5 速度改變快慢的描述——加速度

從容說(shuō)課
加速度是力學(xué)的重要概念，也是高一年級(jí)物理課中較難懂的概念.在學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)中，與加速度有關(guān)的現(xiàn)象不多，這就給學(xué)習(xí)加速度概念帶來(lái)困難.教材先列舉轎車和旅客列車的加速過(guò)程，讓學(xué)生討論它們速度的快慢以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí).教材還展示飛機(jī)的起飛過(guò)程，要求學(xué)生從具體問(wèn)題中了解“速度快”“速度變化大”“速度變化快”的含義不同，并且又在旁批中指出“物體運(yùn)動(dòng)的快慢”與“運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢”不同.在此基礎(chǔ)上，通過(guò)飛機(jī)起飛和炮彈射出過(guò)程的具體數(shù)字運(yùn)算引出平均加速度，進(jìn)而說(shuō)明瞬時(shí)加速度.同時(shí)指出了加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)中加速度與速度方向的關(guān)系.通過(guò)瞬時(shí)加速度得出直線運(yùn)動(dòng)的這一物理運(yùn)動(dòng)模型.在學(xué)習(xí)加速度概念后，又通過(guò)上節(jié)課學(xué)習(xí)的速度時(shí)間圖象進(jìn)一步說(shuō)明怎樣在圖象中找到加速度，讓學(xué)生通過(guò)速度時(shí)間圖象加深對(duì)加速度概念的認(rèn)識(shí)和對(duì)圖象的理解，是對(duì)圖象認(rèn)識(shí)的深化和提高.變化率是生活中的常用概念，教材在“科學(xué)漫步”欄目中深入、細(xì)致地介紹了一般情況下的變化率，有助于學(xué)生理解速度是位置的變化率，加速度是速度的變化率.
要想正確理解加速度的物理意義，掌握加速度的定義公式，學(xué)生必須具有較高的抽象思維能力.可是，學(xué)生首次碰到加速度概念時(shí)是 剛剛考入高中不久，不少學(xué)生抽象思維能力不高，難以理解加速度的意義和定義公式.為了降低難度，現(xiàn)行教材均把勻變速直線運(yùn)動(dòng)和加速度合為一節(jié)，只限于討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的加速度，只研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度定義、公式、意義、單位、方向.沒(méi)有研究加速度的測(cè)量方法，沒(méi)有討論加速度的合成與分解，沒(méi)有涉及加速度的成因，只在以后各章節(jié)中才把加速度的概念逐步擴(kuò)充到一般變速運(yùn)動(dòng)中的瞬時(shí)加速度.因此，在確定加速度目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該注意教材處理的這一實(shí)際情況，逐步到位，不能一步到位.否則，教學(xué)目標(biāo)制定過(guò)高，學(xué)習(xí)難度太大，不僅不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，影響教學(xué)效率的提高，而且易于在學(xué)生中產(chǎn)生物理難學(xué)的心里障礙，對(duì)今后的物理學(xué)習(xí)也會(huì)產(chǎn) 生負(fù)面影響.當(dāng)然，也不能把教學(xué)目標(biāo)制定得太低，這是不利于物理課堂教學(xué)效率提高的.
對(duì)物體運(yùn)動(dòng)速度的變化的認(rèn)識(shí)是加速度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.教師在充分利用教材所提供的幾個(gè)具體例子的基礎(chǔ)上，挖掘?qū)W生身邊更為熟悉的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明“生活中有許多物體運(yùn)動(dòng)速度在變化”.圍繞教材中的問(wèn)題進(jìn)行討論與交流后，為了幫助學(xué)生更深刻認(rèn)識(shí)物體運(yùn)動(dòng)的速度變化的快慢，我們通過(guò)列表比較的方法，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行計(jì)算，體會(huì)加速度的意義.在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生明白，物體位置變化的快慢由速度描述，而速度變化的快慢由加速度描述.物體的位置、速度、加速度形成一個(gè)層次遞增的關(guān)系：

三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.理解加速度的意義，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量.知道它的定義、公式、符號(hào)和單位，能用公式a= 進(jìn)行定量計(jì)算.
