[高一上]运动·加速度 匀变速直线运动·教案(人教版)

　　一、教学目标
　　1．理解速度是矢量，速度变化量是速度的矢量差。
　　2．掌握加速度的概念，会区分速度、速度变化多少和速度变化快慢这几个概念。
　　3．掌握匀变速直线运动的概念，会计算匀变速直线运动的加速度。
　　4．培养学生的比较、分析能力。
　　二、重点、难点分析
　　1．重点
　　(1)速度变化量Δv是速度的矢量差，v0、vt、Δv之间的关系符合平行四边形法则，而不能认为Δv是vt和v0的代数差。
　　(2)加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向。
　　2．难点
　　(1)学生不习惯矢量概念，难以理解vt与v0的矢量差，需要通过生动的实际例子加以说明。
　　(2)区分速度、速度的变化量及速度的变化率。
　　三、教具
　　1．微机及演示速度变化量Δv的电脑软件。
　　2．带滑轮的长木板、小车及砝码等。
　　四、主要教学过程设计
　　1．引入
　　明确速度v是描述物体运动状态的物理量，它既能说明物体运动的快慢，又能说明物体运动的方向，是个既有大小又有方向的物理量，是矢量。
　　为达到上述目的，可提问学生："某人放学走出校门，为说明他出门后的运动状况，你必须说清哪些问题？"
　　2．教学过程
　　(1)通过运动的合成建立速度变化量Δv的概念。
　　提问：①一辆小车以2m/s的速度向东运动，车上有只小虫在睡觉，小虫对地的速度是多少？
　　答：2m/s。(必须说明方向，即2m/s，向东)
　　②某时刻小虫醒来，在车里爬。如果经过一段时间后，小虫对车的爬行速度达到了稳定的1m/s，这时小虫对地的速度是多少？
　　有人会回答3m/s，有人说还可能是1m/s。
　　让学生先不要争论答案的正误。
　　解释：一个物体原来有一个速度，我们可以称之为初速度v0，小虫睡觉时只有一个随车的速度，即v0。后来它除去原来的速度又"多"出来一个速度，多出来的这个速度，即增加的速度叫速度的增量或速度的变化量，用Δv表示。
　　现在小虫的初速度是2m/s向东，速度的变化量是1m/s，它的末速是多少呢？大家有争议。先来看电脑演示。
　　分别演示小虫向东爬、向西爬、向上爬的情况。
　　说明：大家争议的原因是不知道速度变化量的方向。
　　再根据小虫爬的方向，在屏幕上看vt大小。
　　由图示总结出v0、Δv、vt间的平行四边形法则。
　　给学生v0、vt，要求用平行四边形法则求Δv。
　　要求学生板演，教师指正。
　　(2)建立加速度的概念
　　提问：甲车的速度变化了5m/s，乙车的速度变化了4m/s，谁速度变化的多？谁速度变化的快？
　　说明：若要比较速度变化快慢，不仅要知道速度变化量Δv，还要知道完成这一速度变化所用的时间Δt，比较时要看单位时间内的速度变
　　平均快慢。
　　提问：平均加速度只能反映物体在一段时间内速度变化的平均快慢，若要求物体在某一时刻的速度变化快慢又该怎么办呢？
　　讲解：我们可以在这一时刻附近取一小段时间，求这一小段时间内的平均加速度。这个平均加速度比较接近要求的瞬时加速度，而且所取的时间段越短，平均加速度就越接近瞬时加速度，当所取的时间段Δt足够短时，平均加速度就足够接近瞬时加速度，在物理上我们称这个平均加速度就是瞬时加速度。
　　加速度是个矢量，它的大小是单位时间的速度变化量，反映的是速度变化的快慢，它的方向是速度变化的方向。它的单位是m/s2。
　　(3)匀变速直线运动
　　提问：若某汽车一直向东行驶，头2s和后2s的速度变化量都是5m/s，我们可否说该车在这4s内的加速度不变？
　　通过问答要求学生明确：只有物体在任何相等的时间内速度变化都相同，才能说物体的加速度不变。
　　物体在一段运动过程中加速度不变，说明它的速度变化是均匀的，这种运动称为匀变速运动。
　　定义：匀变速直线运动：如果物体在一条直线上运动，且加速度不变，这种运动称为匀变速直线运动。
　　(4)巩固练习
　　①带领学生阅读课本(人教版，必修第一册)第58页的加速度表，了解生活实际中某些物体可能产生的加速度。
　　②回答两个小问题：
　　a．匀速直线运动的加速度是多少？
　　明确：匀速运动的加速度是零。
　　b．高速公路上，一辆轿车匀速飞驰。路边，一只蜗牛抬脚开始爬。轿车和蜗牛，谁速度大？谁加速度大？
　　明确：速度大，加速度不一定大。
　　③计算匀变速运动的加速度
　　一艘轮船速度由向东的3m/s变成向南的4m/s，历时10s，若该轮船做的是匀变速运动，求它的加速度。
　　说明：求加速度时，Δv一定是末速和初速的矢量差，并要算出加速度的方向。
　　④演示实验并讨论
　　通过讨论，带领学生分析比较速度变化量大小和加速度大小
　　演示：第一次用一个钩码，第二次用三个钩码都将小车由静止开始从板的左端拉至右端。
　　提问：①哪次小车到达右端时速度大？
　　②哪次小车速度变化大？为什么？
　　要求学生会说出，两次初速都一样，是0，末速大的，速度变化大。
　　③如果认为小车两次做的都是匀变速运动，哪次小车的加速大？为什么？
　　此问针对学习能力强的学生，要求他们能分析出：两次车都是从板的左端运动到右端，在运动过程中，第二次比第一次各点的速度都大，走相同的路程第二次比第一次所用时间要短(直接从演示中也可观察、感觉到)，即Δt2＞Δt1，再根据第二问中Δv2＞Δv1，可知a2＞a1。
　　3．课堂小结
　　本节课学习了速度变化量、加速度和匀变速直线运动等概念。大家一定要掌握速度变化量是末速与初速的矢量差，而速度大的物体加速度不一定大，速度变化量大的物体加速度也不一定大，牢牢掌握加速度定
　　五、说明
　　本节教案与课本上最大的不同是突出了加速度这一概念的矢量意义，因此必须引入矢量Δv，突出v0、vt、Δv之间符合平行四边形法则关系。这样才能在学生头脑中建立加速度的矢量性，为学生今后学习曲线运动打下基础。