加速度教學點滴

朱立安

摘 要： 加速度是高中物理教學中的一個重要物理量，是物理學習的基礎性概念。加速度與其他物理知識的關聯性強，作為學生，初學加速度不可能一下子完成對它所有物理意義的理解，加速度的教學要提前謀劃，恰當引入，講練結合，順序提高，這就要求在加速度教學要遵從感知—理解—應用—再感知的路線；實現從感性到理性的思維升華。用類比法引入加速度定義式，抓住重點、難點，突出講解加速度的矢量性，講清楚a與v、△v、△t關系是加速度教學重要步驟

關鍵詞： 加速度；速度；速度變化率；比值定義法；矢量性

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2018）14-0055-02

加速度是高中物理教學中的一個重要物理量，是人教版《物理》必修一第一章第五節的教學內容，是物理學習的基礎性概念。它反映了運動物體速度變化快慢，它是將運動學與力聯系起來的橋梁，加速度與其他物理知識的關聯性強，涉及面廣，在分析、解決跟動力學相關的實際問題中經常牽涉到，因此對加速度的理解和掌握程度如何，不僅直接關系到物理必修部分的進一步學習，而且還將影響以后選修部分的學習、掌握。它內涵豐富而且抽象不好理解，由于學生抽象思維能力不強，對于速度、速度的變化、速度的變化快慢的區別很難分清；在學生的生活經驗中，與加速度有關的現象不多，這更給學生形成和理解加速度的科學概念帶來了難度。也使加速度教學成為物理教學的一個難點，但加速度是學習運動學和動力學繞不開的重要節點，運動因它而變速，它卻因力而產生，這就使加速度教學涉及內容多且散，其物理意義從不同角度會有不同的認識，少一方面都可能給學生解題帶來困惑，作為學生，初學加速度不可能一下子完成對它所有物理意義的掌握和理解，加速度的教學是一個感知—理解—應用—再感知的過程；是一個從感性到理性的思維升華。這就要求在加速度教學時要提前謀劃，恰當引入，講練結合，順序提高，最后水到渠成，這里僅就加速度教學談談自己的體會。

我們可以從下面幾個方面來認識加速度的特點和相關物理意義：

1、加速度形式上可以認為是一種“速度”，是速度變化的“速度”

2、加速度也叫速度變化率

3、加速度是反映速度變化快慢的物理量，不能理解成反映速度增加快慢的物理量，速度減少的快慢同樣用加速度反映。

4、加速度a是矢量，其方向總是與速度變化量△v方向一致，具體的加速度與初速度方向一致為加速，與初速度方向相反為減速。一般的，總是設初速度的方向為正即“+”，則加速時加速度大于零（a>0）；減速時加速度小于零（a<0）；這里的 正負僅表示加速度方向與規定的正方向相同或相反，不代表正負數；比較加速度只比較大小不考慮方向。

5、加速度是速度相對時間的變化率，其表達式為a=△v△t，但加速度卻與初速度v、速度變化量△v、時間變化量△t無關，和速度的表達式一樣也是一種比值定義式。真正決定加速度大小的是物體受的力和物體本身質量特性。

6、加速度我們還可以從v—t圖像的陡緩看出來，速度圖像越陡加速度越大，速度圖像越緩加速度越小面對如此多的特性，教師應做到創設物理情境，引導學生用探究的方法從簡單到復雜，循序漸進地學習提高。簡單入手就是要首先從解決書上相關習題為突破，在理解基礎上加深對加速度概念的把握；循序漸進就是要梯次提升加速度概念的學習要求，順理成章的解決加速度的教學問題。我做了以下幾方面的工作。

一、用類比法引入加速度定義式

在速度一節的教學中，比值定義法給出了速度的表達式v=，利用學生初中已有的速度知識，從今天的角度看，強調以下幾點：

1、速度是反映物體位置變化快慢的物理量

2、速度v=△x△t，是用單位時間的位置變化量（即單位時間的位移）來表示的，叫位移相對時間的變化率

3、速度v是矢量，其方向與位置變化量△x的方向相同

加速度教學中除了介紹加速度概念因實際需要而引入外，更多的要放在它的定義與速度定義的對比上。人教版《物理》必修一的25頁，通過火車、小轎車速度變化快慢不同，說明了加速度引入是解決這類物理現象的一種方法，即加速度是用來表示速度變化快慢的物理量。與 “速度”作用類比可知，加速度完全可以用a=△v△t形式表達，即加速度可以用單位時間的速度變化量來表示，從而學生自然會有以下幾點認識：

