1.4 速度变化快慢的描述—加速度（教学设计）物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“速度变化快慢的描述—加速度”，通过观看摩托车、汽车等比赛视频导入，对比不同物体速度变化差异，衔接速度概念，引导学生思考描述速度变化快慢的需求，搭建知识支架。 资料以比值定义法建构加速度概念，结合实例辨析速度、速度变化量与加速度关系，通过v-t图像斜率分析深化理解，融入科学思维与探究。如乒乓球碰撞墙壁算加速度、v-t图像判断运动状态，助学生突破认知误区，提升分析能力，也为教师提供清晰教学逻辑与有效难点突破方法。

第4节 速度变化快慢的描述—加速度（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第4节 速度变化快慢的描述—加速度 教学 目标 物理观念 理解加速度的物理意义、定义、公式和矢量性，明确加速度是描述速度变化快慢和方向的物理量；区分速度、速度变化量、加速度三个易混物理量，建立变速运动的核心认知，完善运动学物理量体系。 科学思维 熟练运用比值定义法定义新物理量，掌握类比速度的迁移建模思维；通过辨析三者大小、方向关系，培养对比推理、定量分析的思维；理解加速度方向与速度增减的判定逻辑，破除“速度大加速度大”等直觉误区。 科学探究 通过对比加速、减速运动实例，探究速度变化快慢的差异；结合数据计算、图像分析，归纳加速度的计算方法与变化规律，学会利用v-t图像分析速度变化快慢，提升定量探究与图像解读能力。 科学态度 与责任 体会物理比值定义思想的统一性与严谨性，养成区分表象与本质、严谨分析物理过程的习惯；结合车辆变速、运动变速等生活场景，体会物理规律的现实价值，树立求真务实的科学态度。 教学 重难点 1.加速度的概念建立和加速度的比值关系。（重点） 2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向。（重点） 3.v-t图像中图线斜率的物理意义。（重点） 4.理解加速度的概念，区分速度、速度的变化量及速度的变化率。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 观看视频，并思考与讨论： 摩托车、燃油汽车、电动汽车、赛车、战斗机、客机的比赛中，它们的运动情况相同吗？你认为用“速度大”或“速度变化大”可描述该差异吗？若不能，应如何描述？ 学生观看视频并分组讨论问题 新课讲授 一、加速度 【思考与讨论】 (1)下列物体的速度变化，谁变化大？谁变化快？如何比较？ (2)我们已知位移是位置变化，可用位移除以时间比较位置变化快慢，那该如何比较速度变化的快慢呢？ 【新授内容】 1.加速度：速度变化量和发生这一变化所用时间的比值叫加速度。 2.公式：。 3.物理意义：用于描述物体速度变化快慢的物理量。 【思考与讨论】 (1)根据第3节的学习，我们已知速度的单位是m/s，那么你认为加速度单位会是什么？ (2)依据上述物理量单位定义方式，还可举出哪些同类定义的物理量单位？ (3)速度大，加速度一定大吗？请举例说明。 (4)加速度大，速度一定大吗？ (5)速度变化量大，则加速度一定大？ (6)速度变化越快，加速度越大？ 4. 加速度的大小 （1）加速度a大小与速度v没有直接关系。 （2）加速度a大小与速度变化量Δv没有直接关系。 （3）加速度a大小：由速度变化率Δv/Δt的大小决定；由速度变化的快慢决定；由单位时间内物体速度变化大小决定。 5.速度、速度的变化量、加速度的比较 【例1】下列关于物体的速度和加速度的说法中，正确的是（　　） A．物体的速度变化越小，其加速度越小 B．物体的速度变化率越小，其加速度越小 C．物体的速度为零时，其加速度也一定为零 D．物体的速度不断变大，其加速度也不断变大 【答案】B 【详解】A．根据加速度的公式可知，速度变化小但时间更短时，加速度可能较大，故A错误； B．速度变化率即加速度，变化率越小，加速度越小，故B正确； C．速度为零时加速度不一定为零（如竖直上抛最高点速度为0，加速度为g），故C错误； D．