5速度变化快慢的描述──加速度获奖说课稿

5　速度变化快慢的描述─… 高中物理       人教2003课标版

1．知识与技能

（1）理解加速度的概念，理解加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位．

（2）知道加速度是矢量，知道加速度方向的确定方法，会区分加速度与速度、速度的变化以及速度的变化率．

（3）知道什么是匀变速直线运动，知道匀变速直线运动是加速度大小和方向都不变的运动．会用匀变速直线运动的图象求加速度．

2．过程与方法

通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，提高学生的比较、分析问题以及解决问题的能力，培养学生逻辑思维能力．

3．情感、态度与价值观

（1）培养学生善于区分事物的能力及学生的抽象思维能力．

（2）增强学生的交通安全意识．

对刚进入高中的学生，仍处于从形象思维向抽象思维的过渡时期；而这一节是概念课，但加速度的概念不像质点等的概念那样，质点概念虽然抽象，但由于学生有直觉思维基础，还是比较容易理解的，而加速度这个概念具有“动态性”，对学生来说更加抽象，更加难以理解．加速度是力学中的重要概念之一，也是高中一年级物理课中比较难懂的概念，所以基于学生情况必须改变教学策略，以便更好地落实知识和能力的培养．正因为学生处于形象思维向抽象思维的过渡时期，所以要让学生首先感受．让他们感受的第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体的速度变化有快有慢，从而自然地引入“加速度”这个物理量来描述运动物体的速度变化快慢程度．用这种循序渐进的方式来逐步培养学生们的良好学习习惯，同时还可以联系同学们的学习实际，对同学们进行情感态度和价值观的教育．

教学中用小朋友长高的快慢，树木增长的快慢类比，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考．通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神．

本节的重点:  加速度的重要性还体现在它是运动学与动力学的桥梁．对加速度的概念及物理意义的理解．

本节的难点:  学生对“速度的大小与加速度的大小没有直接的关系，速度变化大，加速度不一定大”的理解以及加速度方向的理解有一定的困难

导入新课

为充分调动学生的积极性和使学生的思维发展能循序渐进，不感觉知识出现的突然性和为什么要有加速度概念等一系列问题，特设计了一组直观感受实验，让学生在直观感受与思维碰撞中学知识．引课方式如下：

多媒体动画列举物体的运动：

（1）火车进站与“神舟六号”发射

（2）公共汽车启动与刹车

教师演示：①氢气球松手后上升；②石子竖直方向上的减速上升与加速下降．请学生观察、分析得出：物体有速度、速度在变化、速度改变有快有慢．给学生设置障碍与悬念，激活其思维，促使其猜想与假设．

请同学们比较速度变化快慢的情况怎样．由于同学们无法用肉眼看出，这样便给学生设置了障碍和悬念，为学生的猜想与假设，以及继续自主探究奠定了基础．速度改变的快慢不仅和速度改变的大小有关，还和速度改变所用的时间有关，为了描述速度改变的快慢，引进一个新的物理量——加速度．如此便顺利导入新课．

推进新课

这一节为概念课，一般对概念课的教学方法主要有两种，一种是直接给出概念或定义，然后对此进行巩固练习，加深理解；另一种是提供一大堆数据或物理现象，归纳出共同点，然后给出概念，再巩固练习，加深理解．对加速度概念的得出应采用第二种方法为好．因为它是从易到难，从现象到本质，从形象到抽象，符合学生的思维发展规律，容易为学生所接受，具有探究性的特点；让学生用探究的方法，走一遍加速度概念的建立过程，应当是学生掌握加速度概念的最有效途径．而且，这也是创新精神的反映，所以本节课围绕“探究性”而展开．

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？绝大多数教师只是提供一堆现有数据或自己造一堆数据，然后用列表的形式展示给学生，再由教师归纳得出结论．