2.知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系，會(huì)根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng).
3.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的含義，能從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象理解加速度的意義.
過(guò)程與方法
1.經(jīng)歷將生活中的實(shí)際上升到物理概念的過(guò)程，理解物理與生活的聯(lián)系，初步了解如何描述運(yùn)動(dòng).通過(guò)事例，引出生活中物體運(yùn)動(dòng)的速度存在加速和減速的現(xiàn)實(shí)，提出為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.
2.幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)得出加速度.
3.教學(xué)中從速度— 時(shí)間圖象的角度看物體的加速度，主要引導(dǎo)學(xué)生看傾斜直線的“陡度”（即斜率），讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)據(jù)求加速度.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.利用實(shí)例動(dòng)畫(huà)激發(fā)學(xué)生的求知欲，激勵(lì)其探索的精神.
2.領(lǐng)會(huì)人類探索自然規(guī)律中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，理解加速度概念的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的意義，培養(yǎng)學(xué)生區(qū)分事物的能力及學(xué)生的抽象思維能力.
3.培養(yǎng)合作交流的思想，能主動(dòng)與他人合作，勇于發(fā)表自己的主張，勇于放棄自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn).
教學(xué)重點(diǎn)
1.加速度的概念建立和加速度與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
2.加速度是速度的變化率，它描述速度變化的快慢和方向.
教學(xué)難點(diǎn)
1.理解加速度的概念，樹(shù)立變化率的思想.
2.區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率.
3.利用圖象來(lái)分析加速度的相關(guān)問(wèn)題.
教具準(zhǔn)備
多媒體課件，帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車及砝碼等.
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
［新課導(dǎo)入］
【討論與交流】
利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車、運(yùn)動(dòng)員等錄像，提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考討論.誰(shuí)的速度“增加”得快？如何來(lái)表示增加的快慢？
課件展示：某競(jìng)賽用的跑車啟動(dòng)時(shí)，3.87 s內(nèi)速度達(dá)到100 km/h，某高速列車啟動(dòng)時(shí)，265 s內(nèi)速度 達(dá)到250 km/h，自行車9 s內(nèi)速度達(dá)到15 m/s，而100 m跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)，0.2 s內(nèi)速度達(dá)到12 m/s.
師：試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出這些物體啟動(dòng)時(shí)，速度的增加量和1 s內(nèi)速度的增加量，并填入下列表格：
啟動(dòng)物體速度增加量（m/s）1 s內(nèi)速度的增加量（m/s）速度增加的快慢程度（最快、較快、較慢、最慢）
競(jìng)賽用跑車
高速列車
自行車
運(yùn)動(dòng)員
生：計(jì)算可以得到如下數(shù)據(jù)：
啟動(dòng)物體速度增加量（m/s）1 s內(nèi)速度的增加量（m/s）速度增加的快慢程度
（最快、較快、較慢、最慢）
競(jìng)賽用跑車27.87.2較快
高速列車69.40.26最慢
自行車151.7較慢
運(yùn)動(dòng)員1260 最快
師：很明顯，這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)物體速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，且速度增加大的不一定就增加得快.為了描述物體運(yùn)動(dòng)中速度變化的快慢，人們引入了加速度的概念——加速度是用來(lái)描述速度變化的快慢的物理量.
［新課教學(xué)］
一、加速度
師：請(qǐng)回憶一下我們是怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)位置的變化的？例如在直線運(yùn)動(dòng)中，物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，如下圖1－5－1所示.

圖1－5－1
建立數(shù)軸AB，設(shè)A點(diǎn)在數(shù)軸上的讀數(shù)x1（一維位置坐標(biāo)，下同）為2 m，B點(diǎn)在數(shù)軸上的讀數(shù)x2為7 m，則物體運(yùn)動(dòng)位置的變化大小為多少？
生：Δx=x2－x1=7 m－2 m=5 m，方向由A指向B.
師：如果物體從A到B是做勻速運(yùn)動(dòng)，如果所用時(shí)間為t=10 s，怎樣求這段過(guò)程中物體的速度？
生：物體運(yùn)動(dòng)的速度v= = m/s=0.5 m/s
方向從A指向B.