速度增大时加速度可能不变或减小（如匀加速或加速度减小的加速运动），故D错误。 故选B。 【例2】乒乓球以的速度水平向右运动并碰到墙壁，与墙壁作用0.05s时间后反向弹回，弹回的速度大小为，关于乒乓球与墙壁作用的过程，下列说法正确的是（　　） A．乒乓球的速度变化量大小为，方向水平向左 B．乒乓球的速度变化量大小为，方向水平向左 C．乒乓球的加速度大小为，方向水平向右 D．乒乓球的加速度大小为，方向水平向左 【答案】B 【详解】AB．选取水平向右的方向为正方向，则有 即乒乓球的速度变化量大小为45m/s，方向水平向左，A错误，B正确； CD．根据加速度的定义，可得乒乓球的加速度为 即乒乓球的加速度大小为900，方向水平向左，CD错误。故选B。 学生分组讨论并分享 学生掌握加速度的概念 学生分组讨论并分享 学生掌握加速度与速度、速度变化量和速度变化率的关系 学生动手练习 新课讲授 二、加速度的方向 【思考与讨论】 根据第3节学习，已知速度是矢量，有大小和方向，且方向与某段时间内位移方向相同，请问加速度是否是矢量？若是，方向如何？ (1)由表格可知加速度方向与速度变化量方向有何联系？ (2)加速度在减小，而速度在增大，有可能吗？ (3)加速度在增大，而速度在减小，有可能吗？ (4)通过以上分析，你是否可以结合速度与加速度的方向关系，总结一下如何判断直线运动中“加速”或“减速”的情况? 【新授内容】 1.物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的大小，加速度的大小只是反映速度变化的快慢。 （1）a与v同向（加速直线运动）：a不变，v随时间均匀增加；a减小，v增加的越来越慢；a增大，v增加的越来越快。 （2）a与v反向（减速直线运动）：a不变，v随时间均匀减小；a增大，v减小的越来越快；a减小，v减小的越来越慢。 2.a的正负，只表示加速度的方向与正方向的关系，不表示物体是加速还是减速。 【例3】一个做加速直线运动的物体，其加速度方向不变而大小逐渐减小到零，那么该物体的运动情况是（　　） A．速度不断增大，到加速度减小到零时速度达到最大，而后做匀速直线运动 B．速度不断减小，到加速度减小为零时速度达到最小，而后做匀速直线运动 C．速度不断减小，到加速度减小到零时运动停止 D．速度不断减小到零后，又反向做加速运动，最后做匀速运动 【答案】A 【详解】因为“一个做加速直线运动的物体”，所以速度不断增加，当加速度减小到零时，速度不再增加了，速度达到最大，而后做匀速直线运动。故选A。 学生分组讨论分享 学生掌握加速和减速判断方法 学生动手练习 新课讲授 二、从v-t图像看加速度 【思考与讨论】 如图所示，若坐标纸中纵轴方向每个小格代表0.1m/s,横轴方向每个小格代表0.1s。 (1)对b图线，t1和t2时刻的速度为多大？速度与正方向是相同还是相反？ (2)对b图线，从t1到t2时刻的速度的变化量为多大？速度的变化率为多大？加速度为多大？加速度的方向与正方向是相同还是相反？ (3)b图线的斜率为多大？它与加速度有何关系？ (4)a图线的斜率为多大？它与b图线的斜率相比谁大？这说明ab图线所描述的物体的运动时的加速度谁大？ (5)c图线所描述物体的速度方向与正方向是相同还是相反？斜率为多大？加速度为多大？加速度的方向与正方向是相同还是相反？ (6)abc图线分别所描述的物体的运动是加速还是减速运动？你是如何判断的？ (7)在v-t图像中认识平均加速度与瞬时加速度 若物体做变速直线运动，v-t图像如图所示，过A点的割线AB的斜率反映是AB段内的平均加速度；缩短了与A点的时间间隔，割线AC的斜率反映的是这段时间内的平均加速度；进一步缩短时间间隔，趋近于0，过A点的切线斜率就反映了5s时的瞬时加速度。 【新授内容】 1.速度时间（v-t）图像物理意义： (1)可读取任意时刻对应的速度，也可读取任意速度对应的时刻； (2)可求得任意时段内的速度变化量； (3)v-t图像物体速度随时间变化的规律。 2.