1.4 速度变化快慢的描述——加速度 教学设计-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“加速度”核心概念，通过生活中物体速度变化差异的实例导入，上承速度与速度变化量，下启匀变速直线运动规律及牛顿第二定律，构建“定义—方向—图像表征”的完整逻辑链。 资料特色在于融合生活情境与科学探究，用比值定义法和v-t图像斜率培养科学思维，通过实例分析强化加速度矢量性（物理观念），典型例题与分层练习帮助学生突破易混点，提升科学探究能力，为教师提供清晰教学脉络和丰富实例支撑。

§1.4 速度变化快慢的描述——加速度 教材分析 加速度是运动学中承上启下的核心概念，上承速度与速度变化量，下启匀变速直线运动规律及牛顿第二定律，其矢量性深化了运动与相互作用观念。知识架构围绕“速度变化快慢”展开：以位移定义迁移至速度变化量定义，给出 ，再明确加速度方向由 决定，加速时与初速度同向、减速时反向，最后通过 图像斜率将加速度大小直观化，形成“定义—方向—图像表征”的完整逻辑链。呈现方式上，利用汽车变速情境引出问题，借助矢量图展示 的合成，以两条 图线对比凸显斜率意义，并用生活实例表格建立对加速度数量级的感性认识。学习难点集中在三处：一是加速度方向与速度方向的关系，尤其在减速运动中易混淆；二是误认为加速度大则速度大或速度变化大，需强调加速度描述速度变化的快慢而非速度本身；三是将 图像斜率与加速度对应时，对倾斜程度的几何直觉不足，需结合 与 的比值反复训练。 学情分析 学生已掌握位移、速度等运动学基本概念及矢量初步知识，具备 图像读图能力与简单数学运算基础；高一学生正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡阶段，对“变化率”类新概念理解易停留于表层，尤其对加速度方向与速度方向关系存在直观误解，易将“减速”等同于“加速度为负”而忽略矢量性；本节重点是建立加速度的物理意义与定义式，难点在于理解加速度方向由 决定、区分速度增减与加速度正负的本质联系，以及从 图像斜率准确提取加速度信息，要求学生具备矢量运算意识和图像分析能力。 教学目标 物理观念：能建立加速度概念，区分速度变化快慢，知道加速度是矢量及方向规律。 科学思维：会用比值定义法和 图像斜率分析加速度，体会图像法研究运动。 科学探究：能通过实例和图像比较加速度大小，理解加速减速与方向关系。 科学态度与责任：能关注生活中物体加速度差异，保持对运动现象的好奇与探究兴趣。 重点难点 教学重点： · 通过速度变化量与时间比值的定义，理解加速度是描述速度变化快慢的物理量 · 通过 图像中直线斜率的分析，掌握加速度大小与方向的图像判断方法 教学难点： · 理解加速度方向由速度变化量 决定，而非由速度 或运动方向直接决定 · 区分加速度大小与速度大小的关系，避免“速度大则加速度大”的常见误解 课堂导入 百米赛跑中，运动员冲出起跑线时迅速提速，但高铁列车启动后缓缓加速，要很久才能达到高速；骑自行车时猛蹬几脚速度立刻上来，而满载的卡车起步却慢吞吞的。同样是速度在增大，有的“爆发力”十足，有的却沉稳渐进。生活中这样的差异随处可见，那么，抛开前进的快慢不谈，我们又该用什么标准来比较不同物体速度变化的剧烈程度呢？ 加速度 探究新知 创设情景 乘坐地铁时，列车启动阶段明显感到身体向后倾；而到站减速时，身体又向前倾。同样，小汽车起步加速比火车快得多，但两者速度都能从0逐渐增大。 问题探讨 问题： 问题1： 小汽车和火车都从静止加速到 20 m/s，前者用时 5 s，后者用时 60 s，谁“速度增加得更快”？ 问题2： 若小汽车速度从 0 增至 10 m/s 用 2 s，火车从 15 m/s 增至 25 m/s 用 10 s，如何判断谁速度变化更快？ 问题3： 类比“位置变化快慢”用位移除以时间（即速度），那么“速度变化快慢”应如何定量？ 