師：如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，同樣在10 s內(nèi)，速度從2 m/s增加到7 m/s，怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)的速度增加的快慢呢？
生：用物體速度的增加量除以所用的時(shí)間來(lái)描述這段過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)速度增加的快慢.[來(lái)源:Zxxk.Com]
師：如果用符號(hào)a表示物體速度增加的快慢，Δv表示物體的速度變化量，Δt表示物體的速度變化所用的時(shí)間，那么用公式如何表達(dá)呢？
生：a= = m/s2=0.5 m/s2.
師：不同物體的運(yùn)動(dòng)，速度變化的快慢往往是不同的，再看下面的例子.
案例1：飛機(jī)的速度由0增加到約300 km/h，飛機(jī)的速度的變化是多少？若發(fā)生這一變化用時(shí)約30 s，則物體的速度平均每秒增加多少？
案例2：迫擊炮射擊時(shí)，炮彈在炮筒中的速度在0.005 s內(nèi)就可以由0增加到250 m/s，炮彈速度的變化與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值是多少？
學(xué)生討論后回答.
生1（回答第一個(gè)案例）：300 km/h約相當(dāng)于83 m/s，a= = m/s2=2.8 m/s2.
生2（回答第二個(gè)案例）：a= = m/s2=5×104 m/s2.
師：上述方法就是變速直線運(yùn)動(dòng)中，描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢的基本思路和基本方法.其中的a= 是變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的基本定義式.
在國(guó)際單位制中，加速度的單位是m/s2，讀作米每二次方秒.
師：加速度也是矢量，不僅有大小，也有方向.
當(dāng)物體加速時(shí)，則Δv=v2－v1＞0，時(shí)間Δt是標(biāo)量，加速度a的計(jì)算值為正值，如果以初速度的方向?yàn)檎�方向（即初速度v0取正值），a為正值則可表示a的方向與初速度的方向相同，或反過(guò)來(lái)說(shuō)，若加速度a與初速度同向時(shí)，則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng).
當(dāng)物體是減速時(shí)，則Δv=v2－v1＜0，時(shí)間t是標(biāo)量，加速度a的計(jì)算值為負(fù)值，如果仍以初速度的方向?yàn)檎�方向（即初速度v0取正值），a為負(fù)值則可表示a的方向與初速度的方向相反，或反過(guò)來(lái)說(shuō)，若加速度a與初速度反向時(shí)，則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為減速運(yùn)動(dòng).
在未學(xué)到“牛頓第二定律”之前，也可以用兩輛汽車以相同的速度變化率做勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)，雖然速度變化快慢相同，但速度的變化情況不同，前者速度越來(lái)越大，后者則反之.啟發(fā)學(xué)生思考，只憑速度變化快慢（速度變化率的大�。┎荒芡耆�反映速度變化的規(guī)律，從而引出加速度不僅有大小，而且有方向，是矢量.
雖然不必讓學(xué)生從速度變化的方向去判斷加速度的方向，但是應(yīng)該讓學(xué)生知道：物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相同；做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相反.這是直線運(yùn)動(dòng)中（無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)）的普遍性結(jié)論.至于加速度的正、負(fù)問(wèn)題，只是在特定的條件下（v0取正值）判斷物體做勻加速還是勻減速運(yùn)動(dòng)的一種方法，這不是實(shí)質(zhì)性的結(jié)論，所以教學(xué) 中不必強(qiáng)化.也可類比v= 中速度v的方向與位移Δx的方向相同，理解a= 中速度a的方向與速度變化量Δv的方向相同.
師：閱讀課 文，說(shuō)說(shuō)什么是勻變速運(yùn)動(dòng).
生：如果物體的加速度保持不變，該物體的運(yùn)動(dòng)就是勻變速運(yùn)動(dòng).
師：如同平均速度與瞬時(shí)速度那樣，加速度也有平均和瞬時(shí)之分.在勻變速運(yùn)動(dòng)中，平均加速度與瞬時(shí)加速度有什么關(guān)系？
生：在勻變速運(yùn)動(dòng)中，其速度隨時(shí)間均勻變化（增加或減少），每時(shí)每刻的加速度，即瞬時(shí)加速度與一段時(shí)間內(nèi)的加速度，即平均加速度相同.
