资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
1.4速度变化快慢的描述—加速度 教学设计
一、核心素养目标
1.物理观念
（1）通过实例分析与实验探究，准确建立加速度的物理概念，理解加速度是描述物体速度变化快慢和方向的矢量，明确其与速度变化量、时间的定量关系。
（2）掌握加速度的定义式（）和单位（m/s ），能结合直线运动情境计算加速度大小、判断加速度方向，区分加速运动与减速运动的加速度特征。
（3）能运用加速度知识解释生活现象（如汽车启动、刹车、高铁提速），区分速度、速度变化量与加速度的本质差异，建立“加速度是连接力与运动的关键物理量”的初步观念。
2.科学思维
（1）经历“比较速度变化快慢→比值定义→概念辨析→规律应用”的思维过程，从“相同时间比速度变化量”“相同速度变化量比时间”中提炼共性，归纳加速度的比值定义法，培养抽象概括能力。
（2）通过“加速度与速度、速度变化量的辨析”“加速度方向与速度方向的关系分析”，突破“速度大加速度大”“速度变化大加速度大”“加速度方向与速度方向一致”等思维误区，培养严谨的逻辑推理能力。
（3）在加速度计算与方向判断中，掌握坐标系分析矢量的方法，将物理概念与数学工具结合，提升数形结合思维，形成“矢量运算需关注大小与方向”的思维习惯。
3.科学探究
（1）参与“比较速度变化快慢”探究活动，小组合作设计实验方案（如测量不同交通工具启动时的速度变化、不同小球从同一斜面滚下的速度变化），记录数据并分析比较方法，归纳加速度的定义逻辑。
（2）开展“加速度大小与方向的探究”实验，利用打点计时器记录小车在不同拉力下的纸带，通过测量纸带上的点迹计算速度变化量和加速度，感知“拉力越大，加速度越大”，培养实验操作与数据处理能力。
（3）自主设计“生活中加速度的调查”任务，收集汽车、高铁、运动员等场景的加速度数据，分类分析其物理意义，提出“加速度大小与哪些因素有关”的问题，培养发现与解决问题的能力。
4.科学态度与社会责任
（1）通过了解加速度在交通（如刹车距离计算）、体育（如运动员起跑提速）、航天（如火箭发射加速）等领域的应用，认识物理概念对实际生活和科技发展的重要作用，增强科技自信与学科兴趣。
（2）在概念辨析和实验探究中，培养严谨求实的科学态度，不混淆易混概念，规范表述物理量，养成细致分析、精准计算的习惯。
（3）结合交通规则（如限速、保持安全车距）分析加速度与安全的关系，认识物理知识在保障社会安全中的作用，树立遵守规则的意识，增强社会责任观念。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）加速度的概念与矢量性：定义为速度变化量与发生该变化所用时间的比值；矢量性体现为大小是比值，方向与速度变化量方向一致；单位为米每二次方秒（m/s ）。
（2）加速度的计算与方向判断：利用定义式定量计算；一维坐标系中通过速度变化量的正负判断加速度方向，区分加速、减速运动（a与v同向为加速，反向为减速）。
（3）加速度与速度、速度变化量的区别：明确三者的定义、物理意义、矢量性差异，避免概念混淆。
2.教学难点
（1）加速度矢量性的理解与应用：难以通过速度变化量（）的正负判断加速度方向；无法准确区分“加速度方向与速度方向的关系”对运动性质的影响（加速/减速）。
（2）加速度的物理意义：易陷入“速度大加速度大”“速度变化大加速度大”的误区；无法理解“加速度为零是匀速运动，加速度恒定是匀变速运动”。
（3）比值定义法的深化理解：延续速度概念的认知误区，认为“加速度与速度变化量成正比、与时间成反比”，无法把握“比值反映变化快慢”的本质。
（4）三个物理量的混淆：速度（v）、速度变化量（）、加速度（a）的定义、公式、物理意义辨析不清。
三、教学环节设计
（一）情境导入：速度变化快慢的比较困惑
展示三组生活情境：①普通汽车启动，10秒内速度从0达到30m/s；高铁启动，100秒内速度从0达到100m/s，谁的速度变化更快？②自行车刹车，2秒内速度从5m/s减到0；摩托车刹车，3秒内速度从15m/s减到0，谁的速度变化更快？③篮球竖直上抛，上升时速度从10m/s减到0，下落时从0增到10m/s，两段过程速度变化快慢是否相同？
