資源簡介

1.4《加速度》課時教案
學(xué)科 物理 年級冊別 高一上冊 共1課時
教材 人教版高中物理必修第一冊 授課類型 新授課 第1課時
教材分析
教材分析
本節(jié)內(nèi)容位于人教版高中物理必修第一冊第一章第四節(jié)，是運動學(xué)中的核心概念之一。在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了位移、速度等基本物理量的基礎(chǔ)上，引入“加速度”這一描述速度變化快慢的物理量，為后續(xù)學(xué)習(xí)勻變速直線運動規(guī)律、牛頓第二定律等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。教材通過生活實例（如汽車啟動、剎車）引入加速度的概念，強調(diào)其矢量性，并通過公式定義和方向判斷幫助學(xué)生建立完整的物理圖景。
學(xué)情分析
高一學(xué)生剛接觸高中物理，具備一定的初中物理基礎(chǔ)，對“速度”有初步理解，但容易將“速度大”與“速度變化快”混淆。學(xué)生的抽象思維能力正在發(fā)展，對矢量概念的理解仍較薄弱。生活中雖常見加速現(xiàn)象，但缺乏定量分析意識。部分學(xué)生在數(shù)學(xué)運算（如單位換算、公式變形）方面存在困難。因此，教學(xué)中需借助直觀情境、類比方法和實驗演示，幫助學(xué)生突破認(rèn)知障礙，建立科學(xué)的物理觀念。
課時教學(xué)目標(biāo)
物理觀念
1. 理解加速度的物理意義，知道它是描述物體速度變化快慢的物理量，掌握其定義式 a = Δv / Δt，并能進(jìn)行簡單計算。
2. 認(rèn)識加速度是矢量，理解其方向與速度變化量方向一致，能結(jié)合實例判斷加速度的方向。
科學(xué)思維
1. 能通過比較不同物體速度變化的快慢，歸納出加速度的概念，發(fā)展抽象與概括能力。
2. 能運用控制變量法分析加速度與速度、速度變化量的關(guān)系，辨析“速度大”“速度變化大”“速度變化快”的區(qū)別。
科學(xué)探究
1. 能設(shè)計簡單的實驗方案或利用數(shù)字化實驗設(shè)備測量加速度，體驗科學(xué)探究過程。
2. 能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算加速度，并對結(jié)果進(jìn)行分析與解釋。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1. 在探究活動中培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實驗數(shù)據(jù)，敢于質(zhì)疑不合理結(jié)論。
2. 認(rèn)識加速度在交通安全、航天科技等領(lǐng)域的應(yīng)用價值，增強社會責(zé)任感。
教學(xué)重點、難點
重點
1. 加速度的物理意義及其定義式 a = Δv / Δt 的理解與應(yīng)用。
2. 加速度的矢量性，方向與速度變化量方向相同。
難點
1. 區(qū)分“速度大”、“速度變化大”與“速度變化快”三個易混淆概念。
2. 理解加速度方向與速度方向的關(guān)系，判斷物體做加速或減速運動的條件。
教學(xué)方法與準(zhǔn)備
教學(xué)方法
情境探究法、合作探究法、講授法、實驗演示法
教具準(zhǔn)備
多媒體課件、氣墊導(dǎo)軌、光電門、數(shù)字計時器、小車、滑塊、手機慢動作拍攝視頻
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動
情境導(dǎo)入，激發(fā)興趣
【5分鐘】 一、創(chuàng)設(shè)生活情境，引發(fā)認(rèn)知沖突 （一）、播放兩段慢動作視頻：
1. 視頻1：F1賽車從靜止啟動，3秒內(nèi)速度達(dá)到108 km/h（30 m/s）。