这种方法虽然有效，但它缺乏科学性和可靠性，学生会误以为教师在“造假”．为避免这种不必要的质疑，为了让学生接触科学的真实，应让学生实际测量，现场采集数据．这样，既体现物理是以实验为基础的学科，体现了真实性、可靠性，又能激发学生的学习热情．所以必须要设计一个实验，在较短的时间内准确地测出一组速度值，然后学生才可以清晰地比较这两个小球的速度变化的快慢情况．

测速度的实验本身就是一个很好的探究资源，所以，上课时如果让学生思考讨论，学生会提供很多种方案．比如把汽车上的速度仪表拆下来装到研究物体上．比如利用交通警察查违章超速车辆的测速仪等等．但学生的这些方案可操作性不够，那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仪器．教材在第二章第一节才正式使用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，因此这里不宜使用打点计时器，所以，可行的方案：利用气垫导轨和光电计时器，比较两个小球的速度变化的快慢．教师向学生说明用挡光片的宽度除以时间即为物体在挡光处的瞬时速度，记下相邻两个光电门所记录的时间，可以算出时间段，这样既测出了某个位置的速度，又测出了两个速度变化所用的时间，就可以比较速度变化的快慢了．再配以事先做好的课件，将测得的时间输入课件，很快可得速度值．然后用多媒体Flash动画向学生解释其原理，清楚又易懂．

学生活动设计：

（1）在老师已介绍实验装置和实验原理的基础上，学生亲自动手完成实验操作并记录数据．实验中，一只小球在轨道上的速度在慢慢增大，另一只小球在轨道上的速度增大得较快．

（2）分析实验数据，定量比较单位时间内速度的改变量．对于比较速度变化的快慢该以什么为依据有很大的帮助，可以让学生分组讨论，组长发表意见．教师引导，归纳得出加速度概念．

师生互动总结：

（1）定义：速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值．（文字语言描述加速度）

（2）公式：a＝（vt－v0）/t或a＝Δv/t（数据语言描述加速度）

（3）单位：m·s－2（读作：米每二次方秒）

（4）物理意义：表示速度改变快慢的物理量

引入加速度的概念后，通过有趣的实例体会加速度的实际应用．通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动．由于速度和加速度的重要性及其关联性，应引导学生对速度、速度的变化量及加速度进行比较、分析，以期对它们有更深入的理解．

可以用课堂讨论的方式向同学们强调两个问题：第一，速度、速度变化的大小和加速度的物理意义是完全不同的，速度变化大的加速度不一定大，还要看这一变化所用的时间；第二，加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系，例如高速公路上高速匀速行驶的汽车，它的加速度为零．

到这里，本节课的教学思路已基本形成，即学生主观感受（第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体速度变化有快有慢）——猜想与假设——提供物理模型——设置障碍实验——实验测量——收集与分析数据——得出加速度概念．这条探究之路已经很好地落实了本节课的重点，也即加速度概念及理解．

本节课的难点也即速度方向的理解如何来突破，下面的做法可帮助我们解决对加速度的深入理解．

加速度是矢量还是标量？若是矢量其方向与什么相同？

学生讨论活动教师提问并总结：

（1）因速度是矢量，速度变化也是矢量，所以加速度是矢量，且方向与速度变化量方向相同，在直线运动中，若加速度方向和速度同向，则物体一定加速，反之一定减速．通过具体的例子让学生体会到加速度有方向，说明加速度方向的确定和加速度正负的物理意义．如：A物体在2 s的时间内速度由3 m/s变为12 m/s，则它的加速度是多大？B物体在2 s的时间内速度由10 m/s变为4 m/s，它的加速度多大？再先让学生感受，让学生分组讨论，让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题，要说明具体问题一定需要另一个因素，这一因素即为加速度的方向，使学生有恍然大悟、豁然开朗之感．