師：勻速直線運(yùn)動(dòng)可看成什么運(yùn)動(dòng)？
生：可看成加速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng).
【實(shí)驗(yàn)與探究】
課題：體驗(yàn)1 m/s2加速度究竟有多大.
實(shí)驗(yàn)器材：高度約為斜面長(zhǎng)度的十分之一的斜面（越光滑越好）.
體驗(yàn)方法：把斜面的高度調(diào)節(jié)為斜面長(zhǎng)度的十分之一（向?qū)W生講明），讓小球在斜面上滾下（注意觀察速度變化的快慢程度），小球在這個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度便大約是1 m/s2.它的含義是說(shuō)物體每秒鐘速度的改變量是1 m/s.
【討論與交流】
師：“上海磁懸浮列車的最高速度可達(dá)430 km/h，它的加速度一定很大.”這一說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？
生：不對(duì)，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管速度很大，加速度可以為零.
師：運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi)，速度的變化很小，它的加速度一定很小嗎？
生：不對(duì).由公式a= 可知，加速度等于速度的變化量和時(shí)間的比值，因而加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率.所謂某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率，是指單位時(shí)間內(nèi)該量變化的數(shù)值.變化率表示變化的快慢，不表示變化的大小.
【說(shuō)一說(shuō)】
日常生活中，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體說(shuō)它走多遠(yuǎn)，是指路程或位移，說(shuō)它走得多快，是指速度，而對(duì)加速度則沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的典型詞語(yǔ).一般只有籠統(tǒng)的“快”和“慢”，往往指的是速度，但有時(shí)也有一些說(shuō)法是模模糊糊地指加速度.請(qǐng)大家討論哪些說(shuō)法中指的是加速度？
生1：汽車的加速性能是汽車的一個(gè)很重要的參數(shù)，有人說(shuō)，我這車 好，啟動(dòng)快.
生2：在百米賽跑中，我們常說(shuō)某某同學(xué)素質(zhì)好，有很好的爆發(fā)力，起跑快.
【閱讀】
師：請(qǐng)學(xué)生閱讀教材第30頁(yè)“一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度”.
學(xué)生閱讀“一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度”后應(yīng)注意：
1.注意標(biāo)題后括號(hào)內(nèi)標(biāo)明的“a/（m?s－2）”的含義，注意養(yǎng)成時(shí)時(shí)關(guān)心物理單位的習(xí)慣.
2.閱讀汽車、電車、旅客列車、炮彈加速時(shí)的典型值，形成大小印象.
3.表中汽車急剎車時(shí)的加速度值為負(fù)值，這是什么含義？這是因?yàn)榧铀俣仁鞘噶�，不但有大小，而且有方向，而�?fù)號(hào)只表示其方向，不表示其大小.
師：加速度大小反映了什么?加速度的方向一定跟什么方向相同?
生：加速度大小反映了物體速度改變的快慢，加速度越大，速度改變得越快，加速度越小，速度改變得越慢.加速度的方向跟速度改變的方向總是相同.
師：加速度跟速度是否有關(guān)?
生：加速度和速度是兩個(gè)完全不同的物理量，加速度反映了物體速度改變的快慢，而速度反映了物體運(yùn)動(dòng)的快慢.不能根據(jù)加速度大小，判斷物體運(yùn)動(dòng)快慢（速度大�。�，也不能根據(jù)速度大小判斷速度改變的快慢（加速度大�。�，同樣不能根據(jù)加速度方向判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向（速度方向），也不能根據(jù)速度方向判斷物體速度改變的方向（加速度方向）.
師：物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定為正嗎?物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定為負(fù)嗎?
生：不一定.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向一定跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相反.但是，加速度是正值還是負(fù)值，與正方向的選取有關(guān)，若取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方向，則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正值，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值；若取運(yùn)動(dòng)的反方向?yàn)檎�方向，則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù)值，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為正值.
師：加速度增加的運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)，加速度減小的運(yùn)動(dòng)是減速運(yùn)動(dòng).這種認(rèn)識(shí)對(duì)嗎?如 果不對(duì)，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣根據(jù)加速度判斷物體的速度是增加還是減小?