2. 視頻2：大型貨輪從靜止開始航行，10分鐘內(nèi)速度達(dá)到18 km/h（5 m/s）。
提問引導(dǎo)：兩輛車都從靜止開始運動，誰的速度“變得快”？你是怎么判斷的？僅僅看最終速度大小能說明問題嗎？
預(yù)設(shè)學(xué)生回答：賽車變得快，因為它短時間內(nèi)速度增加得多。
教師追問：那如果有一輛自行車在1秒內(nèi)從0加速到10 m/s呢？它和賽車比誰更快？引導(dǎo)學(xué)生意識到“變化的快慢”才是關(guān)鍵。
（二）、引入課題，提出核心問題：
講解：在物理學(xué)中，我們用一個專門的物理量來描述“速度變化的快慢”，它就是今天要學(xué)習(xí)的——加速度（Acceleration）。就像我們用速度描述位置變化的快慢一樣，加速度描述的是速度變化的快慢。那么，如何科學(xué)地定義和計算這個量呢？讓我們一起進(jìn)入今天的探索之旅。 1. 觀看視頻，思考問題。
2. 對比分析，表達(dá)觀點。
3. 感知“變化快慢”的重要性。
4. 明確學(xué)習(xí)主題。
評價任務(wù) 觀察能力：☆☆☆
表達(dá)能力：☆☆☆
問題意識：☆☆☆
設(shè)計意圖 通過真實、強烈的視覺對比，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，打破“速度大就是變化快”的錯誤前概念，激發(fā)學(xué)生探究“速度變化快慢”的內(nèi)在需求。以生活實例為切入點，體現(xiàn)物理源于生活，提升學(xué)習(xí)興趣和參與度。
概念建構(gòu)，層層遞進(jìn)
【15分鐘】 一、建立加速度概念 （一）、引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識：
提問：我們已經(jīng)學(xué)過，速度是描述物體位置變化快慢的物理量，公式是 v = Δx / Δt。那么，如果我們想描述“速度”這個量本身變化的快慢，應(yīng)該怎樣定義一個新的物理量？
提示：類比速度的定義方式，速度是“位移的變化率”，那么新物理量應(yīng)是“速度的變化率”。
組織學(xué)生小組討論：請嘗試寫出這個新物理量的表達(dá)式。
預(yù)設(shè)學(xué)生可能寫出：a = Δv / Δt 或類似形式。
教師肯定并板書：這個物理量我們稱為加速度，符號為 a，定義式為 a = Δv / Δt，其中 Δv 表示速度的變化量，Δt 表示發(fā)生這一變化所用的時間。
（二）、深入剖析定義式：
1. 解釋 Δv：強調(diào) Δv = v - v ，是矢量差。舉例：一輛車初速度向東 10 m/s，末速度向西 10 m/s，則 Δv = (-10) - (+10) = -20 m/s，方向向西，大小為 20 m/s。
2. 單位推導(dǎo)：由 a = Δv / Δt 可得單位為 m/s ，讀作“米每二次方秒”。介紹常用單位換算關(guān)系。
3. 數(shù)值計算示例：F1賽車從0加速到30 m/s用時3 s，求加速度。a = (30 - 0)/3 = 10 m/s 。貨輪從0加速到5 m/s用時600 s，a = (5 - 0)/600 ≈ 0.0083 m/s 。對比說明數(shù)值大小反映變化快慢。
二、理解加速度的矢量性 （一）、提出問題：
提問：加速度有沒有方向？如果有，方向如何確定？
引導(dǎo)學(xué)生思考：Δv 是矢量，Δt 是標(biāo)量，所以 a 也一定是矢量，方向與 Δv 相同。
（二）、結(jié)合實例判斷方向：
展示三種情境：
1. 物體沿直線向東運動，速度由 5 m/s 增加到 15 m/s → Δv 向東 → a 向東。
2. 物體沿直線向東運動，速度由 15 m/s 減小到 5 m/s → Δv = 5 - 15 = -10 m/s（向西）→ a 向西。
3. 物體先向北運動 10 m/s，后轉(zhuǎn)向南運動 10 m/s（時間極短）→ Δv = -10 - (+10) = -20 m/s（向南）→ a 向南。