速度时间（v-t）图像的斜率物理意义： (1)v-t图像的斜率物理意义：表示物体的加速度； (2)v-t图像的斜率越大，说明加速度越大，物体速度变化的越快； (3)v-t图像的斜率为正，说明物体加速度方向与正方向一致，图像向上倾斜； v-t图像的斜率为负，说明物体加速度方向与正方向相反，图像向下倾斜。 3.速度时间（v-t）图像中速度、加速度方向判断方法： (1)速度的方向：①速度图像在t轴上方，速度为正；②速度图像在t轴下方，速度为负。 (2)加速度方向：①速度图像向上倾斜，加速度为正；②速度图像向下倾斜，加速度为负。 【例4】某一物体沿直线运动，其图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A．第1s内和第2s内物体的速度方向相同 B．第2s内和第3s内物体的加速度方向相反 C．第2s末物体的加速度为零 D．第3s内物体做减速运动 【答案】A 【详解】A．由图可知，第1s内和第2s内物体的速度均为正值，方向相同，故A正确； B．由图像斜率表示加速度可知，第2s内和第3s内物体的加速度方向相同，故B错误； C．第2s末物体速度为零，速度的变化率不为零，故加速度不为零，故C错误； D．第3s内速度沿负方向，加速度方向也沿负方向，物体做加速运动，故D错误。 故选A。 学生根据所给图像，思考讨论所提问题 学生根据所给图像，思考讨论所提问题 学生掌握v-t图像图线斜率含义等知识 学生动手练习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法正确的是（    ） A．速度越来越大，加速度一定越来越大 B．物体加速度增大，速度的变化一定越来越大 C．速度方向为负，加速度的方向一定也为负 D．速度变化的方向为正，加速度的方向一定也为正 【答案】D 【详解】A．当物体加速度和速度方向相同，做加速度减小的加速直线运动时，尽管速度越来越大，加速度却在减小，故A错误； B．当物体加速度增大，所用时间越短，速度变化不一定越来越大，故B错误； C．物体做减速直线运动时，若规定速度方向为负，由于速度在减小，加速度方向和速度方向相反，则加速度方向为正，故C错误； D．由加速度定义可知，若速度变化的方向为正，则加速度的方向也为正，故D正确。 故选D。 2．关于速度、速度改变量和加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体运动的速度改变量越大，它的加速度一定越大 B．某时刻物体速度为零，其加速度也为零 C．加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大 D．速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零 【答案】D 【详解】A．根据可知速度改变量越大，它的加速度不一定越大，故A错误； B．当物体的速度为0时，其加速度不一定为0，故B错误； C．物体的加速度很大，表示物体速度的变化率很大，并不表示物体的速度一定变大，故C错误； D．根据可知物体的加速度等于速度的变化率，与物体速度的大小无关，如匀速直线运动，则加速度为零，故D正确。 故选D。 3．某次汽车碰撞测试中，一辆汽车以大小为40m/s的速度撞向障碍物，并经0.2s的时间停下，若以初速度方向为正方向，则碰撞过程中该汽车（　　） A．速度变化量为40m/s B．速度变化量大小为-40m/s C．平均加速度为200m/s2 D．平均加速度为-200m/s2 【答案】D 【详解】AB．根据题意可得 即速度变化量的大小为40m/s，方向与初速度方向相反，故AB错误； CD．平均加速度为 故C错误，D正确。 故选D。 4．一维矢量运算的两幅模型如图所示，线段的长短代表矢量的大小，箭头的指向代表矢量的方向，分析模型的含义可以判断物体的运动。下列说法正确的是（　　） A．图甲说明只要初、末速度、的方向相同，物体就做加速直线运动 B．图乙说明物体的加速度a的方向与速度的变化量的方向可能相同也可能相反 C．两幅图像说明物体的加速度与速度同向时，物体做减速运动 D．两幅图像说明速度的变化量可由初速度的箭头端指向末速度的箭头端的有向线段表示 【答案】D 【详解】A．