（2）在匀变速直线运动中，因为速度均匀变化，故比值Δv/Δt为定值，即加速度的大小、方向保持不变．在速度—时间图象中，图象的斜率k＝Δv/Δt＝a，故斜率越大，速度变化越快，加速度越大，反之则相反．通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动，通过下面例题让学生分清加速度与速度、速度的变化以及速度的变化率的关系．

学生活动设计：

（1）在老师已介绍实验装置和实验原理的基础上，学生亲自动手完成实验操作并记录数据．实验中，一只小球在轨道上的速度在慢慢增大，另一只小球在轨道上的速度增大得较快．

（2）分析实验数据，定量比较单位时间内速度的改变量．对于比较速度变化的快慢该以什么为依据有很大的帮助，可以让学生分组讨论，组长发表意见．教师引导，归纳得出加速度概念．

巩固练习

1．下列所描述的运动中可能的是（　　）．

A．速度变化量很大，加速度很小

B．速度变化量的方向为正、加速度方向为负

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．速度很大的物体，加速度很小

教师点拨：由a＝Δv/Δt可知a方向与Δv的方向相同，而a大小并不是由Δv大小决定的，a的大小与Δv的大小也无必然的联系．

参考答案：AD

2．计算下列时间段内的加速度：

（1）一辆车从车站出发做匀加速直线运动，经10 s速度达到108 km/h.

（2）以40 m/s的速度运动的汽车，从某时刻起开始刹车，经8 s停下．

参考答案：（1）a＝＝ m/s2＝3 m/s2

（2）a＝＝ m/s2＝－5 m/s2

最后，为使物理知识回归生活，通过有趣的实例体会加速度的实际应用，向学生介绍“死亡加速度”的实例，分析和讨论为什么赛车手在比赛时要戴上头盔，开汽车时要系好安全带等实例，适时进行交通安全教育．

巩固练习

1．下列所描述的运动中可能的是（　　）．

A．速度变化量很大，加速度很小

B．速度变化量的方向为正、加速度方向为负

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．速度很大的物体，加速度很小

教师点拨：由a＝Δv/Δt可知a方向与Δv的方向相同，而a大小并不是由Δv大小决定的，a的大小与Δv的大小也无必然的联系．

参考答案：AD

2．计算下列时间段内的加速度：

（1）一辆车从车站出发做匀加速直线运动，经10 s速度达到108 km/h.

（2）以40 m/s的速度运动的汽车，从某时刻起开始刹车，经8 s停下．

参考答案：（1）a＝＝ m/s2＝3 m/s2

（2）a＝＝ m/s2＝－5 m/s2

最后，为使物理知识回归生活，通过有趣的实例体会加速度的实际应用，向学生介绍“死亡加速度”的实例，分析和讨论为什么赛车手在比赛时要戴上头盔，开汽车时要系好安全带等实例，适时进行交通安全教育．

加速度

．加速度

(1)加速度a＝，也称为“速度变化率”，表示单位时间内的速度变化量，反映了速度变化的快慢；

(2)加速度是矢量，其方向与速度变化量Δv的方向相同，但与v的方向无关；

(3)a＝是按比值定义法定义的物理量．a与Δv、Δt的大小无关，与速度v的大小也无关．v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．

2．判断物体加速运动和减速运动的方法

根据加速度方向和速度方向间的关系判断．只要加速度方向和速度方向相同，就是加速运动；只要加速度方向和速度方向相反，就是减速运动．这与加速度的变化和加速度的正、负无关．可总结如下：

3．从v－t图象看加速度

(1)斜率大小表示加速度的大小；

(2)斜率正负表示加速度的方向．

布置作业

1．教材第29页“问题与练习”第1、2、3、4题．

2．补充：沿光滑水平面以10 m/s运动的小球，撞墙后以原速度大小反弹，与墙壁接触时间为0.2 s，求小球在这段时间内的平均加速度．

习题详解

1．解答：100 km/h＝27.8 m/s

aA＝ m/s2＝2.46 m/s2

aB＝ m/s2＝2.11 m/s2

aC＝ m/s2＝1.79 m/s2.