问题4： 加速度计算结果为正值或负值，分别对应怎样的运动状态？ 探讨： 问题1： 小汽车单位时间内速度增加 ，火车仅 ，故小汽车速度变化更快。 问题2： 两者速度变化量均为 10 m/s，但小汽车用时更短，故变化更快。 问题3： 速度变化量 与对应时间 之比 可统一衡量变化快慢。 问题4： 表示加速度方向与正方向相同，但不一定加速；需结合速度方向判断： 与 同向则加速，反向则减速。 归纳总结 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 表示。若用 表示速度在时间 内的变化量，则有 。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。加速度是矢量，它既有大小，又有方向。 概念深化 问题 某物体沿直线运动，某段时间内加速度为负值，是否一定在做减速运动？ 答案 不一定。加速度为负仅说明其方向与规定的正方向相反；若物体初速度也为负（即沿负方向运动），则负的加速度与负的速度同向，物体实际在加速。判断加速或减速，关键看加速度与速度方向是否相同：同向加速，反向减速。 新知巩固 例题1 一个物体的加速度为 ，下列说法正确的是（ ） A．该物体一定做减速运动 B．该物体的加速度 一定比 的加速度大 C．该物体的速度每秒内减小了 D．该物体的加速度方向与速度变化的方向相反 解答 1. 加速度是矢量，其正负表示方向，需结合规定的正方向理解；仅凭加速度为负，不能判断物体是否减速，还需看速度方向：若速度为正、加速度为负，则速度与加速度反向，物体做减速运动；若速度为负、加速度也为负，则二者同向，物体做加速运动。故A错误。 1. 比较加速度大小应比较其绝对值：，因此 的加速度比 的大。注意：此处“大”指大小（即速率变化快慢程度），不是代数值比较。故B正确。 1. 加速度为 表示每秒钟速度变化量为 ，即速度变化量大小为 ，方向与正方向相反；但“减小”是标量描述，仅适用于速度大小变化，而速度本身可能为负，此时“减小”不成立。故C错误。 1. 由定义式 可知，加速度方向始终与速度变化量 方向相同，而非相反。故D错误。 答案：B 考察知识点 · 加速度的矢量性：正负号表示方向，大小由绝对值决定。 · 加速度与速度方向关系决定运动性质（加速/减速）：同向加速，反向减速。 · 加速度定义式中方向关系： 与 方向始终相同。 例题2 如图所示，2024年发布的CR450动车组动模型在试验平台中，能在 内由静止加速至 ；小米SU7以 行驶时，可在 内平稳停下。以各自初速度方向为正方向，下列说法中正确的是（ ） A． 内小米SU7的速度变化量为 B．CR450动模型的速度变化得比小米SU7的快 C．CR450动模型、小米SU7加速度的方向都与各自初速度方向相反 D．小米SU7的加速度大于CR450动模型的加速度 解答 1. 先统一单位：；。 1. CR450：初速度 ，末速度 ，，则加速度 ，方向与初速度方向相同（即正方向）。 1. 小米SU7：初速度 ，末速度 ，，则速度变化量 ，故A错误（应为 ，且题目未说明“大小”，选项表述不严谨）；加速度 ，大小为 ，方向与初速度方向相反。 1. 比较速度变化快慢即比较加速度大小：，故CR450速度变化更快，B正确。 1. C错误：CR450加速度方向与初速度方向相同；D错误：。 答案：B 考察知识点 · 加速度定义式 的定量应用，含单位换算与方向判定。 · “速度变化快慢”即加速度大小，与速度大小、速度变化量大小无直接关系。 · 规定正方向后，加速度正负反映其与初速度方向关系，决定加速或减速。 题目求解要点： 1. 加速度是描述速度变化快慢的物理量，其大小等于单位时间内速度的变化量，方向与 方向一致。 1. 判断加速或减速，必须同时分析速度与加速度的方向关系，不可仅凭加速度正负或速度增减单独判断。 1. 比较加速度大小应取绝对值；单位换算（km/h→m/s）是解决实际问题的关键步骤。 