1.4速度变化快慢的描述——加速度 导学案-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-02
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摘要:
该高中物理导学案聚焦“速度变化快慢的描述——加速度”,引导学生理解加速度的概念、定义式、方向及v-t图像意义。通过“歼-20飞行快”“小轿车起步快”等生活实例导入,区分速度与加速度,搭建从速度到速度变化快慢的认知支架,衔接运动描述的前后知识。
资料采用教师版(含解析)与学生版(留白填空)双设计,通过自学填空、思考判断、典例训练(如足球踢击加速度计算)等环节,强化科学思维(方向关系判断、v-t图像斜率分析)和科学探究(比值定义法体会),习题联系生活现象,助力学生构建物理观念,提升分析解决问题能力。
内容正文:
速度变化快慢的描述——加速度 导学案(教师版)
人教版高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述
【学习目标】
1. 物理观念: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,掌握速度、速度变化量、速度变化率的区别。
2. 科学思维:能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况,能利用v-t图像判断和计算加速度的大小。
3. 科学探究:通过加速度概念的建立过程和定义式的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用。
4. 科学态度与责任:能运用加速度知识解释生活中的“启动快”“刹车快”等现象,体会物理与生活的联系,培养实事求是的科学态度。
【学习重难点】
重点:理解加速度的概念,掌握加速度的定义式,能根据速度和加速度的方向关系判断物体做加速运动还是减速运动。
难点:理解v、Δv、a三者的区别与联系,会从v-t图像中求加速度的大小。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们阅读教材,尝试完成以下知识框架:
速度变化快慢的描述——加速度
├─ 加速度
│ ├─ 定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比
│ ├─ 定义式:a=Δv/Δt
│ ├─ 物理意义:表示速度变化快慢的物理量
│ └─ 单位:m/s²(米每二次方秒)
├─ 加速度的方向
│ ├─ 方向:与速度的变化量Δv的方向相同
│ ├─ 加速运动:加速度方向与速度方向相同
│ └─ 减速运动:加速度方向与速度方向相反
└─ 从v-t图像看加速度
├─ 物理意义:反映速度随时间的变化规律
└─ 斜率:表示加速度,图线越陡,加速度越大
二、基础导学
(一)加速度(自学教材“加速度”部分)
1.定义:物理学中把速度的变化量与发生这一变化所用时间之比,叫作加速度。通常用a表示。
2.定义式:a=Δv/Δt。Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间。
3.物理意义:加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s²或m·s⁻²。
5.标矢性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向。
(二)加速度的方向(自学教材“加速度的方向”部分)
1.加速度的方向:加速度是矢量,加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同。
2.直线运动中,加速度方向与速度方向的关系:速度增加(加速运动)时,加速度的方向与速度的方向相同;速度减小(减速运动)时,加速度的方向与速度的方向相反。
3.速度变化量:Δv=v₂-v₁,是矢量。
(三)从v-t图像看加速度(自学教材“从v-t图像看加速度”部分)
1.v-t图像反映了物体的速度随时间的变化规律。
2.在v-t图像中,Δv与Δt的比为加速度,其比值为该直线的斜率。
3.由v-t图像中图线的倾斜程度可以判断加速度的大小:图线越陡,加速度越大;图线为水平直线时,加速度为零。
(四)思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量。(×)
(2)物体速度变化越大,加速度越大。(×)
(3)物体速度变化越快,加速度越大。(√)
(4)物体A的加速度为2 m/s²,物体B的加速度为-3 m/s²,则A的加速度大于B的加速度。(×)
(5)物体的加速度是2 m/s²,则该物体一定做加速运动。(×)
(6)在同一v-t图像中,图线倾角越大,对应物体的加速度越大。(√)
(五)思考与讨论
我国的新型战斗机歼-20飞得很快;小轿车比公交车起步快。以上两句话中的“快”的含义各是什么?