2．解答：A．汽车做匀速直线运动时．

B．列车启动慢慢到达最大速度50 m/s，速度变化量较大，但加速时间较长，如经过2 min，则加速度为0.42 m/s2，比汽车启动时的加速度小．

C．汽车向西行驶，汽车减速时加速度方向向东．

D．汽车启动加速到达最大速度的过程中，后一阶段加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大．

3．解答：A的斜率最大，加速度最大．

aA＝0.63 m/s2，aB＝0.083 m/s2，aC＝－0.25 m/s2

aA、aB与速度方向相同，aC与速度方向相反．

4．解答：滑块通过第一个光电门的速度v1＝ cm/s＝10 cm/s

滑块通过第二个光电门的速度v2＝ cm/s＝27 cm/s

滑块加速度a＝＝ cm/s2＝4.8 cm/s2.

5　速度变化快慢的描述──加速度　

5　速度变化快慢的描述──加速度　

导入新课

为充分调动学生的积极性和使学生的思维发展能循序渐进，不感觉知识出现的突然性和为什么要有加速度概念等一系列问题，特设计了一组直观感受实验，让学生在直观感受与思维碰撞中学知识．引课方式如下：

多媒体动画列举物体的运动：

（1）火车进站与“神舟六号”发射

（2）公共汽车启动与刹车

教师演示：①氢气球松手后上升；②石子竖直方向上的减速上升与加速下降．请学生观察、分析得出：物体有速度、速度在变化、速度改变有快有慢．给学生设置障碍与悬念，激活其思维，促使其猜想与假设．

请同学们比较速度变化快慢的情况怎样．由于同学们无法用肉眼看出，这样便给学生设置了障碍和悬念，为学生的猜想与假设，以及继续自主探究奠定了基础．速度改变的快慢不仅和速度改变的大小有关，还和速度改变所用的时间有关，为了描述速度改变的快慢，引进一个新的物理量——加速度．如此便顺利导入新课．

推进新课

这一节为概念课，一般对概念课的教学方法主要有两种，一种是直接给出概念或定义，然后对此进行巩固练习，加深理解；另一种是提供一大堆数据或物理现象，归纳出共同点，然后给出概念，再巩固练习，加深理解．对加速度概念的得出应采用第二种方法为好．因为它是从易到难，从现象到本质，从形象到抽象，符合学生的思维发展规律，容易为学生所接受，具有探究性的特点；让学生用探究的方法，走一遍加速度概念的建立过程，应当是学生掌握加速度概念的最有效途径．而且，这也是创新精神的反映，所以本节课围绕“探究性”而展开．

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？绝大多数教师只是提供一堆现有数据或自己造一堆数据，然后用列表的形式展示给学生，再由教师归纳得出结论．

这种方法虽然有效，但它缺乏科学性和可靠性，学生会误以为教师在“造假”．为避免这种不必要的质疑，为了让学生接触科学的真实，应让学生实际测量，现场采集数据．这样，既体现物理是以实验为基础的学科，体现了真实性、可靠性，又能激发学生的学习热情．所以必须要设计一个实验，在较短的时间内准确地测出一组速度值，然后学生才可以清晰地比较这两个小球的速度变化的快慢情况．

测速度的实验本身就是一个很好的探究资源，所以，上课时如果让学生思考讨论，学生会提供很多种方案．比如把汽车上的速度仪表拆下来装到研究物体上．比如利用交通警察查违章超速车辆的测速仪等等．但学生的这些方案可操作性不够，那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仪器．教材在第二章第一节才正式使用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，因此这里不宜使用打点计时器，所以，可行的方案：利用气垫导轨和光电计时器，比较两个小球的速度变化的快慢．教师向学生说明用挡光片的宽度除以时间即为物体在挡光处的瞬时速度，记下相邻两个光电门所记录的时间，可以算出时间段，这样既测出了某个位置的速度，又测出了两个速度变化所用的时间，就可以比较速度变化的快慢了．再配以事先做好的课件，将测得的时间输入课件，很快可得速度值．然后用多媒体Flash动画向学生解释其原理，清楚又易懂．