生：不對(duì).加速度的大小反映的是速度變化的快 慢，并不能反映速度的大小.應(yīng)該根據(jù)加速度的方向和速度方向的關(guān)系，判斷速度增加還是減小.只要加速度方向跟速度方向相同，無(wú)論加速度大小如何變化，物體一定做加速運(yùn)動(dòng)；只要加速度方向跟速度方向相反，無(wú)論加速度大小如何變化，物體一定做減速運(yùn)動(dòng).
師：速度、速 度變化量及加速度有何區(qū)別?
生：速度是用來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于位移和所用時(shí)間的比值，而加速度 是用來(lái)表示物體 的速度變化快慢的物理量，它等于速度的變化量和時(shí)間的比值（速度的變化率）.加速度的大小只反映物體速度變化的快慢，不能反映物體運(yùn)動(dòng)的快慢，加速度大說(shuō)明物體速度變化得快，并不意味著物體就運(yùn)動(dòng)得快；加速度小說(shuō)明物體速度變化得慢，并不意味著物體運(yùn)動(dòng)得慢；加速度為零，說(shuō)明物體速度不變化，但并不意味著物體的速度為零，物體可能以很大的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).不僅速度大小和加速度大小沒(méi)有必然聯(lián)系，速度方向和加速度方向也沒(méi)有必然聯(lián)系.加速度方向與速度方向可能相同，也可能不相同.對(duì)于速度的變化量和加速度的區(qū)別，可根據(jù)加速度的定義a= 來(lái)理解，加速度是速度的變化率，而不是速度的變化量，加速度表示的是速度變化的快慢，而不是速度變化的多少，速度的變化量不僅與加速度有關(guān)，還與時(shí)間有關(guān).因此，根據(jù)加速度不能判斷速度變化的量的大小，反過(guò)來(lái)，根據(jù)速度變化量的大小也不能判斷加速度的大小.
師：加速度和速度的區(qū)別：
（1）速度大，加速度不一定大;加速度大，速度不一定大.
（2）速度變化量大，加速度不一定大.
（3）加速度為零，速度可以不為零;速度為零，加速度可以不為零.

【例題剖析】
（出示例題1）做勻加速運(yùn)動(dòng)的火車，在40 s內(nèi)速度從10 m/s增加到20 m/s，求火車加速度的大小.汽車緊急剎車時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在2 s內(nèi)速度從10 m/s減小到零，求汽車的加速度大小.
學(xué)生活動(dòng)并解答.
解析：這是利用公式a= 求解a的題目.火車的初速度、末速度、加速度和加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別用v0、vt、a和t表示.汽車的初速度、末速度、加速度和剎車的時(shí)間分別用v0′、vt′、a′、t′來(lái)表示.
①由于v0=10 m/s，vt=20 m/s，t=40 s，所以火車的加速度a= = m/s2=0.25 m/s2.
②由于v0′=10 m/s，vt′=0，t′=2 s，所以汽車的加速度
a′= = = m/s2=－5 m/s2.
答：火車的加速度的大小是0.25 m/s2,汽車緊急剎車時(shí)的加速度大小是5 m/s2，負(fù)號(hào)在這里表示汽車做減速運(yùn)動(dòng).
（出示例題2）判斷下列說(shuō)法是否正確.
①做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的加速度方向和速度方向總是相同.
錯(cuò).只有做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的加速度方向和速度方向相同.
②做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的速度變化越大，加速度越大.
錯(cuò).速度變化大，但不知所用時(shí)間的多少.
③做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的速度變化越快，加速度越大.
對(duì).
師：下面分組進(jìn)行探究：
探究1：某同學(xué)騎著自行車和學(xué)校百米冠軍賽跑.觀察并思考，起跑時(shí)誰(shuí)的加速度比較大些？將觀察結(jié)果與同學(xué)交流一下，得出較一致的結(jié)論.
參考：創(chuàng)造條件，親自觀察，培養(yǎng)有目的的觀察能力；加強(qiáng)交流，善于交流，增強(qiáng)協(xié)作精神.比較方法：相同時(shí)間內(nèi)，誰(shuí)的速度變化得快，誰(shuí)的加速度就大.