加速度的方向 探究新知 创设情景 乘坐公交车时，当司机踩下油门，乘客会明显感到身体向后挤压座椅；而当司机踩下刹车，身体则会向前倾。这些现象与汽车速度变化的快慢及方向密切相关。 问题探讨 问题： 问题1： 公交车加速时，速度大小和方向如何变化？乘客受力方向与运动方向有何关系？ 问题2： 公交车减速时，速度变化量 的方向如何确定？它与初速度 方向相同还是相反？ 问题3： 由定义式 可知，加速度方向由什么决定？ 问题4： 若汽车沿直线运动，加速度方向与初速度方向相同时，运动状态如何变化？相反时呢？ 探讨： 问题1： 加速时速度大小增大、方向不变（直线运动），乘客向后倾说明座椅对人施加向前的力，即合力方向与 同向。 问题2： 是以 箭头端为起点、 箭头端为终点的有向线段；减速时 且同向，故 方向与 相反。 问题3： 为标量，故 方向完全由 方向决定。 问题4： 同向→速度增大（加速）；反向→速度减小（减速）。 归纳总结 加速度 的方向与速度的变化量 的方向相同；在直线运动中，若速度增加，加速度方向与初速度方向相同；若速度减小，加速度方向与初速度方向相反。 概念深化 问题 某物体沿直线向右运动，某时刻速度为 ，经 后速度变为 （负号表示向左）。求该过程加速度方向，并判断物体是否始终做减速运动？ 答案 ，故 ，方向向左。物体先向右减速至0（此时速度为0），再向左加速，因此并非始终减速——减速仅发生在速度方向未改变前（即速度由 减至 的过程），之后变为加速。 新知巩固 例题1 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ） A．图-1中，当跳伞运动员俯视大地，看到大地迎面而来，是以大地为参考系 B．图-2中，汽车速度表上的示数指的是平均速度的大小 C．图-3中，速度的变化量 的方向与加速度 的方向始终相同 D．图-4中，把整个运动过程细分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将这些小段的位移相加，得到总位移，这种方法运用了假设法 解答 1. A选项错误：跳伞运动员“看到大地迎面而来”，说明他以自身（或降落伞）为参考系，观察到地面相对自己向上运动；若以大地为参考系，则大地静止，不可能“迎面而来”。 1. B选项错误：汽车速度表显示的是瞬时速率（即瞬时速度的大小），不是平均速度的大小；平均速度需用总位移除以总时间计算，无法由速度表直接读出。 1. C选项正确：由加速度定义式 可知， 为标量且恒正，因此加速度 是 与正标量的比值，其方向必然与 方向完全相同，这是加速度方向的本质属性，与运动轨迹、加速或减速无关。 1. D选项错误：该方法将变速运动无限细分后取极限，用匀速运动近似每一段，再求和逼近真实位移，是“极限思想”与“微元法”的体现，不是假设法；假设法通常用于提出前提性猜想并验证，如伽利略斜面理想实验中假设无摩擦。 答案：C 考察知识点 · 加速度的矢量性：由定义式 决定， 与 方向严格一致。 · 参考系的判断依据：观察者所选的静止标准物体（或坐标系原点）。 · 瞬时速度与平均速度的区别：速度表反映瞬时速率，是标量；平均速度是矢量，需整体位移与时间比值。 · 物理常用科学方法辨析：微元法（本题D项）、极限思想、理想化模型、控制变量法等的适用情境。 例题2 一质点沿直线运动，某时刻速度为 ，经过 后速度变为 （规定向右为正方向）。则该过程中质点的加速度 为（ ） A． B． C． D． 解答 1. 先求速度变化量：。 1. 代入加速度定义式：。 1. 负号表示加速度方向与规定的正方向相反，即向左；而初速度 方向向右，故加速度方向与初速度方向相反，符合减速运动特征（速度从 减至 再反向增至 ）。 答案：C 考察知识点 · 加速度的定量计算：严格使用定义式 ，注意矢量正负号规则。 · 加速度方向与速度方向关系的判定：同向为加速，反向为减速；但减速不等于加速度为负，须结合正方向规定判断。 · 速度变化量 的矢量性：必须用末速度减初速度，不可颠倒顺序。 题目求解要点： 1. 加速度是矢量，其方向由 的符号与正方向约定共同决定，计算中必须保留方向信息（即正负号）。 1. 的方向即加速度 的方向，这是由 中 这一标量性质决定的唯一对应关系。 1. 判断加速或减速，应比较 与 的方向关系，而非仅看 的正负；正负仅反映相对于选定正方向的指向。 从 v-t 图像看加速度 探究新知 创设情景 乘坐地铁时，列车启动阶段明显感到身体向后倾，进站减速时又向前倾；电梯上升初段和下降末段也有类似感觉。这些现象都与速度变化的快慢有关，即加速度的大小和方向直接影响我们的体感。 问题探讨 问题： 问题1： 图1.4-2中直线a、b的倾斜程度不同，对应物体A、B的运动状态有何直观差异？ 问题2： 若在直线a上取E、F两点，时间间隔为 ，速度变化为 ，则 的物理意义是什么？ 问题3： 为什么该比值恰好等于直线的斜率？斜率越大，加速度是否一定越大？ 问题4： 若 图像为曲线，某点切线的斜率是否仍表示加速度？为什么？ 探讨： 问题1： 直线a比b更陡，说明相同时间内a对应的速度变化更大，运动状态改变更剧烈。 问题2： 是单位时间内速度的变化量，正是加速度的定义式 。 问题3： 在直角坐标系中，直线斜率 ，故斜率即加速度；斜率绝对值越大，加速度大小越大。 问题4： 是。曲线某点切线斜率即该时刻的瞬时变化率，对应瞬时加速度，符合定义逻辑。 归纳总结 1. 图像中图线的斜率表示加速度； 1. 斜率的绝对值越大，加速度越大； 1. 斜率为正，加速度方向与速度方向相同；斜率为负，加速度方向与速度方向相反。 概念深化 问题 表中“炮弹在炮筒中”加速度达 ，而“汽车急刹车”仅约 ，二者相差 倍。若两者的速度变化量 相同，它们所用时间 之比约为多少？ 答案 由 得 。当 相同时，，故时间之比为 ，即汽车刹车时间约为炮弹加速时间的 倍。 新知巩固 例题1 某物体做直线运动，其 图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A．物体在 内做匀速运动 B．物体在 内的加速度为零 C．物体在 内的加速度小于在 内的加速度 D．物体在 内速度一直增大 解答 1. 观察图像： 内图线为倾斜直线，速度由0均匀增至某值，说明物体不是匀速运动，A错误。 1. 内图线为水平直线，速度保持不变，说明加速度为零，B正确。 1. 内加速度大小 ， 内加速度大小 。由图像倾斜程度可知， 的斜率小于 的斜率（绝对值），故 ，C正确。 1. 速度增大， 速度不变， 速度先减小后增大，D错误。 答案：BC（本题为多选题） 考察知识点 · 图像中图线斜率表示加速度：倾斜直线对应匀变速，水平直线对应匀速。 · 加速度的正负由斜率正负决定，加速度大小由斜率绝对值决定。 · 从 图像可直接读出速度的变化趋势，间接判断加速度方向。 例题2 物体沿直线运动的 图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A． 内物体的加速度大小为 ，方向与初速度相同 B． 内物体的加速度为 C． 内物体的加速度大小为 ，方向与初速度相反 D． 内物体的速度变化量大小为 解答 1. 由图像读取数据：初速度 ， 时 。 内：，方向与初速度相同（正方向），A正确。 1. 内图线水平，速度恒为 ，加速度为0，B正确。 1. 内：速度由 减至 ，，，，大小为 ，方向与初速度相反。C错误（大小应为）。 1. 内速度变化量 ，D正确。 答案：ABD（本题为多选题） 考察知识点 · 图像斜率的计算：，正负表示方向。 · 水平直线对应匀速运动，加速度为零。 · 速度变化量是末速度与初速度的矢量差，不是各段变化量的绝对值之和。 题目求解要点： 1. 图像中斜率 即为加速度 ，斜率绝对值越大，加速度越大；斜率为正表示加速度方向与正方向相同，斜率为负表示相反。 