物理必修15《速度变化快慢的描述加速度》教案

1.5速度变化快慢的描述——加速度[教学目标]一、知识与技能1.理解加速度的物理意义，知道加速度是矢量。2.通过对日常生活中有关加速度的实例的分析，进一步体会变化率的概念及表达方式。3.理解匀变速运动的意义，能用v-t图象表示匀变速直线运动，并能通过图象确定加速度。二、过程与方法1．经过将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动．通过实例，引出生活中物体的运动，速度存在增加和减少的现实，提出为了描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．2．帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度．3．教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度．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和抽象思维能力．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，敢于放弃自己的错误观点．［教学重点］１．速度的变化量、速度的变化率的含义。２．加速度的概念及物理意义。［教学难点］1．理解加速度的概念，树立变化率的思想．2．区分速度、速度的变化量及速度的变化率．3．利用图象来分析加速度的相关问题．［课时安排］１课时［教学过程］一、导入新课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教师引导学生三种车辆速度随时间的变化规律,分析比较发现:三种车辆的速度均是增大的,但它们速度增加得快慢不同。我们知道运动快慢用速度来比较。那么,如何比较不同物体速度变化的快慢呢?如何描述？二、新授（一）加速度提问:速度的变化量指的是什么？(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。)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，必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。为此，我们引入加速度的概念。1．加速度的定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值tva２．物理意义：描述速度变化快慢的物理量。３．单位：米/秒2（m/s2）就像平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均加速度与瞬时加速度之分。4.平均加速度和瞬时加速度：①运动物体在一段时间内（或一段位移内）的速度变化量与这段时间的比值叫这一段时间（或这一段位移）内的平均加速度。②物体在某一时刻（或某一位置）的加速度称为瞬时加速度。（二）加速度方向与速度方向的关系加速度也是矢量，它不仅有大小，也有方向，方向与速度变化的方向相同。加速度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。[例题1]做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。分析讨论：（1）火车40s秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系？（2）汽车2s内速度的改变量是多少？方向与其初速度方向有何关系？（3）两物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？分析(1)物体：物体作匀变速直线运动，40秒内属于的改变量为smsmsmv/10/10/20，方向与速度方向相同，2/25.040/10smssmtva方向v方向相同，即a与v方向相同。分析(2)物体：物体作匀变速直线运动，5秒内速度的改变量为smsmsmv/10/10/0/，说明v与v方向相反。2///52/10smssmtva，说明a方向与v方向相同，与v方向相反，作匀减速直线运动。强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。总结：在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反。匀加速直线运动：0vv，v为正值，a0，a与0v方向一致。匀减速直线运动：0vv，v为负值，a0，a与0v方向相反。加速度和速度的区别：①它们具有不同的含义：加速度描述的是速度变化的快慢，速度描述的是位移变化的快慢．加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间共同决定，与速度本身以及速度变化多少无必然联系。②速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大；速度变化量大，加速度不一定大。加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零．（三）从v-t图象看加速度学生观看教材，教师引导学生回答下列问题：（1）速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度时间图象？（2）图1.5-3中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象，通过图象比较两物体运动的异同点？（3）在图象中如何表示出物体运动加速度的大小？明确：在v-t图像中，图像的斜率在数值上等于加速度．匀变速直线运动的v-t图像是一条直线，直线的斜率的数值等于其加速度．速度一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，就画出了速度一时间图象。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．还可以用加速度的定义式a＝△v/△t来定量求加速度，从而比较加速度的大小。三、视野拓展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。