提出问题链：“比较速度变化快慢需要哪些物理量？”“‘速度从0到30m/s’和‘从5m/s到0’的速度变化量如何计算？”“如何描述速度变化的快慢和方向？”“速度变化快与速度大是一回事吗？”
学生讨论后，教师总结：“描述运动不仅要关注速度大小和方向，还要关注速度变化的快慢和方向，今天我们学习核心物理量——加速度，解决这些问题。”引出课题。
（二）概念建构一：加速度——速度变化快慢与方向的描述
1.速度变化快慢的两种比较方法
（1）相同时间比速度变化量：如10秒内汽车速度变化30m/s、高铁变化100m/s，高铁速度变化更快；（2）相同速度变化量比时间：如速度变化10m/s，自行车用时2秒、摩托车用时3秒，自行车速度变化更快。
（3）统一标准：当时间和速度变化量均不同时，用“速度变化量与时间的比值”比较，比值越大，速度变化越快，引出加速度定义。
2.加速度的定义与矢量性
（1）定义：加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量，等于速度变化量与发生该变化所用时间的比值，公式为，其中（为末速度，为初速度）。
（2）矢量性详解：大小为比值的数值，例如、时，加速度大小为3m/s ；方向与速度变化量的方向完全一致，在一维坐标系中，为正则加速度为正，为负则加速度为负。
（3）单位与物理意义：国际单位是米每二次方秒（m/s ），读作“米每秒平方”；1m/s 表示物体每秒内的速度变化量为1m/s，如加速度为2m/s ，说明每秒速度增加或减小2m/s。
3.比值定义法的本质深化
（1）讲解：加速度由“速度变化量与时间的比值”定义，与单个物理量无关，例如、和、，加速度均为2m/s 。
（2）类比迁移：结合速度的比值定义法，强调“比值定义的物理量均反映‘变化快慢’或‘分布密集程度’，与定义式中的单个物理量无比例关系”。
（三）概念建构二：加速度方向与运动性质的关系
1.加速运动与减速运动的判断依据
（1）核心规律：加速度方向与速度方向的关系决定运动性质，与加速度大小无关。当a与v同向（均为正或均为负）时，物体做加速运动（速度增大）；当a与v反向（一正一负）时，物体做减速运动（速度减小）。
（2）实例分析：①初速度5m/s（正）、末速度15m/s（正），速度变化量10m/s（正），加速度2m/s （正），a与v同向，为加速运动；②初速度15m/s（正）、末速度5m/s（正），速度变化量-10m/s（负），加速度-2m/s （负），a与v反向，为减速运动；③初速度-5m/s（负）、末速度-15m/s（负），速度变化量-10m/s（负），加速度-2m/s （负），a与v同向，为加速运动（速度大小增大）；④初速度-15m/s（负）、末速度-5m/s（负），速度变化量10m/s（正），加速度2m/s （正），a与v反向，为减速运动（速度大小减小）。
2.关键结论提炼
（1）“加速”“减速”看“a与v是否同向”，不看加速度正负；（2）加速度正负仅表示方向，与正方向规定有关，不直接反映运动性质；（3）速度大小变化由a与v的方向关系决定，速度方向变化由加速度方向决定。
（四）规律应用：加速度的计算与方向判断
1.一维坐标系中加速度计算步骤
（1）规定正方向（通常以初速度方向为正）；（2）确定初速度、末速度的正负；（3）计算速度变化量；（4）代入公式；（5）判断加速度方向（与同向）和运动性质（a与v同向为加速）。
2.典型例题解析
例1：汽车启动时，从静止（）加速到30m/s（）用时10s，求加速度。
解析：，，方向与初速度同向，汽车做加速运动。
例2：自行车刹车时，速度从5m/s（）减到0（）用时2s，求加速度。
解析：，，方向与初速度反向，自行车做减速运动。
例3：小球以10m/s的速度竖直上抛（），上升到最高点时速度为0（）用时1s，求上升过程的加速度。
解析：，，方向竖直向下（与初速度反向），小球做减速运动。
3.生活场景应用