当初、末速度的方向相同时，物体不一定做加速直线运动，当速度的变化量与初速度的方向相同时，物体才一定做加速直线运动，反之做减速直线运动，故A错误； B．由可知，a与一定同向，故B错误； C．两幅图像说明物体的加速度与速度同向时，物体做加速运动，加速度与速度反向时，物体做减速运动，故C错误； D．两幅图像说明速度的变化量方向一定由初速度的箭头端指向末速度的箭头端，故D正确。 故选D。 5．一物体以的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行，经过，物体仍向上滑行，速度大小为。若增大木板倾角，仍使物体以的速度从底端向上滑行，经过，物体向下滑行，其速度大小变为。以沿木板向上为正方向，用分别表示物体在前后两种情况下的加速度，则以下选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】先沿倾斜木板向上为正方向，则初速度 木板倾角增大前后，物体在末的速度分别为 根据加速度的定义式可得 故选C。 6．关于加速度表达式的下列说法，正确的是（    ） A．加速度与成正比，与成反比 B．表示在时间内物体速度变化的快慢，是矢量 C．利用求得的加速度是时间内的平均加速度，是标量 D．表示速度变化的快慢，是矢量 【答案】D 【详解】A．是加速度的定义式，加速度与速度改变量、变化的时间无关，故A错误； B．表示在时间内物体速度变化量，是矢量，故B错误； C．利用求得的加速度是时间内的平均加速度，是矢量，故C错误； D．表示加速度，即速度变化的快慢，是矢量，故D正确。 故选D。 7．一个物体的加速度为，则下列说法中正确的是（　　） A．该物体的加速度一定比的加速度大 B．该物体的速度每秒内一定增加了 C．该物体的速度每秒内一定减少了 D．该物体速度的变化量是 【答案】A 【详解】A．加速度是矢量，大小比较绝对值，所以该物体的加速度一定比的加速度大，故A正确； BC．加速度为，但初速度的方向不确定，如果初速度为负值，则初速度方向与加速度方向相同，该物体的速度每秒内一定增加了，；如果初速度为正值，则初速度方向与加速度方向相反，该物体的速度每秒内一定减少了，故BC错误； D．物体速度的变化量为 可知每秒钟物体速度的变化量是，故D错误。 故选A。 8．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲=4m/s2，a乙=-4m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是（　　） A．甲的加速度大于乙的加速度 B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动 C．甲的速度比乙的速度变化快 D．甲、乙在相等时间内速度变化不相等 【答案】B 【详解】AC．由a甲=4m/s2，a乙=-4m/s2可知两物体加速度大小相等，方向相反；甲、乙速度变化一样快，故A、C错误； B．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，所以甲的速度方向和加速度方向一致，甲做加速直线运动；乙的速度方向和加速度方向相反，所以乙做减速直线运动，故B正确； D．由可得，甲、乙由于加速度大小相等，所以它们在相等时间内速度变化相等，故D错误。 故选B。 9．神舟十三号载人飞船已于2021年10月16日成功入轨，航天员翟志刚、王亚平、叶光富被送入太空，成为中国空间站天和核心舱的第二批“入住人员”。在飞船竖直向上运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．以飞船为参考系，航天员是向上运动的 B．飞船的速度越大时，其加速度一定越大 C．飞船的加速度变化越快时，其速度一定越大 D．飞船的加速度减小时，其速度一定不断减小 【答案】C 【详解】A．以飞船为参考系，航天员是静止的，故A错误； B．速度与加速度没有必然的联系，所以飞船的速度越大时，其加速度不一定越大，有可能为零，故B错误； C．