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2020年高中物理必修一教案:1.5,速度变化快慢描述——加速度

时间:2022-07-15 20:10:02 来源:网友投稿

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2020年高中物理必修一教案:1.5,速度变化快慢描述——加速度

 

  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 图像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像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 0 30 20 火车 0 50 600 摩托车 0 20 10 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0v v  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/s 2 )

 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 s m s m s m v / 10 / 10 / 20     ,方向与速度方向相同,2/ 25 . 040/ 10s mss mtva   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 s m s m s m v / 10 / 10 / 0/     ,说明v 与 v 方向相反。2/// 52/ 10s mss mtva   ,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:0v v  ,v 为正值, a 0  , a 与0v 方向一致。

  匀减速直线运动:0v v  ,v 为负值, a 0  , 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 从 v-t 图 像 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像? (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像,通过图像比较两物体运动的异同点? (3)在图像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。

 速度一时间图像是描述速度随时间变化关系的图像,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像。

 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。

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