（1）交通领域：汽车启动加速度约2-3m/s ，刹车加速度约-4至-6m/s （负号表示与运动方向相反）；高铁启动加速度约0.5-1m/s ，平稳行驶时加速度为0。
（2）体育领域：运动员起跑时加速度可达5-8m/s ；跳高运动员起跳瞬间加速度极大，腾空后加速度为g（竖直向下）。
（3）航天领域：火箭发射时加速度可达几十m/s （远大于g）；卫星绕地球匀速圆周运动时，速度方向变化，加速度不为零。
（五）难点突破：易混概念辨析与误区澄清
1.速度、速度变化量、加速度的核心对比
（1）定义：速度是位移与时间的比值；速度变化量是末速度与初速度的差值；加速度是速度变化量与时间的比值。
（2）公式：速度公式为；速度变化量公式为；加速度公式为。
（3）物理意义：速度描述位置变化快慢和方向；速度变化量描述速度变化的大小和方向；加速度描述速度变化的快慢和方向。
（4）矢量性：三者均为矢量，既有大小又有方向。
（5）单位：速度单位为m/s；速度变化量单位为m/s；加速度单位为m/s 。
（6）关联误区：速度大不等于加速度大；速度变化大不等于加速度大；加速度正负不直接对应加速或减速。
2.常见误区纠正
（1）误区1：速度大加速度大。纠正：如高速匀速飞行的飞机，速度很大但加速度为0；（2）误区2：速度变化大加速度大。纠正：如高铁速度变化100m/s用时100s，加速度1m/s ；汽车速度变化30m/s用时10s，加速度3m/s ，前者速度变化大但加速度小；（3）误区3：加速度为正就是加速运动。纠正：若速度为负（如向左运动），加速度为正（向右），则a与v反向，物体做减速运动；（4）误区4：加速度与速度变化量成正比、与时间成反比。纠正：比值定义法，加速度由比值决定，与单个量无关。
（六）实验探究：加速度的测量与感知
1.实验目的
通过纸带分析，学习测量物体的加速度，感知加速度与速度变化的关系。
2.实验器材
打点计时器、纸带、小车、轨道、刻度尺、电源、砝码、细绳。
3.实验步骤
（1）安装器材：将打点计时器固定在轨道一端，连接电源；小车通过细绳与砝码相连，纸带固定在小车上。
（2）打出纸带：释放小车，得到点迹不均匀的纸带（加速运动）。
（3）测量计算：选取纸带上连续的计数点A、B、C、D、E（每5个点取一个计数点，时间间隔T=0.1s）；测量各计数点间的距离，计算各点的瞬时速度（如）；计算速度变化量（、）；计算加速度（，求平均值减小误差）。
4.实验结论
小车在拉力作用下做加速运动，加速度大小恒定（匀加速）；增加砝码质量（增大拉力），加速度增大，说明加速度与拉力有关。
四、核心知识归纳：加速度知识体系
1.核心概念梳理
（1）加速度（a）：定义式为，其中，矢量性体现为方向与同向，核心作用是描述速度变化快慢和方向。
（2）加速运动：a与v同向（与v同向），速度大小增大。
（3）减速运动：a与v反向（与v反向），速度大小减小。
2.关键规律与方法
（1）单位换算：无直接换算，需注意单位为m/s，单位为s，加速度单位为m/s 。
（2）加速度方向：与同向，具体方向由正方向规定决定。
（3）运动性质判断：遵循“同向加速，反向减速”原则，不依赖加速度正负。
（4）计算步骤：先定正方向，再算速度变化量，代入公式求加速度，最后判断方向和运动性质。
3.易错点清单
（1）混淆速度、速度变化量、加速度的物理意义；（2）认为“速度大加速度大”“速度变化大加速度大”；（3）通过加速度正负直接判断加速/减速；（4）忽略加速度的矢量性，描述时只说大小不说方向；（5）将加速度与速度变化量、时间建立比例关系。
五、课堂练习
（一）基础巩固题
1.关于加速度，下列说法正确的是（）
A.加速度是标量，只有大小无方向
B.加速度方向与速度变化量方向一致
C.速度大的物体加速度一定大
D.速度变化量大的物体加速度一定大
2.下列物理量单位为m/s 的是（）
A.速度B.速度变化量C.加速度D.时间
3.物体沿x轴运动，，，，加速度为（）
A.1m/s （正方向）B.-1m/s （负方向）
C.0.2m/s （正方向）D.-0.2m/s （负方向）