学生活动设计：

（1）在老师已介绍实验装置和实验原理的基础上，学生亲自动手完成实验操作并记录数据．实验中，一只小球在轨道上的速度在慢慢增大，另一只小球在轨道上的速度增大得较快．

（2）分析实验数据，定量比较单位时间内速度的改变量．对于比较速度变化的快慢该以什么为依据有很大的帮助，可以让学生分组讨论，组长发表意见．教师引导，归纳得出加速度概念．

师生互动总结：

（1）定义：速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值．（文字语言描述加速度）

（2）公式：a＝（vt－v0）/t或a＝Δv/t（数据语言描述加速度）

（3）单位：m·s－2（读作：米每二次方秒）

（4）物理意义：表示速度改变快慢的物理量

引入加速度的概念后，通过有趣的实例体会加速度的实际应用．通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动．由于速度和加速度的重要性及其关联性，应引导学生对速度、速度的变化量及加速度进行比较、分析，以期对它们有更深入的理解．

可以用课堂讨论的方式向同学们强调两个问题：第一，速度、速度变化的大小和加速度的物理意义是完全不同的，速度变化大的加速度不一定大，还要看这一变化所用的时间；第二，加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系，例如高速公路上高速匀速行驶的汽车，它的加速度为零．

到这里，本节课的教学思路已基本形成，即学生主观感受（第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体速度变化有快有慢）——猜想与假设——提供物理模型——设置障碍实验——实验测量——收集与分析数据——得出加速度概念．这条探究之路已经很好地落实了本节课的重点，也即加速度概念及理解．

本节课的难点也即速度方向的理解如何来突破，下面的做法可帮助我们解决对加速度的深入理解．

加速度是矢量还是标量？若是矢量其方向与什么相同？

学生讨论活动教师提问并总结：

（1）因速度是矢量，速度变化也是矢量，所以加速度是矢量，且方向与速度变化量方向相同，在直线运动中，若加速度方向和速度同向，则物体一定加速，反之一定减速．通过具体的例子让学生体会到加速度有方向，说明加速度方向的确定和加速度正负的物理意义．如：A物体在2 s的时间内速度由3 m/s变为12 m/s，则它的加速度是多大？B物体在2 s的时间内速度由10 m/s变为4 m/s，它的加速度多大？再先让学生感受，让学生分组讨论，让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题，要说明具体问题一定需要另一个因素，这一因素即为加速度的方向，使学生有恍然大悟、豁然开朗之感．

（2）在匀变速直线运动中，因为速度均匀变化，故比值Δv/Δt为定值，即加速度的大小、方向保持不变．在速度—时间图象中，图象的斜率k＝Δv/Δt＝a，故斜率越大，速度变化越快，加速度越大，反之则相反．通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动，通过下面例题让学生分清加速度与速度、速度的变化以及速度的变化率的关系．

学生活动设计：

（1）在老师已介绍实验装置和实验原理的基础上，学生亲自动手完成实验操作并记录数据．实验中，一只小球在轨道上的速度在慢慢增大，另一只小球在轨道上的速度增大得较快．

（2）分析实验数据，定量比较单位时间内速度的改变量．对于比较速度变化的快慢该以什么为依据有很大的帮助，可以让学生分组讨论，组长发表意见．教师引导，归纳得出加速度概念．

巩固练习

1．下列所描述的运动中可能的是（　　）．

A．速度变化量很大，加速度很小

B．速度变化量的方向为正、加速度方向为负

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．速度很大的物体，加速度很小

教师点拨：由a＝Δv/Δt可知a方向与Δv的方向相同，而a大小并不是由Δv大小决定的，a的大小与Δv的大小也无必然的联系．

参考答案：AD

2．计算下列时间段内的加速度：

（1）一辆车从车站出发做匀加速直线运动，经10 s速度达到108 km/h.

