1、第五节 速度变化快慢的描述加速度三维教学目标（一）知识与技能 1、理解加速度的定义2、知道什么是匀变速运动3、会根据v一t图象分析加速度（二）过程与方法 1经历科学探究过程，认识科学探究的意义，会用控制变量的方法研究运动问题，验证物理规律。 2通过加速度的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。 （三）情感态度与价值观 1能领略运动的奇妙与和谐，发展研究运动的好奇心，乐于探究运动规律，体验探索规律的艰辛与喜悦。 2培养参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的运动学问题。 重难点聚焦重点： 加速度定义及
2、物理意义难点： 加速度的定义及用图像分析新教材解读一、教材分析 加速度是力学中的重要概念，也是高一年级物理课较难懂的概念。在学生的生活经验中，与加速度有关的现象不多，这就给学生理解加速度概念带来困难。为此，教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程，让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性认识。教材还展示飞机的起飞过程，要求学生从具体问题中了解“速度快”“速度变化大”“速度变化快”的含义不同，又在旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同。在此基础上再说明平均加速度的意义，进而说明瞬时加速度。对重要的v一t图象，教材又设置一个“思考与讨论”，让学生通过v一t图象加深对加速度的认识
3、和对图象的理解。考虑到变化率概念对理解速度、加速度的重要性和理解后续课程许多问题的重要性，教材在“科学漫步”栏目中较深人、细微地介绍了一般情况下的变化率概念。二、内容详解 （一）、加速度1加速度 (1)定义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，它等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 (2)表达式：a=v/t式中：v表示速度的变化量，如果用vt表示末速度，用v。表示初速度，则vvtv。，故也可写成 (3)单位：ms2(4)矢量性：加速度既有大小，也有方向，是矢量直线运动中加速度a的方向与动量变化量v的方向相同 2速度v、速度变化量v、加速度a的区别 (1)速度是运动状态量，对应于某一时刻(
4、或某一位置)的运动快慢和方向 (2)速度变化vvt一v。是运动过程量，对应于某一段时间(或发生某一段位移)，若取v。为正，则v0表示速度增加，vv。，a0，加速度为正，表示加速度方向与初速度方向相同 对匀减速直线运动，vtv。，a0，加速度为负，表示加速度方向与初速度方向相反 (2)匀变速直线运动的v一t图象是一条倾斜的直线，如图l52甲为匀加速直线运动的v一t图象，图152乙为匀减速直线运动的v一t图象因此可根据匀变速直线运动的v一t图象求其加速度 (3)由于avt，而vt是v一t图象的斜率，它反映了图线的倾斜程度，因此可从图线的倾斜程度直接比较加速度的大小规律方法总结 1紧扣加速度的定义式
5、，理解其实质 2在直线运动中加速度的方向就是速度变化量的方向 3判断一种运动是否为匀变速直线运动，标准是看加速度是否恒定(包括大小和方向) 4计算加速度时，一般先取正方向，用正、负号表示各量，再进行计算典例剖析例1下列说法正确的是( ) A加速度就是增加出来的速度 B加速度反映了速度变化的大小 C加速度反映了速度变化的快慢 D加速度的方向与速度的变化量相同 思路点拨 加速度是速度的变化率，反映的是速度变化的快慢 解 CD 评析 本题的目的是加深同学们对速度变化量v=v一v。与速度变化率(即加速度)的联系与区别的认识 例2 足球以10 ms的速度水平飞向墙壁，碰到墙壁经O1 s后以8 ms的速度
6、沿同一直线反弹回来足球在与墙碰撞的过程中的平均加速度为( ) A2 ms，方向垂直墙壁向里 B2 ms，方向垂直墙壁向外 C18 ms，方向垂直墙壁向里 D18 ms，方向垂直墙壁向外 思路点拨 加速度是矢量处理一维空间的矢量加减运算问题的方法就是规定一个正方向，通过正负号代表方向这样就可以通过代数运算法则来计算 如图117所示，设初速度方向为正方向，则： v。10 ms，v一8 ms(负号表示与规定的正方向相反) 平均加速度的方向与初速度的方向相反，即垂直墙壁向外 解 D 评析 理论上规定正方向是任意的但是在运动学矢量体系中我们一般规定初速度的方向为正方向在一条直线上(也叫一维空间)的矢量问
7、题，正、负号的意义代表方向 例3 如图1一18所示是一质点做直线运动的vt图象质点在O2 s内做运动，加速度大小为_ms2；在24 s内做_运动在46 s内做_运动，加速度大小为_ ms2。 思路点拨 速度图线的斜率的物理意义是加速度的大小 解 O2 s质点做匀加速直线运动，加速度大小为：a1=2 ms224 s质点做匀速直线运动46 s质点做匀减速直线运动，加速度大小为a2=4 ms2评析 注意：斜率的正负代表加速度的正负认知思路加速度1、加速度定义2、匀变速直线运动定义1、加速度表达式2、与速度、速度变化无关从图像看加速度V-t图像课本问题与练习解答 2A.匀速直线运动的加速度为零，速度不