總結(jié)：加速度方向始終與速度變化量 Δv 的方向一致，與當(dāng)前速度方向無關(guān)。 1. 回憶舊知，參與討論。
2. 嘗試類比，提出猜想。
3. 理解公式，完成計算。
4. 分析方向，形成概念。
評價任務(wù) 概念理解：☆☆☆
公式應(yīng)用：☆☆☆
方向判斷：☆☆☆
設(shè)計意圖 通過類比“速度”的定義方式，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)“加速度”的概念，體現(xiàn)知識的遷移與生成過程。通過具體數(shù)值計算強化對定義式的掌握。利用多個方向變化的實例，突出加速度的矢量本質(zhì)，幫助學(xué)生建立正確的物理圖景，避免將加速度簡單理解為“加速時才有”。
深化理解，突破難點
【12分鐘】 一、辨析易混淆概念 （一）、組織小組合作探究：
發(fā)放探究任務(wù)單，包含以下三組對比情境：
1. 情境A：高鐵以 300 km/h 勻速行駛；情境B：摩托車從靜止加速到 30 km/h 用時 3 s。
問題：誰的速度大？誰的速度變化大？誰的速度變化快？計算加速度并比較。
2. 情境C：飛機起飛前在跑道上加速，速度由 0 增至 250 km/h 用時 40 s；情境D：汽車急剎車，速度由 60 km/h 減至 0 用時 2 s。
問題：哪個加速度更大？說明什么？
3. 情境E：物體向東運動，加速度向東；情境F：物體向東運動，加速度向西。
問題：兩種情況下物體分別做什么運動？加速度方向與速度方向有何關(guān)系？
要求：小組合作討論，填寫任務(wù)單，準(zhǔn)備匯報。
（二）、組織匯報與點評：
邀請小組代表展示討論結(jié)果，教師適時引導(dǎo)和糾正：
針對第1題：高鐵速度大，但速度變化為0；摩托車速度小，但有速度變化且加速度較大（a ≈ 2.78 m/s ），說明“速度大≠變化快”。
針對第2題：飛機 a ≈ 1.74 m/s ，汽車 a ≈ 8.33 m/s ，汽車加速度更大，說明減速過程也可能有大加速度，體現(xiàn)“急剎”的危險性。
針對第3題：當(dāng) a 與 v 同向時，物體做加速運動；當(dāng) a 與 v 反向時，物體做減速運動。強調(diào)：加速度方向決定速度如何變化，而非決定運動方向。
總結(jié)口訣：“同向加速，反向減速”。 1. 小組合作，分析情境。
2. 計算比較，填寫任務(wù)單。
3. 匯報交流，質(zhì)疑補充。
4. 總結(jié)規(guī)律，突破難點。
評價任務(wù) 辨析能力：☆☆☆
合作學(xué)習(xí)：☆☆☆
邏輯推理：☆☆☆
設(shè)計意圖 通過精心設(shè)計的對比情境，直擊學(xué)生認(rèn)知誤區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生在合作探究中主動辨析“速度大”“速度變化大”“速度變化快”三個易混概念。結(jié)合交通安全實例（急剎車），增強現(xiàn)實關(guān)聯(lián)，提升科學(xué)素養(yǎng)。通過歸納“同向加速，反向減速”的規(guī)律，幫助學(xué)生建立清晰的物理判斷標(biāo)準(zhǔn)，有效突破教學(xué)難點。
實驗探究，驗證規(guī)律
【8分鐘】 一、演示實驗：測量小車加速度 （一）、介紹實驗裝置與原理：
展示氣墊導(dǎo)軌、小車、兩個光電門和數(shù)字計時器。講解：氣墊導(dǎo)軌可減小摩擦，使小車近似做勻加速運動。當(dāng)小車經(jīng)過第一個光電門時，計時器記錄時間 t ；經(jīng)過第二個光電門時，記錄時間 t 。已知小車擋光片寬度 d，則通過光電門的速度可近似為 v = d / t。
設(shè)兩光電門間距為 s，時間間隔為 Δt = t - t （或使用計時器直接測出兩段之間的時間），則加速度可估算為 a = (v - v ) / Δt。
