作者:邓宗茂
物理通报 2008年05期
一、教学内容分析
本课内容为《普通高中课程标准物理教科书·物理1》(鲁科版必修1)第二章“运动的描述”第3节,本节内容分两个课时完成。这是第二课时加速度的概念学习,在整个共同必修课程中,该内容的学习和掌握是非常必要的。加速度是运动学中的一个重要的基本物理量,是将运动和力联系起来的桥梁。由于加速度概念与其他物理知识的联系性强,涉及面广,特别是在分析、解决跟动力学相关的实际问题中经常牵涉到,因此对加速度的理解和掌握程度如何,不仅直接关系到本章后续必修模块的进一步学习,而且还将影响以后选修模块的学习和掌握。所以这一课时的内容是本章知识的重点之一,本节课的关键是促进学生对加速度概念的形成和理解。
二、学生学习情况分析
前一课时学习了速度的概念,学生学习了用比值法来描述一个物体的运动快慢(位置变化快慢),在本节课可以让学生回顾引出速度概念的过程,用类比方法迁移到加速度(速度变化快慢)的概念学习中来,这给学习加速度这一概念降低了台阶。但由于学生抽象思维能力不强,对于速度、速度的变化、速度的变化快慢的区别很难分清;在学生的生活经验中,与加速度有关的现象不多,这更给学生形成和理解加速度的科学概念带来了难度。
三、设计思想
教师创设物理情境,让学生在观察和体验后有所发现,有所联想,运用科学思维,萌发并提炼出科学问题,使教学过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。让学生用探究的方法,“走”一遍加速度概念的建立过程,按照从简单到复杂,从特殊到一般的顺序进行探究,顺理成章、水到渠成地引出加速度的概念。然后从公式和图像两个方面加以理解,通过对生活中和实验中加速度和速度概念分析对比,加深理解加速度的物理意义,本课时教学的设计流程是:学生主观感受(第一层是运动物体有速度,第二层是运动物体速度有变化,第三层是运动物体的速度变化有快有慢)—提出问题—发散类比—拓展探究—交流与合作—分析与论证。
四、教学目标
1.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)理解加速度是矢量,知道加速度的方向确定方法,会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系。
(3)会用v-t图像求加速度。
2.过程与方法
通过视频及多媒体课件对生活实例中运动物体速度变化快慢的感受,用类比的方法探究推理,强化用比值定义的物理思想方法,培养学生运用类比的学习方法。
3.情感态度与价值观
(1)培养学生学习物理的兴趣和积极性,使学生获得成功的体验。
(2)增强学生的交通安全意识。
五、教学重点和难点
重点:加速度的概念及物理意义。
难点:加速度的矢量性。
六、教学过程设计
1.播放视频引入新课
情景1:播放城市中繁忙的交通景象。
[设计意图]让学生感受运动物体的位置是不断变化的,即运动物体具有速度。
情景2:播放公路上不同交通工具的运动情况。
[设计意图]让学生感受运动物体速度有变化。
情景3:播放轿车启动和火车出站时启动过程。
[设计意图]让学生感受运动物体的速度变化有快有慢。
问:轿车的启动与火车的启动有何不同?
[学情预设]
学生回答可能有多种情况,例如:
(1)轿车比火车运动得快。
(2)轿车启动所用的时间短。
(3)轿车的速度改变得更大。
教师对学生的回答进行鼓励、肯定,经过提示、点拨,得出轿车与火车启动过程中速度改变的快慢是不一样的。
2.新课教学
(1)描述速度改变的快慢
教师问:物体速度的改变是有快慢之分的,如何来定量描述物体的速度改变的快慢呢?用多媒体展示同学们所采集的熟悉的4个物体的运动情况视频。请同学们判断一下,谁的速度改变快,谁的速度改变慢(表1)。
表1
[设计意图]让学生根据数据表来概括总结规律,锻炼分析能力,让学生联想类比前节课我们是怎样描述物体位置变化(运动)快慢的,实现物理学方法的迁移,学习体会物理学的思想与方法。
教师问:甲、乙两物体谁的速度改变快?