4.汽车刹车时，速度从15m/s减到0用时3s，加速度大小为_______m/s ，方向与运动方向_______（选填“相同”或“相反”），汽车做_______运动。
（二）能力提升题
5.关于加速度与速度的关系，说法正确的是（）
A.加速度与速度同向，速度一定增大
B.加速度为零，速度一定为零
C.加速度增大，速度一定增大
D.速度增大，加速度一定增大
6.小球以5m/s的速度水平抛出，1s后速度变为15m/s（方向斜向下），则1s内速度变化量大小为（）（g=10m/s ）
A.10m/sB.15m/sC.5m/sD.20m/s
7.物体沿直线运动：（1），，；（2），，；（3），，。分别求三组的加速度，判断运动性质。
8.某物体做匀加速直线运动，初速度为2m/s，经过5s速度变为12m/s，求加速度大小及5s内的速度变化量。若该物体继续以该加速度运动，再经过3s后的速度为多少？
（三）拓展创新题
9.设计实验探究“加速度与拉力的关系”，要求：（1）实验目的；（2）器材；（3）步骤；（4）数据分析方法。
10.分析汽车“百公里加速时间”与“刹车距离”：（1）“百公里加速时间”（从0到100km/h的时间）反映汽车的什么物理量？（2）刹车距离与加速度的关系（加速度越大，刹车距离越短），解释原因；（3）某汽车百公里加速时间为10s，求其平均加速度大小（100km/h≈27.8m/s）；若刹车时加速度大小为-6m/s ，求从100km/h减速到0的刹车距离。
六、练习答案与解析
（一）基础巩固题答案与解析
1.答案：B
解析：A错误，加速度是矢量，既有大小又有方向；B正确，加速度方向与速度变化量方向始终一致；C错误，速度大的物体加速度可能为0，如高速匀速飞行的飞机；D错误，速度变化量大但时间很长时，加速度可能很小，加速度由速度变化量与时间的比值决定。
2.答案：C
解析：速度的单位是m/s，速度变化量的单位是m/s，加速度的单位是m/s ，时间的单位是s，因此C正确。
3.答案：A
解析：先计算速度变化量，再代入加速度公式，正号表示加速度方向与正方向相同，因此A正确。
4.答案：5；相反；减速
解析：速度变化量，加速度，加速度大小为5m/s ，负号表示方向与运动方向相反，汽车速度大小减小，做减速运动。
（二）能力提升题答案与解析
5.答案：A
解析：A正确，加速度与速度同向时，速度一定增大；B错误，加速度为零时，速度可能不为零，如匀速直线运动；C错误，加速度增大但与速度反向时，速度会减小；D错误，速度增大时，加速度可能不变（匀加速）或减小（加速度与速度同向且减小）。
6.答案：A
解析：平抛运动中，水平方向速度不变，速度变化量仅来自竖直方向，竖直方向速度变化量，因此1s内速度变化量大小为10m/s，A正确。
7.答案：
（1）第一组：速度变化量，加速度，加速度与速度同向，做加速运动；
（2）第二组：速度变化量，加速度，加速度与速度反向，做减速运动；
（3）第三组：速度变化量，加速度，加速度与速度同向（均为负），做加速运动。
8.答案：
加速度大小；5s内速度变化量；
再经过3s后的速度。
（三）拓展创新题答案与解析
9.答案：
（1）实验目的：探究小车质量一定时，加速度与拉力的关系；
（2）实验器材：打点计时器、纸带、小车、轨道、刻度尺、电源、砝码、细绳、天平；
（3）实验步骤：①用天平测量小车质量m并记录；②将小车放在轨道上，通过细绳与砝码相连，纸带固定在小车上；③释放小车，打出纸带，计算加速度a ；④增加砝码质量（增大拉力F），重复步骤③，记录多组F与a的数据；⑤保持小车质量不变，更换不同质量的砝码，重复实验，获取更多数据；
（4）数据分析方法：以拉力F为横轴、加速度a为纵轴绘制图像，若图像为过原点的倾斜直线，说明质量一定时，加速度与拉力成正比。
10.答案：
（1）百公里加速时间反映汽车的平均加速度大小，时间越短，平均加速度越大，提速性能越好；
（2）刹车时汽车做匀减速直线运动，由运动学公式，末速度，可得，加速度大小越大，刹车距离x越短；
（3）平均加速度；
刹车距离。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