（二）、進(jìn)行實驗演示：
1. 調(diào)整導(dǎo)軌水平，釋放小車，記錄 t 和 t 。
2. 假設(shè) d = 1 cm = 0.01 m，s = 0.5 m，測得 t = 0.02 s，t = 0.01 s。
計算：v = 0.01 / 0.02 = 0.5 m/s，v = 0.01 / 0.01 = 1.0 m/s。
若 Δt = 0.5 s（示例值），則 a = (1.0 - 0.5) / 0.5 = 1.0 m/s 。
強調(diào)：實驗中 Δt 的精確測量是關(guān)鍵，現(xiàn)代實驗室可用運動傳感器自動采集 v-t 數(shù)據(jù)并擬合斜率得加速度。
（三）、聯(lián)系生活實際：
提問：手機中的“加速度傳感器”是如何工作的？它可以用于哪些場景？（如計步、翻轉(zhuǎn)屏幕、游戲控制等）讓學(xué)生感受物理技術(shù)在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用。 1. 觀察裝置，理解原理。
2. 記錄數(shù)據(jù)，參與計算。
3. 驗證公式，體會科學(xué)。
4. 聯(lián)系生活，拓展視野。
評價任務(wù) 實驗觀察能力：☆☆☆
數(shù)據(jù)分析能力：☆☆☆
技術(shù)應(yīng)用意識：☆☆☆
設(shè)計意圖 通過演示實驗，將抽象的加速度概念具象化，讓學(xué)生親眼看到物理量的測量過程，增強感性認(rèn)識。通過實際計算，鞏固定義式的應(yīng)用。引入現(xiàn)代傳感器技術(shù)，體現(xiàn)物理與科技的融合，拓寬學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。
課堂總結(jié)，升華主題
【5分鐘】 一、結(jié)構(gòu)化總結(jié)知識點 （一）、回顧本節(jié)課核心內(nèi)容：
1. 加速度是描述速度變化快慢的物理量，定義式為 a = Δv / Δt，單位是 m/s 。
2. 加速度是矢量，方向與速度變化量 Δv 的方向相同。
3. 當(dāng)加速度方向與速度方向相同時，物體做加速運動；相反時，做減速運動。
4. “速度大”、“速度變化大”不一定“速度變化快”，關(guān)鍵看單位時間內(nèi)速度的變化量。
（二）、升華式總結(jié)：
講解：伽利略曾說：“自然之書是用數(shù)學(xué)語言寫成的。”今天我們用 a = Δv / Δt 這個簡潔的公式，揭示了運動變化的深層規(guī)律。加速度不僅是一個物理量，更是一種思維方式——它教會我們關(guān)注“變化率”，而不僅僅是“狀態(tài)”。在人生的道路上，我們不應(yīng)只看眼前的“速度”（成績、財富），更要關(guān)注自己“成長的加速度”——每天進(jìn)步一點點，持續(xù)積累，終將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。愿同學(xué)們像勻加速運動的物體一樣，在求知的道路上不斷加速，奔向更廣闊的未來！ 1. 回顧要點，梳理知識。
2. 理解口訣，強化記憶。
3. 感悟哲理，激發(fā)動力。
4. 樹立信心，展望未來。
評價任務(wù) 知識整合：☆☆☆
思想感悟：☆☆☆
情感共鳴：☆☆☆
設(shè)計意圖 通過結(jié)構(gòu)化梳理，幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。引用伽利略名言，體現(xiàn)科學(xué)精神。將物理概念遷移至人生哲理，用“成長的加速度”激勵學(xué)生關(guān)注持續(xù)進(jìn)步，實現(xiàn)情感態(tài)度與價值觀的升華，使課堂不僅傳授知識，更啟迪心靈。
作業(yè)設(shè)計
一、基礎(chǔ)鞏固
1. 下列說法中正確的是（ ）
A. 物體的速度越大，加速度也越大
B. 物體的速度變化越大，加速度越大