学生分析:甲乙两物体经历的时间△t一样,甲的速度变化量为3m/s,乙的速度变化量为20m/s,得到乙速度变化快的结论。
教师问:乙和丙两物体谁的速度变化快?
学生分析:乙、丙两物体的速度变化量都为20m/s,但所用时间不同,乙用时2s,丙用时100s,乙所用时间少,速度变化快。
教师问:甲、丙两物体速度变化不同,经历的时间也不一样,如何比较它们的速度变化快慢呢?
学生分析:可以用速度变化除以时间,得出单位时间内速度变化多的速度改变快。
教师肯定学生的分析并指出这种方法具有普遍意义,并由此算出以上4个物体每秒速度变化的数值分别为:1.5、10、0.2、0,由此来看速度改变的快慢就不言而喻了。
(2)得出加速度的概念
①定义:
物体的速度变化跟发生这一变化所用的时间比值,叫做物体运动的加速度。
[知识链接]加速(动词)
加速度(名词)
利用英文单词词性变化帮助理解加速度的含义。
③单位及符号:
[知识链接]死亡加速度
西方交通管理部门为了交通安全,特制定了死亡加速度500g(g=10m/)这一数值,以警醒世人。意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。因为,一般车辆碰撞时间极短,大多为毫秒级。例如,两辆摩托车时速20km相向而行发生碰撞,碰撞时间毫秒级,能产生多大的加速度?
[设计意图]通过阅读以上内容和动手计算增强学生的交通安全意识,进一步理解骑摩托车要戴安全头盔,乘坐轿车要系安全带的道理。
(3)深入理解加速度
①理解加速度的矢量性
例,A车在2s的时间内速度由10m/s变为15m/s,则它的加速度是多大?B车在3s的时间内速度由10m/s变为2.5m/s,则它的加速度是多大?
[设计意图]先让学生感受,让学生分组讨论,让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题,要说明具体问题一定需要另一个因素,这一因素即为加速度的方向。然后从公式角度理解加速度与速度变化量的方向关系。最后让学生分别做出A、B两物体的初、末速度图示,通过图示法确定出速度变化量的大小和方向,总结出加速运动和减速运动物体的加速度方向跟速度方向关系:加速运动的加速度方向与速度方向相同,减速运动的加速度方向与速度方向相反。
②加速度和速度、速度的变化、速度的变化快慢的关系
讨论:课本26页“讨论与交流”,思考下列问题。
a.速度越大,加速度越大对吗?举例说明。
b.速度变化越大,加速度越大对吗?举例说明。
c.速度变化越快,加速度越大对吗?
d.速度变化率越大,加速度越大对吗?