1. 加速度是矢量，其方向由 方向决定，与速度方向无必然一致关系；判断速度增减需分析 与 是否同向。 1. 所有矢量运算（如 、）必须先规定正方向，再进行代数运算，最后根据结果符号判断方向。 课堂练习 第1题 【题文】关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（ ） A．物体的速度越大，其加速度一定越大 B．物体的速度变化量越大，其加速度一定越大 C．物体的速度变化越快，其加速度一定越大 D．物体的加速度在减小，其速度一定在减小 【答案】C 【解析】加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快则加速度越大，C正确。速度大小与加速度大小无直接关系，A错误；速度变化量大小还与时间有关，B错误；加速度减小但若与速度同向，速度仍在增大，D错误。 第2题 【题文】下列关于物体的速度和加速度的说法中，正确的是（ ） A．加速度是描述物体位置变化快慢的物理量 B．物体的速度变化量大，它的加速度一定大 C．物体的速度变化率减小，其加速度可能逐渐变大 D．物体的速度在减小，其加速度可能在逐渐变大 【答案】D 【解析】加速度描述速度变化快慢，A错误；速度变化量大但时间长时加速度可能小，B错误；“速度变化率”即加速度，变化率减小即加速度减小，不可能逐渐变大，C错误；速度减小但加速度的大小可以增大（如急刹车时），D正确。 第3题 【题文】一物体做直线运动，某时刻速度的大小为 ， 后速度的大小变为 。在这 内该物体的（ ） A．位移的大小可能小于 B．位移的大小可能大于 C．加速度的大小可能小于 D．加速度的大小可能大于 【答案】D 【解析】速度大小由 变为 ，方向可能相同也可能相反。若方向相同：，；若方向相反：，（大小为 ，大于 ），D正确。位移大小介于 之间，A、B错误。加速度大小至少为 ，C错误。 课堂总结 定义：速度变化量与所用时间之比， 特点： · 矢量性：有大小和方向，方向与 相同 · 方向判断：加速时与初速度同向，减速时反向 · 物理意义：描述速度变化的快慢 图像： · 斜率表示加速度大小和方向 · 直线斜率恒定 → 匀变速运动 单位：m/s²（国际单位制） 教学反思 本节课以“加速度”为核心，从生活实例中速度变化快慢的差异引入，通过类比速度定义建立加速度概念，借助矢量图分析加速度方向与速度变化量的关系，并由 图像斜率深化对加速度物理意义的理解，配合典型例题与表格数据强化应用，教学主线清晰、层层递进。总体完成度较高，多数学生能正确运用加速度公式定性比较快慢，但部分学生对加速度方向与速度方向（加速/减速）的关系仍易混淆，尤其在减速运动中判断加速度方向时出现符号错误。成功之处在于利用图像斜率直观突破加速度大小的比较，并联系生活实例激活前概念；不足之处是缺乏对“加速度与速度、速度变化量区别”的深度辨析，部分学生对加速度大小与速度大小关系的错误直觉未得到及时纠正，建议增加反向变式训练与矢量性对比讨论，以强化科学思维。 课标分析 《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》明确要求：理解加速度的物理意义，能用公式 进行简单计算，能判断直线运动中加速度的方向，能从 图像中获取加速度信息。本节内容位于必修一第一章第四节，是运动学核心概念，承前（位移、速度）启后（牛顿第二定律），突出“变化率”思想，强调矢量性与方向判断。课标强调通过实例比较、图像分析和公式推导，发展学生的物理观念、科学思维与科学探究素养，尤其注重从生活情境抽象物理模型，建立速度变化快慢的定量描述，为后续动力学学习奠定基础。 课前任务 一、复习任务 1. 回顾速度的物理意义，写出速度的定义式及单位。 1. 回顾 图像中纵坐标、横坐标的物理含义，思考图线倾斜程度可能表示什么。 二、预习任务 1. 阅读教材“加速度”部分，理解加速度描述的是速度变化的快慢，写出其定义式。 