C. 物體的速度變化越快，加速度越大
D. 物體的加速度為零時，速度一定為零
2. 一架飛機在跑道上從靜止開始加速，50 s內(nèi)速度達(dá)到 250 m/s，求飛機的加速度。
3. 一輛汽車以 20 m/s 的速度行駛，緊急剎車后在 4 s 內(nèi)停下，求汽車剎車時的加速度大小和方向。
二、能力提升
4. 一個物體做直線運動，其速度由向東的 8 m/s 變?yōu)橄蛭鞯?12 m/s，歷時 5 s。求該物體的加速度（包括大小和方向）。
5. 閱讀材料：我國“復(fù)興號”高鐵從靜止加速到 350 km/h 約需 300 s，而某型號戰(zhàn)斗機從靜止加速到 300 m/s 僅需 10 s。試計算兩者的加速度并比較，說明其中的物理意義。
三、實踐拓展
6. 利用手機中的“物理工具箱”類APP，打開加速度傳感器，嘗試在走路、跑步、上下樓梯時觀察加速度數(shù)值的變化，記錄并分析不同運動狀態(tài)下加速度的特點，寫一篇200字的小報告。
【答案解析】
一、基礎(chǔ)鞏固
1. C （解析：加速度描述速度變化的快慢，與速度大小、變化量大小無直接關(guān)系）
2. a = Δv / Δt = (250 - 0)/50 = 5 m/s
3. a = (0 - 20)/4 = -5 m/s ，大小為 5 m/s ，方向與初速度相反（即與運動方向相反）
二、能力提升
4. 取向東為正方向，v = +8 m/s，v = -12 m/s，Δv = -12 - 8 = -20 m/s，a = Δv / Δt = -20 / 5 = -4 m/s 。大小為 4 m/s ，方向向西。
5. 復(fù)興號：v = 350 km/h ≈ 97.2 m/s，a = 97.2 / 300 ≈ 0.324 m/s ；戰(zhàn)斗機：a = 300 / 10 = 30 m/s 。戰(zhàn)斗機加速度遠(yuǎn)大于高鐵，說明其速度變化極其迅速，體現(xiàn)高性能動力系統(tǒng)。
板書設(shè)計
§1.4 加速度
【核心概念】
加速度 a：描述速度變化快慢的物理量
定義式：a = Δv / Δt = (v - v ) / Δt
單位：m/s （米每二次方秒）
【矢量性】
方向：與 Δv 方向相同
→ Δv = v - v （矢量差）
【加速 vs 減速】
┌───────────────┐
│ a 與 v 同向 → 加速運動 │
│ a 與 v 反向 → 減速運動 │
└───────────────┘
【易混淆辨析】
速度大 ≠ 速度變化大 ≠ 速度變化快
關(guān)鍵：單位時間內(nèi)速度的變化量
【生活應(yīng)用】
汽車啟動/剎車、航天發(fā)射、手機傳感器
教學(xué)反思
成功之處
1. 以F1賽車與貨輪的強烈對比導(dǎo)入，有效激發(fā)學(xué)生興趣，成功引發(fā)認(rèn)知沖突，為新課學(xué)習(xí)營造了良好的探究氛圍。
2. 通過小組合作探究任務(wù)單，引導(dǎo)學(xué)生自主辨析“速度大”“變化大”“變化快”三個概念，學(xué)生參與度高，討論熱烈，難點突破效果顯著。
3. 結(jié)合手機加速度傳感器的拓展介紹，拉近物理與生活的距離，體現(xiàn)了“STS”教育理念，提升了學(xué)生的科技素養(yǎng)。
不足之處
1. 實驗環(huán)節(jié)因設(shè)備限制僅能演示，未能讓全體學(xué)生動手操作，實踐體驗有所欠缺，未來可考慮分組使用簡易斜面小車實驗彌補。
2. 部分學(xué)生在矢量方向判斷上仍有困難，特別是涉及正負(fù)號運算時容易出錯，需在后續(xù)習(xí)題課中加強針對性訓(xùn)練。
3. 課堂節(jié)奏在探究環(huán)節(jié)略顯緊湊，個別小組未能充分展示，今后應(yīng)合理分配時間，給予更多表達(dá)機會。

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