（2）以40 m/s的速度运动的汽车，从某时刻起开始刹车，经8 s停下．

参考答案：（1）a＝＝ m/s2＝3 m/s2

（2）a＝＝ m/s2＝－5 m/s2

最后，为使物理知识回归生活，通过有趣的实例体会加速度的实际应用，向学生介绍“死亡加速度”的实例，分析和讨论为什么赛车手在比赛时要戴上头盔，开汽车时要系好安全带等实例，适时进行交通安全教育．

巩固练习

1．下列所描述的运动中可能的是（　　）．

A．速度变化量很大，加速度很小

B．速度变化量的方向为正、加速度方向为负

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．速度很大的物体，加速度很小

教师点拨：由a＝Δv/Δt可知a方向与Δv的方向相同，而a大小并不是由Δv大小决定的，a的大小与Δv的大小也无必然的联系．

参考答案：AD

2．计算下列时间段内的加速度：

（1）一辆车从车站出发做匀加速直线运动，经10 s速度达到108 km/h.

（2）以40 m/s的速度运动的汽车，从某时刻起开始刹车，经8 s停下．

参考答案：（1）a＝＝ m/s2＝3 m/s2

（2）a＝＝ m/s2＝－5 m/s2

最后，为使物理知识回归生活，通过有趣的实例体会加速度的实际应用，向学生介绍“死亡加速度”的实例，分析和讨论为什么赛车手在比赛时要戴上头盔，开汽车时要系好安全带等实例，适时进行交通安全教育．

加速度

．加速度

(1)加速度a＝，也称为“速度变化率”，表示单位时间内的速度变化量，反映了速度变化的快慢；

(2)加速度是矢量，其方向与速度变化量Δv的方向相同，但与v的方向无关；

(3)a＝是按比值定义法定义的物理量．a与Δv、Δt的大小无关，与速度v的大小也无关．v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．

2．判断物体加速运动和减速运动的方法

根据加速度方向和速度方向间的关系判断．只要加速度方向和速度方向相同，就是加速运动；只要加速度方向和速度方向相反，就是减速运动．这与加速度的变化和加速度的正、负无关．可总结如下：

3．从v－t图象看加速度

(1)斜率大小表示加速度的大小；

(2)斜率正负表示加速度的方向．

布置作业

1．教材第29页“问题与练习”第1、2、3、4题．

2．补充：沿光滑水平面以10 m/s运动的小球，撞墙后以原速度大小反弹，与墙壁接触时间为0.2 s，求小球在这段时间内的平均加速度．

习题详解

1．解答：100 km/h＝27.8 m/s

aA＝ m/s2＝2.46 m/s2

aB＝ m/s2＝2.11 m/s2

aC＝ m/s2＝1.79 m/s2.

2．解答：A．汽车做匀速直线运动时．

B．列车启动慢慢到达最大速度50 m/s，速度变化量较大，但加速时间较长，如经过2 min，则加速度为0.42 m/s2，比汽车启动时的加速度小．

C．汽车向西行驶，汽车减速时加速度方向向东．

D．汽车启动加速到达最大速度的过程中，后一阶段加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大．

3．解答：A的斜率最大，加速度最大．

aA＝0.63 m/s2，aB＝0.083 m/s2，aC＝－0.25 m/s2

aA、aB与速度方向相同，aC与速度方向相反．

4．解答：滑块通过第一个光电门的速度v1＝ cm/s＝10 cm/s

滑块通过第二个光电门的速度v2＝ cm/s＝27 cm/s

滑块加速度a＝＝ cm/s2＝4.8 cm/s2.