1. 熟记加速度的国际单位及符号，并明确加速度是矢量。 1. 结合汽车加速、减速的实例，总结加速度方向与速度方向的关系。 1. 阅读“从 图像看加速度”内容，明确图线斜率与加速度大小的对应关系。 三、课前小测 1. 速度是描述物体    的物理量，定义式为    。 1. 速度的变化量 等于    与    之差。 1. 加速度是描述物体    的物理量，定义式为    。 1. 在国际单位制中，加速度的单位是    ，符号是    。 1. 加速度是    （填“标量”或“矢量”），其方向与    的方向相同。 1. 直线运动中，物体加速时加速度方向与初速度方向    ；减速时与初速度方向    。 1. 在 图像中，图线的    表示加速度，图线越陡峭，加速度越    。 答案 1. 运动快慢； 1. 末速度 ；初速度 1. 速度变化的快慢； 1. 米每二次方秒； 1. 矢量；速度变化量 1. 相同；相反 1. 斜率；大 拓展迁移 加速度拓展：从加速度到急动度：速度变化的“变化” · 加速度描述速度变化的快慢，但速度变化本身也有快慢之分。物理上定义急动度（jerk）为加速度的变化率，即 ，国际单位制单位为 m/s³。急动度反映加速度随时间变化的剧烈程度，人体感受到的“颠簸感”常与急动度密切相关。 · 生活实例：电梯启动时，若加速度从零瞬间跃变到某值，急动度很大，人会感到冲击不适；而高端电梯或高铁会通过平滑地改变加速度，使急动度保持在较小范围，从而提升乘坐舒适性。例如高铁出站时并非一直匀速加速，而是加速度先增大再减小，正是为了控制急动度。 · 在 图像中，匀变速直线运动对应直线，其斜率即加速度且恒定；若图线弯曲，则各点切线斜率表示瞬时加速度，而切线斜率的变化快慢则反映急动度大小。因此，借助 图像不仅能获取加速度，还能进一步判断加速度的变化趋势，这也是大学物理运动学深化的重要内容。 课后任务 课后任务单设计（加速度） 任务1：基础巩固（必做）★★☆☆☆ 1. 概念填空（教材P26～P27） · 加速度是    与发生这一变化所用    之比，定义式为     ，在国际单位制中单位是    。 · 加速度是    （填“标量”或“矢量”），其方向与    方向相同。 1. 图示分析（教材图1.4-1） 观察教材图1.4-1，完成下列任务： · 仿画“汽车加速”和“汽车减速”两种情况的速度矢量图，并在图中标出 、 和速度变化量 。 · 根据所画图示，说明：加速运动中加速度方向与速度方向    ；减速运动中加速度方向与速度方向    。 1. 简单计算 一辆汽车以 的速度在平直公路上行驶，司机发现前方障碍后紧急刹车，经过 停下。求刹车过程中汽车的加速度，并说明其方向。 1. 图像基础（教材图1.4-2） 教材图1.4-2中，两条直线a、b分别是物体A、B的 图像。 · 哪个物体的加速度大？你是如何判断的？ · 已知直线b上E、F两点对应的时间间隔 ，速度变化量 ，求物体B的加速度大小。 任务2：能力提升（选做）★★★★☆ 1. 实验方案设计 利用家中常见物品（自行车、手机秒表、卷尺等），设计一个“测量自行车启动过程的加速度”实验。 · 写出实验步骤； · 设计一个数据记录表格； · 说明如何根据数据作出 图像并求出加速度。 1. 概念辨析 判断下列说法是否正确，错误的请说明理由： · 加速度越大，速度一定越大； · 速度变化量越大，加速度一定越大； · 速度变化越快，加速度一定越大； · 加速度为负，物体一定做减速运动。 1. 图像分析 某物体沿直线运动的 图像可用以下方式描述：0～4 s内速度由0均匀增加到8 m/s，4～8 s内速度保持8 m/s不变。 · 请在作业本上画出这个 图像； · 分别求出0～4 s和4～8 s内的加速度； · 判断各时间段内物体的运动性质。 任务3：拓展创新（选做）★★★★★ 1. 生活调查 乘坐电梯时，你能感受到“超重”和“失重”。