探究2：小球沿斜面的運(yùn)動(dòng)可近似看成是勻加速直線運(yùn)動(dòng).猜想一下，加速度的大小與哪些因素有關(guān)？（比較加速度的大小時(shí)，可通過(guò)觀察小球滾動(dòng)時(shí)速度改變的快慢來(lái)進(jìn)行）
要求：
（1）將猜想的結(jié)果互相討論，最后得出共同的猜想.若有條件，可以用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一下你的猜想.
（2）實(shí)驗(yàn)探究時(shí)要注意加強(qiáng)交流與合作，檢驗(yàn)猜想時(shí)要注意控制變量.
參考：（1）幾種可能猜想：小球的質(zhì)量、斜面的粗糙程度、斜面的傾角、斜面的長(zhǎng)短等（還有什么可能，你自己去猜想，這里給出的只是參考，并不一定是標(biāo)準(zhǔn)答案，要善于通過(guò)討論和交流最后得出正確的答案）.
（2）探究時(shí)，一定要先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，注意體會(huì)控制變量法.可保持其他量不變，研究小球質(zhì)量與加速度的關(guān)系；或研究粗糙程度與加速度的關(guān)系；研究?jī)A角與加速度的關(guān)系；研究長(zhǎng)度與加速度的關(guān)系等.
探究3：宇航員要從地球進(jìn)入空間站，可以由航天飛機(jī)來(lái)完成這一任務(wù).航天飛機(jī)在發(fā)射的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的加速度，最大加速度可以達(dá)到8g（g=9.8 m/s2），高重力加速度對(duì)人的身體會(huì)產(chǎn)生不良作用，甚至可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn).譬如，引起身體某些部位充血或缺血，如果大腦缺血，便會(huì)失去視覺(jué)和知覺(jué).類似實(shí)驗(yàn)表明，人體的姿勢(shì)與所能承受的加速度有關(guān)：當(dāng)人的身體與加速度的方向垂直時(shí)，人可以經(jīng)受15g的加速度達(dá)幾分鐘之久，而當(dāng)人的身體順著加速度方向時(shí)，最多只能經(jīng)受6g的加速度.
根據(jù)上述信息，回答下列問(wèn)題：
我國(guó)航天英雄楊利偉乘“神舟”五號(hào)升入太空和返回地面的過(guò)程，采取什么姿勢(shì)（站、坐、躺）較好？身體與加速度方向什么關(guān)系？
答案：躺倒 垂直
二、從v－t圖象看加速度
師：速度—時(shí)間圖象描述了什么問(wèn)題？怎樣建立速度—時(shí)間圖象？
生：速度—時(shí)間圖象是描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，它以時(shí)間軸為橫軸，以縱軸為速度軸，在坐標(biāo)系中將不同時(shí)刻的速度以坐標(biāo)的形式描點(diǎn)，然后連線，就畫(huà)出了速度—時(shí) 間圖象.
【思考與討論】
圖1－5－2中兩條直線a、b分別是兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象，哪個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度比較大？

圖1－5－2
教師引導(dǎo)，學(xué)生討論后回答.
學(xué)生在沒(méi)有學(xué)習(xí)斜率概念前，可以用陡度的“平緩”或“陡”來(lái)表述.
生：a直線的傾斜程度更厲害，也就是更陡些，而b相對(duì)較平緩.所以a的速度變化快，即a的加速度大，b的速度變化慢，加速度小.
師：我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點(diǎn)來(lái)找到這兩個(gè)點(diǎn)間的速度變化量Δv，時(shí)間間隔Δt.
生：這樣就可以定量求加速度了，用加速度的定義式a= 就行了.
【課堂訓(xùn)練】
如1－5－3圖是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，從圖上求出各段的速度變化及加速度.

圖1－5－3
答案：OA段的速度變化為4 m/s，加速度為2 m/s2；AB段的速度變化為0，加速度也為0；BC段的速度變化為－4 m/s，加速度為－4 m/s2.
