速度变化快慢的描述——加速度

人教版新课标普通高中◎物理① 必修

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1.5 速度变化快慢的描述——加速度

教案 A

备课资源

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/s 2）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。 教学目标

一、知识与技能

1.理解加速度的概念，知道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，能判断加速直线运动和减速直线运动的加速度方向，理解变速直线运动加速度正负的意义。

3.知道加速度的定义式v a t

∆=∆，知道加速度方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度跟速度改变量的区别。

教师备课系统──多媒体教案

2 4.知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意

义。

二、过程与方法

1. 通过列举生活中的实例，让学生从生活自身的感受出发展现新知识。

2. 利用图片、多媒体把相关物理现象展现在学生面前，减少学生理解加速度概念的困难。

3. 利用类比法、图象法解决物理问题，使学生从多个角度理解加速度概念。

三、情感、态度与价值观

1. 利用实例激发学生的求知欲，激励学生的学习兴趣和探索精神。

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及学生的抽象思维能力。

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。

教学重点

1. 正确理解加速度的概念及物理意义。

2. 加速度和匀变速直线运动的关系。

教学难点

理解加速度和速度、速度的变化量及速度的变化率之间的区别与联系。

教学方法

比较、分析法。

教学过程：

一、导入新课

先演示小球在不同坡度的斜面上下滑的实验，让学生在感性上对速度变化的快慢有一个初步的认识。

教师活动：演示小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动。

学生活动：观察思考。

教师提问：小球两次各做什么运动？它们的不同之处在哪里？

学生回答：小球两次都是做速度越来越快的直线运动，但后一次速度改变得快。

教师活动：利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论。谁的速度“增加”得快？如何来表示速度增加的快慢？

教师引入课题：速度变化快慢的描述——加速度。

二、进行新课

（一）物体速度变化快慢的比较

教师活动：引导学生观看表格，比较小轿车、火车、摩托车速度变化的快慢。

学生回答：摩托车，摩托车平均1秒速度变化最大，即1秒增加了2m/s；而小轿车

人教版新课标普通高中◎物理① 必修 3

的速度一秒增加了1.5m/s ；火车1秒速度增加了1.2m/s 。

教师进行鼓励性评价并指出：很好，我们要想比较不同物体速度变化快慢的时候，可以比较单位时间内速度变化量的大小。

（二）速度变化量

教师提问： 速度的变化量指的是什么？

学生回答：末速度减初速度。

教师点评：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。即0v v v ∆=-，注意0v 、v 都是矢量，v ∆也是矢量。

教师提问：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，必须找到统一的时间标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量的大小。

（三）加速度

教师讲解：通过前面速度变化的快慢的比较，用速度的改变量除以所用的时间，可以反映出物体速度改变的快慢，我们把这个比值叫加速度。

1．定义：加速度等于速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值。

2．公式：v a t

∆=∆ 教师活动：指出速度的变化量与时间的比值也叫速度的变化率。并引导学生分析，得出加速度的单位。

3．单位：m/s 2、cm/s 2。

教师活动：下面请同学们把大屏幕上的小轿车、火车、摩托车的加速度算出来，要有过程。

（这一过程非常重要，借此学生可熟悉公式、单位，教师也可从巡视中发现错误，并引出加速度的物理意义。）

教师活动：对学生解的题目进行投影，评价矫正后给出正确答案，大小分别为：

1.5m/s 2、1.2m/s 2、

2.0m/s 2。问：请同学们想一想：1.5m/s 2表示什么样的意思？ 师生共同分析，结合定义，得出物理意义，并让学生说出其他数值的含义。

4．物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，其数值越大，表示速度改变越快。

教师提问：加速度是矢量还是标量呢？为什么？方向如何规定？

师生共同讨论得出：速度是矢量，速度的变化量v ∆也是矢量，单位时间内速度的改变量也是矢量，所以a 方向与v ∆的方向相同。

教师提问：那么计算时，如何体现出加速度的方向？下面以典型例题进行说明。 例题1.在一次碰撞实验中，小汽车以10m/s 的速度向一面障碍墙撞过去，碰撞时间为0.1s ，①如果障碍墙不牢固，障碍墙被撞倒后的一瞬间，车仍以3m/s 向前冲去，求碰撞过程中的小汽车加速度？②如果障碍墙很牢固，小汽车与它碰撞后的一瞬间，以5m/s 的速度被弹回来，求这一碰撞过程中的加速度？