e.有没有速度很大,而加速度很小的情况?(展示课件:飞机水平匀速飞行)
f:有没有速度很小,而加速度很大的情况?(展示课件:火箭发射升空过程)
③v-t图像中的加速度
表2
例,在表2中任选一组数据用描点法画出运动物体的v-t图像。
[设计意图]给出一个匀变速运动物体的瞬时速度及对应时刻表格,让学生用描点法动手画此物体的v-t图像,锻炼运用图像分析物理问题的能力,说明速度图像中直线的倾斜程度表示加速度的大小,倾斜程度越大,加速度越大。
七、教学小结与反思
本节课主要目的是建立并理解加速度概念,在引出加速度的概念时低台阶,然后步步登高,充分激活学生思维,从易到难、从现象到本质、从形象到抽象,符合学生的思维发展规律,容易为学生所接受。可以较大程度地调动学生参与教学活动的积极性,提高学生学习物理的兴趣,强化物理知识的形成过程,使学生学会探索自然规律的基本方法,从而使学生获得基本的探究能力和创造性地解决实际问题的能力。
作者介绍:邓宗茂 福建宁化第一中学,365400
作者:邓宗茂
物理通报 2008年05期
一、教学内容分析
本课内容为《普通高中课程标准物理教科书·物理1》(鲁科版必修1)第二章“运动的描述”第3节,本节内容分两个课时完成。这是第二课时加速度的概念学习,在整个共同必修课程中,该内容的学习和掌握是非常必要的。加速度是运动学中的一个重要的基本物理量,是将运动和力联系起来的桥梁。由于加速度概念与其他物理知识的联系性强,涉及面广,特别是在分析、解决跟动力学相关的实际问题中经常牵涉到,因此对加速度的理解和掌握程度如何,不仅直接关系到本章后续必修模块的进一步学习,而且还将影响以后选修模块的学习和掌握。所以这一课时的内容是本章知识的重点之一,本节课的关键是促进学生对加速度概念的形成和理解。
二、学生学习情况分析
前一课时学习了速度的概念,学生学习了用比值法来描述一个物体的运动快慢(位置变化快慢),在本节课可以让学生回顾引出速度概念的过程,用类比方法迁移到加速度(速度变化快慢)的概念学习中来,这给学习加速度这一概念降低了台阶。但由于学生抽象思维能力不强,对于速度、速度的变化、速度的变化快慢的区别很难分清;在学生的生活经验中,与加速度有关的现象不多,这更给学生形成和理解加速度的科学概念带来了难度。
三、设计思想
教师创设物理情境,让学生在观察和体验后有所发现,有所联想,运用科学思维,萌发并提炼出科学问题,使教学过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。让学生用探究的方法,“走”一遍加速度概念的建立过程,按照从简单到复杂,从特殊到一般的顺序进行探究,顺理成章、水到渠成地引出加速度的概念。然后从公式和图像两个方面加以理解,通过对生活中和实验中加速度和速度概念分析对比,加深理解加速度的物理意义,本课时教学的设计流程是:学生主观感受(第一层是运动物体有速度,第二层是运动物体速度有变化,第三层是运动物体的速度变化有快有慢)—提出问题—发散类比—拓展探究—交流与合作—分析与论证。
四、教学目标
1.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)理解加速度是矢量,知道加速度的方向确定方法,会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系。
(3)会用v-t图像求加速度。
2.过程与方法
通过视频及多媒体课件对生活实例中运动物体速度变化快慢的感受,用类比的方法探究推理,强化用比值定义的物理思想方法,培养学生运用类比的学习方法。
3.情感态度与价值观
(1)培养学生学习物理的兴趣和积极性,使学生获得成功的体验。
(2)增强学生的交通安全意识。
五、教学重点和难点
重点:加速度的概念及物理意义。
难点:加速度的矢量性。
六、教学过程设计
1.播放视频引入新课
情景1:播放城市中繁忙的交通景象。
[设计意图]让学生感受运动物体的位置是不断变化的,即运动物体具有速度。
情景2:播放公路上不同交通工具的运动情况。
[设计意图]让学生感受运动物体速度有变化。
情景3:播放轿车启动和火车出站时启动过程。
[设计意图]让学生感受运动物体的速度变化有快有慢。
问:轿车的启动与火车的启动有何不同?
[学情预设]
学生回答可能有多种情况,例如:
(1)轿车比火车运动得快。
(2)轿车启动所用的时间短。
(3)轿车的速度改变得更大。
教师对学生的回答进行鼓励、肯定,经过提示、点拨,得出轿车与火车启动过程中速度改变的快慢是不一样的。
2.新课教学
(1)描述速度改变的快慢
教师问:物体速度的改变是有快慢之分的,如何来定量描述物体的速度改变的快慢呢?用多媒体展示同学们所采集的熟悉的4个物体的运动情况视频。请同学们判断一下,谁的速度改变快,谁的速度改变慢(表1)。
表1
[设计意图]让学生根据数据表来概括总结规律,锻炼分析能力,让学生联想类比前节课我们是怎样描述物体位置变化(运动)快慢的,实现物理学方法的迁移,学习体会物理学的思想与方法。
教师问:甲、乙两物体谁的速度改变快?