解析：速度的變化量等于變化后的速度減變化前的速度，即Δv=v－v0.速度的變化量也是矢量，正值表示速度增加，負(fù)值表示速度減小或反向.由圖可知：v0=0，vA=4 m/s，vB=4 m/s，vC=0.
所以O(shè)A段的速度變化量為ΔvAO=vA－vO=4 m/s
加速度為aAO= = m/s2=2 m/s2
AB段的速度變化量為ΔvBA=vB－vA=0
加速度為aBA=0
BC段的速度變化量為ΔvCB=vC－vB=－4 m/s
加速度為aCB= = m/s2=－4 m/s2.
［小結(jié)］
本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及這里的“加”并不是“增加”的意思，它反映的是速度變化快慢的程度.
速度、速度的變化量和加速度
速度等于位移跟時(shí) 間的比值.它是位移對(duì)時(shí)間的變化率，描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和運(yùn)動(dòng)方向.也可以說(shuō)是描述物體位置變化的快慢和位置變化的方向.速度越大，表示物體運(yùn)動(dòng)得越快（或位置變化得越快）.速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向.速度是狀態(tài)量，與時(shí)刻（或位置）相對(duì)應(yīng).
速度的變化量是描述速度改變的多少，它等于物體的末速度和初速度的矢量差.它表示速度變化的大小和變化的方向.在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，速度變化的方向與初速度的方向相同；在勻減速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的變化與初速度的方向相反.速度的變化與速度大小無(wú)必然聯(lián)系，速度大的物體，速度的變化不一定就大.速度的變化量是過(guò)程量，它對(duì)應(yīng)某一段時(shí)間（或某一段位移）.
加速度是速度的變化與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值.也就是速度對(duì)時(shí)間的變化率，在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化.它描述的是速度變化的快慢和變化的方向.加速度的大小由速度變化的大小和發(fā)生這一變化所用時(shí)間的多少共同決定，與速度本身的大小以及速度變化的大小無(wú)必然聯(lián)系.加速度大表示速度變化快，并不表示速度大，也不表示速度變化大.加速度是矢量，它的方向就是速度變化量Δv的方向，與速度方向無(wú)必然聯(lián)系.加速度是狀態(tài)量，與時(shí)刻（或位置）相對(duì)應(yīng).
可以從速度時(shí)間圖象中傾斜直線的陡緩定性看出加速度的大小，也可以從圖象中定量求出加速度的大小.
［布置作業(yè)］
教材第31頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí).”
［課外訓(xùn)練］
1.下列關(guān)于加速度的描述中，正確的是
A.加速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間里速度的變化
B.當(dāng)加速度與速度方向相同且又減小時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)
C.速度方向?yàn)檎�，加速度方向�(yàn)樨?fù)
D.速度變化越來(lái)越快，加速度越來(lái)越小
2.關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是
A.速度變化得越多，加速度就越大
B.速度變化得越快，加速度就越大
C.加速度方向保持不變，速度方向也保持不變
D.加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小
3.如圖1－5－4所示是一個(gè)物體向東運(yùn)動(dòng)的速度圖象.由圖可知在0～10 s內(nèi)物體的加速度大小是_______，方向是_______；在10～40 s內(nèi)物體的加速度為_(kāi)______，在40～60 s內(nèi)物體的加速度大小是________，方向是______.

圖1－5－4
4.一輛在公路上以72 km/h運(yùn)行的汽車，在遇到紅燈時(shí)，司機(jī)立刻采取制動(dòng)措施，經(jīng)5 s汽車停止前進(jìn).問(wèn)該汽車的加速度為多大？方向怎樣？
5.某同學(xué)在一次上體育課時(shí)練習(xí)跑步，我們把這名學(xué)生跑步的路線簡(jiǎn)化為單方向直線運(yùn)動(dòng).設(shè)某時(shí)刻速度的大小為4 m/s，2 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s，在這1 s內(nèi)該同學(xué)的平均加速度大小為多少？
參考答案
1.答案：A
解析：由加速度公式a= 可知，加速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間里速度的變化.故A正確.當(dāng)加速度與速度方向相同時(shí)，速度增大.故B錯(cuò)誤.速度方向?yàn)檎�，加速度方向可以為正（速度增加）也可以為�?fù)（速度減小），故C錯(cuò)誤.加速度表征速度變化的快慢，速度變化越來(lái)越快，加速度越來(lái)越大.故D錯(cuò)誤.