【解析】第一个“快”指战斗机的速度大,运动得较快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的速度增加得快,即小轿车的加速度比公交车的加速度大。
(六)典例示范与训练
例1(加速度的计算) 足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是( )
A.-100 m/s² B.100 m/s² C.20 m/s² D.-20 m/s²
【解析】由题意知v₁=8 m/s,v₂=-12 m/s,根据加速度的定义式得a=(v₂-v₁)/Δt=(-12-8)/0.2 m/s²=-100 m/s²,负号表示足球加速度方向与其初速度方向相反,选项B、C、D错误,A正确。
【答案】A
训练1(加速度的理解) 关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
【解析】根据a=Δv/Δt知,速度变化量大,加速度不一定大,故A错误;某时刻速度为零,速度变化可能很快,即加速度可能很大,故B正确;速度很大的物体,加速度可能为零,比如匀速直线运动的飞机,故C错误;加速度很大时,物体的速度不一定很大,故D错误。
【答案】B
例2(加速度方向与速度方向的关系) 一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v₀>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
【解析】由于初速度v₀>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,当加速度减小时,速度增加得慢了;当a=0时,速度不再增加,速度达到最大值,位移不断增大。
【答案】C
训练2(加速度的计算) 足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球在空中飞行0.3 s后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s沿原路反弹。求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员接球瞬间,球的加速度的大小。
【解析】(1)设球被踢出时的速度方向为正方向,罚点球时球的速度由v₀=0变到v₁=30 m/s,用时t₁=0.1 s,由a=Δv/Δt得,罚点球时球的加速度大小为a₁=(30-0)/0.1 m/s²=300 m/s²。
(2)守门员接球时球的速度由v₁变为v₂=-10 m/s,用时t₂=0.1 s,则守门员接球时球的加速度为a₂=(-10-30)/0.1 m/s²=-400 m/s²,即守门员接球瞬间,球的加速度大小为400 m/s²。
【答案】(1)300 m/s² (2)400 m/s²
(七)达标检测(共8题)
1.关于加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度表示速度的“增加”
B.加速度就是速度的“变化量”
C.加速度表示速度变化的快慢
D.加速度表示速度变化的大小
【解析】加速度是表示速度变化快慢的物理量,不是表示速度“增加”或“变化量”的大小,A、B、D错误,C正确。
【答案】C
2.关于速度与加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度为零,则物体的加速度也为零
B.物体速度的方向,就是物体加速度的方向
C.物体的速度变化越大,则物体的加速度越大
D.物体的速度变化越快,则物体的加速度越大
【解析】物体的速度为零时,加速度不一定为零,如竖直上抛物体到达最高点时,A错误;加速度的方向与速度变化量的方向相同,不一定与速度方向相同,B错误;速度变化越大,若所用时间很长,加速度不一定越大,C错误;加速度表示速度变化的快慢,速度变化越快,加速度越大,D正确。
【答案】D
3.一辆汽车开始刹车时的速度为10 m/s,经5 s停止运动,则汽车的加速度为( )
A.2 m/s² B.-2 m/s² C.0.5 m/s² D.-0.5 m/s²
【解析】取初速度方向为正方向,则v₀=10 m/s,v=0,Δt=5 s,由a=(v-v₀)/Δt得,a=(0-10)/5 m/s²=-2 m/s²,负号表示加速度方向与初速度方向相反。
【答案】B
4.(多选)由公式a=Δv/Δt可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.Δv/Δt叫速度的变化率,就是加速度
【解析】物体加速度大小不是由Δv决定,a与Δv不成正比,A、B错误;a的方向与Δv的方向相同,C正确;a=Δv/Δt是加速度的定义式,反映的是速度变化快慢,即速度的变化率,D正确。
【答案】CD
5.朱军同学现场观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹“真快啊!”;当到达终点时,赛车突然刹车停住,朱军同学又感叹“真快啊!”。下列说法正确的是( )
A.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述速度大
B.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大
C.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述加速度大
D.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述加速度大
【解析】第一个“真快”是指运动得快,描述速度大;第二个“真快”是指减速快,描述加速度大。
【答案】C
6.(多选)关于速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度可能减小
D.物体速度很大,加速度可能为零
【解析】当加速度与速度方向相反时,加速度增大,速度减小,A错误;速度变化量大,若用时很长,加速度不一定大,B错误;物体有加速度,速度一定变化,但速度可能减小,C正确;速度很大时加速度可能为零,如匀速直线运动的飞机,D正确。
【答案】CD
7.足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度。设脚与球作用时间为0.1 s,则罚点球的瞬间,球的加速度大小为( )
A.3 m/s² B.30 m/s² C.300 m/s² D.3000 m/s²
【解析】设球被踢出时的速度方向为正方向,则罚点球时球的速度由v₀=0变到v₁=30 m/s,用时t=0.1 s,由a=(v₁-v₀)/t得,a=(30-0)/0.1 m/s²=300 m/s²。
【答案】C
8.(多选)下列说法中的“快”指加速度较大的是( )
A.小轿车比大卡车启动得快
B.协和式客机能在两万米高空飞行得很快
C.乘汽车从烟台到济南,如果走高速公路能很快到达
D.汽车在紧急刹车的情况下,能够很快地停下来
【解析】“小轿车比大卡车启动得快”中的“快”指速度变化快,即加速度大,A正确;“飞行得很快”指速度大,B错误;“很快到达”指平均速度大,C错误;“很快停下来”指速度变为零的时间短,即加速度大,D正确。
【答案】AD
达标检测答案汇总
1.C 2.D 3.B 4.CD 5.C 6.CD 7.C 8.AD
【学习小结】
1.加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间之比,a=Δv/Δt,是矢量,方向与速度变化量Δv的方向相同,是表示速度变化快慢的物理量。
2.加速度与速度v、速度变化量Δv没有必然联系:速度大,加速度不一定大;速度变化量大,加速度不一定大;加速度大,速度也不一定大。
3.加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动。
4.v-t图像中图线的斜率表示加速度,图线越陡,加速度越大;图线为水平直线时,加速度为零。
速度变化快慢的描述——加速度 导学案(学生版)