请调查电梯从静止开始上升、匀速上升、减速上升过程中人的体感变化： · 用手机秒表测量电梯启动和停止的时间； · 结合已知楼层高度估算电梯启动、制动的加速度大小； · 撰写一份简短的调查报告，解释体感与加速度方向的关系。 1. 汽车安全设计 结合加速度知识，分析汽车安全气囊的作用原理： · 画出碰撞过程中汽车速度随时间变化的示意图，并标注速度急剧变化的区间； · 用 解释气囊为什么能减小碰撞对乘客的伤害； · 提出一条提高汽车安全性的其他设计思路。 1. 数字化实验 如果你的手机支持加速度传感器（可下载Phyphox等APP），请测量步行、快跑、上下楼梯时的加速度随时间变化曲线；若没有条件，可用连续拍照或录像分析替代。 · 截图或手绘加速度曲线； · 指出曲线中出现峰值的位置和原因； · 比较不同运动形式下加速度的大致范围。 教师备注 1. 实施建议 · 任务1为必做内容，建议20分钟内完成； · 任务2和任务3为选做内容，学生可根据自身情况选择其中一项或多项，单次课后任务总量建议控制在90分钟以内； · 任务2第1题可分组进行，注意提醒学生记录真实数据； · 任务3第3题可提前一周布置，方便学生准备手机APP或录像工具。 1. 差异化指导 · 学困生：重点检查任务1第2题的图示是否规范、第3题的单位换算是否无误； · 学优生：鼓励完成拓展创新任务，并尝试从图像斜率、微小时间间隔等角度深入分析。 1. 安全提示 · 测量自行车加速度时，必须选择空旷平坦路面，佩戴头盔，并有家长陪同； · 乘坐电梯调查时，不要干扰电梯正常运行，建议在家长或老师陪同下进行； · 使用手机传感器时，注意保管好个人物品，避免在楼梯上奔跑摔倒。 参考答案 任务1.1 速度的变化量；时间；；米每二次方秒（）；矢量；速度变化量 。 任务1.2 加速时， 方向与初速度方向相同，因此加速度方向与速度方向相同； 减速时， 方向与初速度方向相反，因此加速度方向与速度方向相反。 （图示略，关键标注出 的起点为 箭头端、终点为 箭头端。） 任务1.3 ，，。 。 加速度大小为 ，方向与初速度方向相反。 任务1.4 直线a的倾斜程度（斜率）更大，所以物体A的加速度大。 物体B的加速度 。 任务2.1（示例） 步骤： 1. 在自行车车把上固定手机（或秒表与标记物）； 2. 从静止开始加速骑行，用手机秒表记录通过某段已知距离所需时间； 3. 多次测量，记录不同时刻的速度（可通过测瞬时速度的方法）； 4. 作出 图像，用斜率表示加速度。 表格略，应包含：次数、位移、时间、平均速度等。 任务2.2 ①错误，加速度大小与速度大小无关； ②错误，加速度还与发生这一变化所用时间有关； ③正确，速度变化越快表示加速度越大； ④错误，若规定了正方向，加速度为负不一定减速，可能只是加速度方向与正方向相反，物体仍在加速。 任务2.3 图像略（0～4 s为过原点的倾斜直线，4～8 s为平行于时间轴的直线）。 0～4 s：，匀加速直线运动； 4～8 s：，匀速直线运动。 任务3.1 电梯启动时加速度向上，人感到“超重”；电梯减速上升时加速度向下，人感到“失重”。 一般为1～2 m/s²，具体数值因电梯不同而异。 任务3.2 碰撞时车速在极短时间内降为0， 很大， 很小，因此加速度极大。安全气囊通过延长驾驶员头部速度变化的时间，使 增大，从而减小加速度，降低冲击力。 其他思路：如使用预紧式安全带、溃缩吸能车身等。 任务3.3 步行时加速度峰值约1～3 m/s²，快跑时约3～5 m/s²，上下楼梯时垂直方向加速度变化明显。 峰值通常出现在脚落地缓冲和蹬地加速阶段，原因与地面的作用力变化有关。 板书设计 1. 加速度 - 定义：速度变化量与时间之比 - 公式： - 单位：m/s²；矢量 2. 方向 - 加速： 与 同向 - 减速： 与 反向 3. v-t 图像 - 斜率表示加速度，斜率大则加速度大 2 学科网（北京）股份有限公司 $