2.答案：B
解析：速度變化得越多，是指Δv越大，但若所用時(shí)間t也很大，則Δv/t就不一定大，故A錯(cuò).
速度變化得越快，是指速度的變化率Δv/t越大，即加速度a越大，B正確.
加速度方向保持不變，速度方向可能變，也可能不變，當(dāng)物體做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，v=0以后就可能反向運(yùn)動(dòng).故C錯(cuò).
物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若加速度的方向與速度方向相同，盡管加速度在變小，但物體仍在加速，直到加速度a=0時(shí)，速度就達(dá)到最大了.故D錯(cuò).
3.答案：3 m／s2 與速度方向相同 0 1.5 m／s2 與速度方向相反
解析：在0～10 s內(nèi)由圖象可以看出速度是增加的：由0增至30 m／s，因此其加速度大小為 m/s2=3 m/s2.這段運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)，故加速度與速度方向相同，向東.在0～40 s內(nèi)，速度為30 m/s不變，故其加速度為0；在40～60 s內(nèi)，速度由30 m／s變?yōu)?，是勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為1.5 m/s2，方向與速度方向相反.
4.答案：4 m/s2，其方向與初速度的方向相反.
解析：已知汽車運(yùn)動(dòng)的初速度，末速度等于零，又知減速時(shí)間，假設(shè)汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，v0＝72 km/h=20 m/s由a= 得a= m/s2=－4 m/s2
由于算出的加速度為負(fù)值，所以加速度大小為：4 m/s2，其方向與初速度的方向相反.
5.答案：3 m/s2.
解析：由a= = 得
a= m/s2=3 m/s2.

板書(shū)設(shè)計(jì)
5 速度變化的快慢——加速度
速度表示運(yùn)動(dòng)的快慢v
速度的改變表示速度的變化Δv=vt－v0
加速度表示速度變化的快慢

定義速度的變化量跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值
公式a=

單位m/s2
矢量性方向與速度變化的方向相同
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)加速度恒定
速度圖象速度隨時(shí)間變化的關(guān)系從傾斜直線的斜率可以求出加速度
活動(dòng)與探究
探究課題：從日常生活中搜集必要的材料，做一個(gè)加速度計(jì).
步 驟學(xué)生活動(dòng)教師指導(dǎo)目的
1上網(wǎng)或到圖書(shū)館查閱相關(guān)資料，收集材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.介紹相關(guān)資料和參考材料.1.讓學(xué)生從制作過(guò)程中體驗(yàn)加速度在生活中的應(yīng)用.
2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力.
2根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.解答學(xué)生提出的具體問(wèn)題.
3相互交流活動(dòng)的感受，寫(xiě)出 實(shí)驗(yàn)報(bào)告.對(duì)優(yōu)秀成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、展覽.
參考資料
如圖1－5－5所示，取一根細(xì)線，在其一端拴一泡沫塑料塊（或小木塊），另一端則固定在大可樂(lè)瓶的瓶蓋上，在瓶中灌滿水，旋緊瓶蓋后使瓶倒置，就做成了一個(gè)加速度計(jì).

圖1－5－5
（1）把瓶抱在手中，當(dāng)你站立不動(dòng)、勻速、加速和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
（2）當(dāng)你乘坐公交車時(shí)，注意觀察汽車行駛、啟動(dòng)、剎車以及轉(zhuǎn)彎時(shí)，泡沫塑料塊和線有何變化.
（3）當(dāng)你以不同的加速度加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
加速度計(jì)的工作原理如圖1－5－5所示，當(dāng)泡沫塑料塊隨瓶向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度a= = tanα= gtanα.通過(guò)細(xì)線偏離豎直方向的偏向和夾角，可確定瓶的加速度的大小和方向.根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平，加速度計(jì)的工作原理可在學(xué)完牛頓運(yùn)動(dòng)定律后介紹.


本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/67545.html

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