度和加快运动 的时间分别用 v 0 、vt 、a 和 t 表示. 汽车的初速度、末速度、加速度 和制动的时间分别用v0 ′、 vt ′、 a ′、 t ′来表示. ① 由 于v0=10m/s，vt=20 m/s，t =40 s ，所以火车的加速度a=?v ?t=20 ? 10 40m/s2=0.25 m/s2. ② 由 于 v0 ′ =10 m/s，vt′ =0，t ′=2 s ，所以汽车的加速度a=?v ? ?t′ =vt ? ? v0? t?=0 ? 10 2m/s2=－5 m/s2. 答： 火车的加速度 的大小是 0.25 m/s2,汽 车紧急刹车时的加 速 度大小是 5 m/s2，负号 在这里表示汽车做 减 速运动.七、教学评价设计 经过将生活中的实际上升至物理概念的过程， 理解物理与生活 的联系，初步认识如何表述运动．通过例子，引出生活中物体的运 动，速度存在降低跟避免的现实，提出为了表述物体运动变化的快 慢，引入加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣．学生领悟加 速度概念不够深刻，对速率、速度差异量及加速度有何差别掌握还 可以。

八、板书设计一、 加速度 二、加速度方向与速率方向的关系例题 1 例题 2三、速度、速度差异量及加速度有何差别?九．教学反思 加速度是物理课堂的重要概念， 也是高中高二数学课中较艰深的概 念 .在学生的经验中，与加速度有关的现象不多，这就帮学习加速 度概念带来困难 .教材先列举汽车跟旅客火车的加速过程，让学生 讨论他们速度的快慢以提高教师的感性认识 .教材还展示飞机的起 飞过程，要求学生从详细问题中认识“速度快” “速度变化大” “速 度差异快”的意义不同，并且既在旁批中强调“物体运动的快慢” 与“运动速率差异的强弱”不同.在此基础上，通过机翼起飞和炮 弹射出过程的确切数字运算引出平均加速度，进而表明瞬时加速 度 .同时强调了加快运动跟减速运动中加速度与速率方向的关系 . 通过瞬时加速度得出直线运动的这一力学运动模型 .在学习加速度 概念后，又借助上节课学习的速度时间图象进一步表明如何在图像 中找到加速度，让学生借助速度时间图像加深对加速度概念的了解 和对图象的理解，是对图象认识的推进和提升 .变化率是生活中的 常用概念，教材在“科学漫步”栏目中深入、细致地介绍了通常情 况下的变化率，有助于学生理解速度是位臵的变化率，加速度是速 度的变化率 .要想正确理解加速度的数学含义，掌握加速度的定义定理，学生需要具备较高的抽象思维能力 .可是，学生首次见到加 速度概念时是今天考入高中不久，不少学生抽象思维能力不高，难 以理解加速度的涵义和定义推导.为了增加难度，现行教材均把匀 变速直线运动和加速度合为一节， 只限于讨论匀变速直线运动中的 加速度，只研究匀变速直线运动的加速度定义、公式、意义、单位、 方向.没有研究加速度的测量方法加速度教案模板， 没有讨论加速度的合成与分解， 没有涉及加速度的原因， 只在之后各章节中才把加速度的概念逐渐 扩充至通常变速运动中的瞬时加速度.因此，在确定加速度教学目 标时，应该留意教材处理的这一实际状况，逐步到位，不能一步到 位 .否则，教学目标制定过高，学习难度很大，不仅不能达到预期 的教学目标，影响教学效益的提升，而且容易在学生中形成数学难 学的内心障碍，对未来的物理学习也会造成消极影响 .当然，也不 能把教学目标建立得很低，这是不利于物理课堂教学效益提升的. 教学有法而无定法。

时代在变，观念在变，学生的认知在变，对教 师的课堂设计，能因教师的差异而变化，是其需要具备的特点。探 究式教学是数学规律教学的最好的课堂模式， 但它不是物理教学的 唯一方式， 只有在实践中证明运用探究式教学更可表现新的课程标 准跟课堂理念的地方采取才是最合理的选取。 所以我本节课主要还 是运用传统的教学方法结合研究， 通过鼓励教师类比学习来培育学 习的自主学习能力。对不同的学生，设问要做到“起点定方向，落 点定区域” 。