学生分析:甲乙两物体经历的时间△t一样,甲的速度变化量为3m/s,乙的速度变化量为20m/s,得到乙速度变化快的结论。
教师问:乙和丙两物体谁的速度变化快?
学生分析:乙、丙两物体的速度变化量都为20m/s,但所用时间不同,乙用时2s,丙用时100s,乙所用时间少,速度变化快。
教师问:甲、丙两物体速度变化不同,经历的时间也不一样,如何比较它们的速度变化快慢呢?
学生分析:可以用速度变化除以时间,得出单位时间内速度变化多的速度改变快。
教师肯定学生的分析并指出这种方法具有普遍意义,并由此算出以上4个物体每秒速度变化的数值分别为:1.5、10、0.2、0,由此来看速度改变的快慢就不言而喻了。
(2)得出加速度的概念
①定义:
物体的速度变化跟发生这一变化所用的时间比值,叫做物体运动的加速度。
[知识链接]加速(动词)
加速度(名词)
利用英文单词词性变化帮助理解加速度的含义。
③单位及符号:
[知识链接]死亡加速度
西方交通管理部门为了交通安全,特制定了死亡加速度500g(g=10m/)这一数值,以警醒世人。意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。因为,一般车辆碰撞时间极短,大多为毫秒级。例如,两辆摩托车时速20km相向而行发生碰撞,碰撞时间毫秒级,能产生多大的加速度?
[设计意图]通过阅读以上内容和动手计算增强学生的交通安全意识,进一步理解骑摩托车要戴安全头盔,乘坐轿车要系安全带的道理。
(3)深入理解加速度
①理解加速度的矢量性
例,A车在2s的时间内速度由10m/s变为15m/s,则它的加速度是多大?B车在3s的时间内速度由10m/s变为2.5m/s,则它的加速度是多大?
[设计意图]先让学生感受,让学生分组讨论,让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题,要说明具体问题一定需要另一个因素,这一因素即为加速度的方向。然后从公式角度理解加速度与速度变化量的方向关系。最后让学生分别做出A、B两物体的初、末速度图示,通过图示法确定出速度变化量的大小和方向,总结出加速运动和减速运动物体的加速度方向跟速度方向关系:加速运动的加速度方向与速度方向相同,减速运动的加速度方向与速度方向相反。
②加速度和速度、速度的变化、速度的变化快慢的关系
讨论:课本26页“讨论与交流”,思考下列问题。
a.速度越大,加速度越大对吗?举例说明。
b.速度变化越大,加速度越大对吗?举例说明。
c.速度变化越快,加速度越大对吗?
d.速度变化率越大,加速度越大对吗?
e.有没有速度很大,而加速度很小的情况?(展示课件:飞机水平匀速飞行)
f:有没有速度很小,而加速度很大的情况?(展示课件:火箭发射升空过程)
③v-t图像中的加速度
表2
例,在表2中任选一组数据用描点法画出运动物体的v-t图像。
[设计意图]给出一个匀变速运动物体的瞬时速度及对应时刻表格,让学生用描点法动手画此物体的v-t图像,锻炼运用图像分析物理问题的能力,说明速度图像中直线的倾斜程度表示加速度的大小,倾斜程度越大,加速度越大。
七、教学小结与反思
本节课主要目的是建立并理解加速度概念,在引出加速度的概念时低台阶,然后步步登高,充分激活学生思维,从易到难、从现象到本质、从形象到抽象,符合学生的思维发展规律,容易为学生所接受。可以较大程度地调动学生参与教学活动的积极性,提高学生学习物理的兴趣,强化物理知识的形成过程,使学生学会探索自然规律的基本方法,从而使学生获得基本的探究能力和创造性地解决实际问题的能力。
作者介绍:邓宗茂 福建宁化第一中学,365400