在竖直向上运动的过程中，加速度的方向与速度的方向始终相同，加速度变化越快，则单位时间内增加的速度越大，故其速度一定越大，故C正确； D．在竖直向上运动的过程中，加速度的方向与速度的方向始终相同，飞船的加速度减小时，速度仍然在增大，故D错误。 故选C。 10．一物体以初速度v0、加速度a做加速直线运动，若物体从t时刻起，加速度a逐渐减小至零，则物体从t时刻开始（　　） A．速度开始减小，直到加速度等于零为止 B．速度开始减小，直到速度等于零为止 C．速度继续增大，直到加速度等于零为止 D．位移继续增大，直到加速度等于零为止 【答案】C 【详解】一物体以初速度v0、加速度a做加速直线运动，当加速度a逐渐减小时，因加速度的方向始终与速度方向相同，所以物体做加速度减小的加速运动，速度继续增大，直到加速度等于零，速度达到最大值，此后，将以这一最大速度做匀速直线运动，位移仍将继续增大。 故选C。 11．一物体做直线运动，其图像如图所示，从图中可以看出，以下说法正确的是（　　）    A．只有0~2s内加速度与速度方向相同 B．5~6s内物体的加速度为3m/s2 C．4~6s内物体的速度一直在减小 D．0~2s和5~6s内加速度的方向与速度方向均相同 【答案】D 【详解】AD．只要速度增大，加速度的方向与速度的方向就相同，由题图可知0~2s和5~6s内加速度的方向与速度方向均相同，故A错误，D正确； B．根据图像的斜率表示加速度，则5~6s内物体的加速度为 故B错误； C．根据图像可知，4~6s内物体的速度先减小后反向增大，故C错误。 故选D。 12．物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度—时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在8s末，速度为6m/s B．0~2s内，加速度大小为6m/s2 C．6~7s内，物体做速度方向向西的加速运动 D．10~12s内，物体做速度方向向东的加速运动 【答案】C 【详解】A．由图像可知，在8s末，速度为-6m/s，故A错误； B．0~2s内，加速度大小为故B错误； C．由图像可知，6~8s内，物体速度由零向负方向增加到6m/s，即物体做速度方向向西的加速运动，故C正确； D．10~12s内，物体速度方向为负方向，即向西，且速度值在减小，所以物体做速度方向向西的减速运动，故D错误。故选C。 课 堂 小 结 板 书 设 计 第4节 速度变化快慢的描述—加速度 1. 加速度 1.定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间之比，叫做加速度。 2.公式：。 3.单位：米每二次方秒，符号是或。 4.标、矢量：矢量，既有大小，也有方向。 1. 加速度的方向 1.加速度a的方向： 与的方向一致。 2.加速度与运动的联系： （1）速度增加，即加速运动，加速度的方向与初速度的方向相同； （2）速度减小，即减速运动，加速度的方向与初速度方向相反。 1. 从v-t图像看加速度 1.在v-t图像中，图像的斜率，其数值等于物体运动的加速度的大小； 2.斜率的正负表示加速度的方向； 作业 布置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 本节课重点讲解加速度的概念、矢量性及速度与加速度的关系，学生能够初步理解加速度描述速度变化快慢的物理意义，掌握基本公式与定义，初步形成变速运动的分析思维。 本节课教学存在明显短板：学生极易混淆速度、速度变化量与加速度三者关系，普遍存在“速度大加速度大、速度为零加速度为零”的思维误区，对加速度方向与运动增减的对应关系判断不准确，矢量思维运用不熟练。 后续教学将增加典型案例对比和正误辨析题型，结合v-t图像直观分析加速度变化规律，突破学生直觉性错误认知，强化矢量分析能力，提升学生对变速运动规律的理解与应用水平。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 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