8、为零 B一物体的速度变化量比较大，但用的时间长，由a=v/t知，此物体的a有可 能比另一物体的a还小 C物体向东减速运动时，速度方向向东，加速度方向向西 D物体先以较大的加速度做匀加速直线运动，再以较小的加速度做匀加速直线运动，第二阶段和第一阶段相比，速度大的加速度小3 a物体的加速度最大，因为它的倾斜程度大知识链接背景资料学习加速度困难的原因加速度是运动学中极为抽象的概念，赵凯华教授和罗蔚茵教授在新概念物理教程力学中明确指出：“这是人类认识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念”(第18页)对一个抽象概念，我们要根据自己的经验来认识、理解和掌握，对作为速度变化率的加
9、速度，我们很难利用日常的感觉经验来建立这个概念，我们观察周围物体的运动时，对物体的运动轨迹、路程、位移、快慢、运动方向等有足够丰富的、生动的感性认识，这对我们建立速度概念是很有用的，即使这样，我们用极限思想准确建立瞬时速度概念都有相当困难。在我们的感觉经验中，与加速度概念有关的现象不多，自然给加速度概念的建立带来许多困难。另一方面，加速度是速度矢量的变化率，从理论上说，速度矢量变化率包含丰富内容，深入理解有一定困难。如果考虑旋转参考系中的科里奥利加速度，理解就更为困难。初学高中物理的学生，一开始学习矢量已感到有困难，对瞬时速度矢量觉得抽象，现在要理解速度矢量的增量、变化率概念当然是很困难的，特
10、别是对质点的曲线运动，速度方向变化时的法向加速度的理解就更为困难。从历史上看，伽利略是第一个提出并研究加速度概念的科学家，对加速度概念的提出，著名哲学家罗素评价道：“加速度的基本重要性，也许是伽利略所有发现中最具有永久价值和最有效果的一个发现”。爱因斯坦指出：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。“今天我们难以估量，在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时，该显示出多么大的想像力。”由此可见，初学物理的人只能由浅入深、循序渐进地理解加速度概念。一般先研究简单的直线运动中的加速度，再进一步研究复杂的曲线运动中的加速度。我
11、们日常经验中对汽车的起步、制动，百米运动员的起跑等有一定的感性认识，这些变速直线运动的例子对我们理解加速度有帮助。抛体运动、圆周运动等实例也有助于我们对曲线运动中的加速度的理解。多年来，在高中物理教材和初等物理书籍中，一般先研究匀变速直线运动中的加速度，再逐步研究一般变速直线运动中的加速度、抛体运动中的加速度、匀速圆周运动的加速度，最后研究一般曲线运动中的切向加速度和法向加速度，从运动学中的加速度到从动力学说明加速度是力产生的。一般说，质点运动速度随时间变化v=v(t)，质点的加速度也随时间变化a=a(t)，有时候有的同学提出疑问：为什么不再引人一个描述加速度变化快慢的物理量?这不是一个没有意
12、义的问题，从运动学角度看，引入加速度来研究变速运动问题已经够用了，另一方面，只有把运动学与动力学紧密结合起来才能深刻理解机械运动的规律，从经典力学的基本规律牛顿定律F=ma看，力F产生加速度a，力与加速度的变化率无关，当质点速度vc，从狭义相对论看，力也与加速度的变化率无关，所以，没有必要引入加速度的变化率，有人指出，加速度的变化率能引起人的心理效应，车辆的平稳加速(即加速度基本不变)人感到舒服，否则人感到不舒服。素质提升一、选择题 1下列说法错误的是( ) A速度大的物体加速度一定也大 B加速度大的物体速度一定也大 C速度为零的物体，加速度一定也为零 D加速度为零的物体，速度也一定为零 2下
13、列描述的各种情况，可能存在的是( ) A物体的速度变化很大，加速度却很小 B物体的加速度很大，速度变化却很小 C物体的速度在增加，加速度却在减小 D物体的加速度为负值，速度却为正值 3如图1一19所示是一个质点做直线运动的位移一时间图象，质点的加速度与速度方向相同的时间间隔是( )A前2 s内 B前4 s内 C前2 s内及6 s到8 s间 D前2 s内及第6 s内 4为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动)，某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片，如图120所示拍摄时每隔2 s曝光一次，轿车车身总长为45 m，那么这辆轿车的加速度大小约为( ) A1
14、ms2 B2 ms2 C3 ms2 D4 ms2实验与探究【做一做】 请阅读如下一段文字：步枪枪管的子弹从初速度为零开始，经过了0.002 s的时刻，子弹离开枪管被射出，枪管的位移是O5 m，已知子弹射出枪管时的平均速度是600 ms，从而可以计算出子弹在枪管内的加速度为3x105ms2 试分析文中的黑体字标示的物理概念是否准确，如果不准确，请你修改。 【想一想】 12000年8月18日，新闻联播中报道，我国空军研究人员在飞机零高度、零速度的救生脱险方面的研究取得成功报道称：由于飞机发生故障大多数是在起飞、降落阶段，而此时的高度几乎为零高度另外在飞行过程中会出现突然停机现象，在这种情况下，飞行员脱险非常困难为了脱离危险，飞行员必须在O1 s的时间内向上弹离飞机，若脱离飞机的速度为20 ms，试判断一下弹离过程中的加速度多大? 答案：200 ms2 2有些国家的交管部门为了交通安全，特制定了死亡加速度为500g(g10 ms2)这一数值以警示世人意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险这么大的加速度，一般车辆是达不到的，但是如果发生交通事故时，将会达到这一数值试判断：两辆摩托车以36 kmh的速度相向而撞，碰撞时间为210-3 s，驾驶员是否有生命危险?答案：有危险
