課程基本信息課例編號2020QJ10WLRJ006學科物理年級高一學期秋季課題速度變化快慢的描述--加速度2教科書書名：普通高中教科書物理必修第一冊出版社：人民教育出版社出版日期：2019年9月教學人員姓名單位授課教師李靖北京市第四中學指導教師魏華北京市第四中學教學目標教學目標：能用v-t圖像分析、計算加速度，結合圖像體會極限思想在物理研究中的應用及意義。理解加速度與速度、速度變化量和速度變化率之間的區別與聯系，并會分析生活中的運動實例。體會變化率對描述變化過程的意義。通過生活中有關加速度的利用和危害防止的實例，體會物理與生活實際的緊密聯系，激發學生物理學習興趣。教學重點：用v-t圖像分析、計算加速度。教學難點：結合圖像體會極限思想，體會變化率對描述變化的意義。教學過程時間教學環節主要師生活動2min復習同學們好~上一節課我們學習了速度變化快慢的描述——加速度。【提問】如果讓小球從傾角不同的導軌自由下滑，沿哪一個軌道運動的加速度大？請同學觀看下面的視頻。相信同學們會認為軌道的傾角大，小球運動的加速度就大，這是我們的直觀感受。小球的速度變化真的快嗎？這需要我們進一步研究。8min認識v-t圖像為了進行定量研究，我們用小車代替小球，利用紙帶測量小車下滑過程的速度，描繪出小車沿著不同傾角的軌道運動時，其速度隨時間變化的圖像。從這個圖像上可以得到小車運動的加速度嗎？要想得到小車運動的加速度，就得求出速度的變化量以及對應的時間。【提問】如何得到Δv與Δt呢？相信同學們都可以想到：在圖像上取兩點E、F，他們所對應的時刻和速度分別標為t1、t2和v1、v2。從圖中可以看出，Δt可以用小三角形橫著的直角邊代表，Δv可以用豎著的直角邊代表。那么Δv與Δt的比就是加速度。結合數學中一次函數的知識，我們知道這個比值等于該直線的斜率。【提問】a、b兩個運動的加速度哪個大呢？大家肯定脫口而出，a的加速度比b大，因為a圖像的斜率比b大，所以加速度大。我們可以根據v-t圖像中直線的傾斜程度判斷加速度的大小。【提問】這兩個v-t圖分別表示物體做什么運動？左側的圖表示物體的速度越來越小，物體做減速運動。右側的圖表示物體速度先減小，反向增大，說明物體的運動有折返。【提問】如何從中獲得物體的加速度呢？請同學們想一想。同樣我們可以在圖像上取兩點，我們會發現：三角形豎著的直角邊依然代表速度的變化量Δv，只不過它是負值；三角形橫著的直角邊代表時間間隔Δt，Δv與Δt的之比為加速度，而這個比值是負值，說明與正方向相反，但也是直線的斜率。對于物體速度反向的情景請同學在課后進行研究。通過分析，我們發現：v-t圖中，直線的斜率反映加速度的大小和方向。【提問】如果物體的速度隨著時間的變化是一條曲線，如圖所示，請同學思考：（1）此過程中，物體的速度大小是如何變化的？（2）和圖像為直線的v-t圖相比，這個加速過程有什么特點？（3）你做出第2問判斷的依據是什么？——我們可以取相同的時間間隔，比較它們速度的變化量是越來越小的。【提問】這個比值的物理意義是什么呢？這個比值就叫這段時間內的平均加速度，它是圖像割線的斜率。它可以比較粗略的描述了這個過程速度變化的快慢情況。【提問】如何得到物體某一時刻的加速度呢？為了回答這個問題，請同學們可以回憶一下瞬時速度是怎么得到的？大家知道，瞬時速度是當Δt非常非常小時，運動快慢的差異可以忽略不計，我們把Δx與Δt之比就叫做瞬時速度。我們也可以采取同樣的方法，得到瞬時加速度。那就讓Δt取的非常非常小，此時Δv與Δt之比就是瞬時加速度，這也是極限思想。我們也會發現，當Δt趨于0，這樣割線就變為切線，切線斜率就表示這個時刻物體的加速度。因此通過v-t圖，我們不僅可以了解速度如何變化，也可以得到加速度如何變化。概念辨析【提問】以下三個運動，運動最快、速度變化最快以及速度變化最大的分別是哪個運動？相信大家不難判斷，運動最快就是速度最大當屬飛機200m/s；速度變化最快也就是加速度最大的是某同學為2.5m/s2；速度變化量最大的是高鐵列車為83m/s。【提問】那能不能說速度大的物體，其加速度一定大？不能，比如高速運動的飛機，速度大，但是加速度為0。【提問】能不能說速度變化量越大，加速度就越大？不能，速度變化量大，但時間不一定，所以加速度不確定，比如高鐵列車出站，速度變化量大，但是時間長，所以加速度并不大。【舉例說明】有加速度的物體，其速度一定增加嗎？——不一定，物體做減速運動。【舉例說明】能不能說速度為0，加速度一定為0？——不能，比如列車加速起步的瞬間，列車的速度為0，但是它的速度要發生變化，因此有加速度，所有才會有后續列車速度越來越大。我們也可以通過加速度是v-t的切線斜率來理解，速度為0，切線斜率一定為0嗎？顯然不一定。速度、加速度是不同的概念，他們之間沒有必然的大小聯系。【思考與討論】“它運動了多遠”，這是路程或者位移的概念。“它運動得多塊”，這是速度的概念。生活用語中，卻沒有和加速度直接對應的詞語。日常生活中只有籠統的“快”“慢”，這里有時指的是速度，有時模模糊糊地指的是加速度。同學們能分別舉出這樣的例子嗎？比如：“跑的快”、“起步快”、“加速快”，都用快來描述，它們的意思相同嗎？——不同，跑得快指速度大；起步快、加速快，是指速度變化快，也就是加速度大，所以意思并不相同。在生活中，我們要會用物理學的視角來審視周圍的世界，用物理學的語言來描述觀察到的物理現象。認識變化率生活中，除了運動的快慢、速度變化的快慢之外，還有很多和變化有關的例子。比如：一年的氣溫隨著四季發生變化；河流的水位會隨著汛期的到來而漲高；番茄在成熟的過程中，它的大小、含糖量等會隨時間變化；夏裝的價格會隨著秋季的到來而降價，等等。這些變化有時快、有時慢。描述變化快慢的量就是變化率。自然界中某量D的變化可以記為ΔD，發生這個變化所用的時間間隔可以記為Δt；當Δt極小時，變化量ΔD與Δt之比就是這個量對時間的變化率，簡稱變化率。位置的變化率就是速度，速度的變化率就是加速度，他們是典型的變化率的應用。【提問】這是一日溫度隨著早晚發生變化的曲線，請同學們判斷什么時候溫度最高？什么時候溫度上升最快？——相信同學可以看出：從清晨開始，氣溫開始上升，在下午14點前后溫度達到最高；氣溫上升最快，那應該是圖像的斜率最大，也就是在中午前后。3min總結我們用兩節課的時間學習了加速度，它是利用兩個物理量之比進行定義，它是對物體速度變化快慢的描述，他是速度對時間的變化率；是個矢量，方向與Δv方向相同。我們可以用v-t圖像中某點切線的斜率表示瞬時加速度的大小。任何事物的變化，包括物體位置的變化、速