人教版高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述
班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________
【学习目标】
1. 物理观念: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,掌握速度、速度变化量、速度变化率的区别。
2. 科学思维:能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况,能利用v-t图像判断和计算加速度的大小。
3. 科学探究:通过加速度概念的建立过程和定义式的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用。
4. 科学态度与责任:能运用加速度知识解释生活中的“启动快”“刹车快”等现象,体会物理与生活的联系,培养实事求是的科学态度。
【学习重难点】
重点:理解加速度的概念,掌握加速度的定义式,能根据速度和加速度的方向关系判断物体做加速运动还是减速运动。
难点:理解v、Δv、a三者的区别与联系,会从v-t图像中求加速度的大小。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们阅读教材,尝试完成以下知识框架:
速度变化快慢的描述——加速度
├─ 加速度
│ ├─ 定义:速度的______与发生这一变化所用______之比
│ ├─ 定义式:a=______
│ ├─ 物理意义:表示速度______快慢的物理量
│ └─ 单位:______(米每二次方秒)
├─ 加速度的方向
│ ├─ 方向:与速度的变化量______的方向相同
│ ├─ 加速运动:加速度方向与速度方向______
│ └─ 减速运动:加速度方向与速度方向______
└─ 从v-t图像看加速度
├─ 物理意义:反映速度随______的变化规律
└─ 斜率:表示______,图线越陡,______越大
二、基础导学
(一)加速度(自学教材“加速度”部分)
1.定义:物理学中把速度的______与发生这一变化所用______之比,叫作加速度。通常用a表示。
2.定义式:a=______。Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间。
3.物理意义:加速度是表示物体速度______的物理量。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是______,符号是______或m·s⁻²。
5.标矢性:加速度是______,它既有大小,也有______。
(二)加速度的方向(自学教材“加速度的方向”部分)
1.加速度的方向:加速度是矢量,加速度a的方向与速度的变化量______的方向相同。
2.直线运动中,加速度方向与速度方向的关系:速度增加(加速运动)时,加速度的方向与速度的方向______;速度减小(减速运动)时,加速度的方向与速度的方向______。
3.速度变化量:Δv=______,是矢量。
(三)从v-t图像看加速度(自学教材“从v-t图像看加速度”部分)
1.v-t图像反映了物体的______随时间的变化规律。
2.在v-t图像中,Δv与Δt的比为______,其比值为该直线的______。
3.由v-t图像中图线的______可以判断加速度的大小:图线越陡,加速度越大;图线为水平直线时,加速度为______。
(四)思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量。( )
(2)物体速度变化越大,加速度越大。( )
(3)物体速度变化越快,加速度越大。( )
(4)物体A的加速度为2 m/s²,物体B的加速度为-3 m/s²,则A的加速度大于B的加速度。( )
(5)物体的加速度是2 m/s²,则该物体一定做加速运动。( )
(6)在同一v-t图像中,图线倾角越大,对应物体的加速度越大。( )
(五)思考与讨论
我国的新型战斗机歼-20飞得很快;小轿车比公交车起步快。以上两句话中的“快”的含义各是什么?
(六)典例示范与训练
例1(加速度的计算) 足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是( )
A.-100 m/s² B.100 m/s² C.20 m/s² D.-20 m/s²
训练1(加速度的理解) 关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
例2(加速度方向与速度方向的关系) 一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v₀>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
训练2(加速度的计算) 足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球在空中飞行0.3 s后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s沿原路反弹。求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员接球瞬间,球的加速度的大小。
(七)达标检测(共8题)
1.关于加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度表示速度的“增加”
B.加速度就是速度的“变化量”
C.加速度表示速度变化的快慢
D.加速度表示速度变化的大小
2.关于速度与加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度为零,则物体的加速度也为零
B.物体速度的方向,就是物体加速度的方向
C.物体的速度变化越大,则物体的加速度越大
D.物体的速度变化越快,则物体的加速度越大
3.一辆汽车开始刹车时的速度为10 m/s,经5 s停止运动,则汽车的加速度为( )
A.2 m/s² B.-2 m/s² C.0.5 m/s² D.-0.5 m/s²
4.(多选)由公式a=Δv/Δt可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.Δv/Δt叫速度的变化率,就是加速度
5.朱军同学现场观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹“真快啊!”;当到达终点时,赛车突然刹车停住,朱军同学又感叹“真快啊!”。下列说法正确的是( )
A.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述速度大
B.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大
C.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述加速度大
D.第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述加速度大
6.(多选)关于速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度可能减小
D.物体速度很大,加速度可能为零
7.足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度。设脚与球作用时间为0.1 s,则罚点球的瞬间,球的加速度大小为( )
A.3 m/s² B.30 m/s² C.300 m/s² D.3000 m/s²
8.(多选)下列说法中的“快”指加速度较大的是( )
A.小轿车比大卡车启动得快
B.协和式客机能在两万米高空飞行得很快
C.乘汽车从烟台到济南,如果走高速公路能很快到达
D.汽车在紧急刹车的情况下,能够很快地停下来
【学习小结】
请同学们用自己的话总结本节课学到的知识:
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