1、形式上加速度就是“速度”。是速度變化的 “速度”

2、加速度a=△v△t，是用單位時間速度變化量來表示的，也叫速度相對時間變化率

3、加速度是矢量，其方向總是與速度變化量的方向相同

4、無論加速還是減速，都可以用加速度反映其變化快慢

二、抓住重點、難點，突出講解加速度的矢量性

對于加速度的矢量性，學生的認識有一個由簡單到復雜的提高過程，在教學時可分為三個階段進行。首先，用類比法比值定義出加速度a=△v△t，其中速度變化量△v為矢量，類似于速度定義式中的位移△x，所以加速度類似速度為矢量；而且加速度的方向就是速度變化量的方向，即△v的方向。 這一點可以參看課本的27頁圖1.5—2加速度與速度方向的關系。

其次，從圖1.5—2還可以看出：在直線運動中，如果速度增加，加速度a方向與速度v0方向相同；如果速度減少，加速度a的方向與速度v0的方向相反，進一步說明，加速度方向與初速度v0方向無關，但可以在加速或減速確定以后由初速度v0方向判斷出加速度的方向。

再次，就是涉及用正負號表示加速度方向問題，這個內容可以放在第二章勻變速直線運動規律學習中進一步去介紹。在學生對加速度的矢量性有了一定的認識以后，當探究勻變速直線運動速度規律時，結合35頁例題1、例題2的題情分析，可以有目的的講解用正負號來表示加速度的方向的話題：一般的，我們總是假設初速度v0方向為正即“+”，與其相反方向為負即“—”；則加速a>0，減速a<0。注意這里的正負僅表示加速度a的方向與規定的正方向（這里是v0方向）相同還是相反，不是正負數。例題情形如下：

例題1.汽車以40km/h的速度勻速行駛，現以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度達到多少？

分析：題中給出初速度vo=40km/h，是加速則a=0.6m/s2（大于0）

例題2.某汽車在緊急剎車時加速度的大小是6m/s2，如果必須在2s內停下來，汽車的行駛速度最高不能超過多少？

分析：本題緊急剎車情形，由于一般默認vo方向為正，則加速度因方向與其相反a=—6m/s2，利用速度公式代入求出vo=12m/s

也正是這個原因，比較加速度時，只比較大小，不考慮方向；課本36頁第三題反映的也是這個性質：

習題3.一個物體沿著直線運動，其v-t圖象如圖2.2-7所示。

（1） 它在1s末、4s末、7s末三個時刻的速度，哪個最大？哪個最小？

（2）它在1s末、4s末、7s末三個時刻的速度方向是否相同？

（3）它在1s末、4s末、7s末三個時刻的加速度，哪個最大？哪個最小？

（4）它在1s末和7s末的加速度方向是否相同？

分析：7秒末的速度圖像比較4秒末的速度圖像陡加速度當然大，而恰恰7秒末的加速度小于零即a<0（為負），4秒末的加速度等于零即a=0，不能鬧出所謂零和正數大于負數的笑話。典型習題講解，可以讓學生體會到這個知識點。

講例題，做習題，老師有意識的點撥，學生對加速度的概念理解在不知不覺中加深，可謂潤物細無聲，所以我感覺，加速度的教學是一個系統性的工作，是在學習中前進，不可能一蹴而就，教師對加速度教學更要注重前因后果。

三、講清楚a與v、△v、△t關系是加速度教學又一重要步驟

課本對加速度采用的是比值定義a=△v△t，同學好多誤認為加速度與△成正比，與△t成反比。所以加速度與速度、速度變化量、時間變化量的關系一定要和學生講清楚。可以舉勻速直線運動為例說明加速度與速度沒有關系，空中勻速飛行的飛機，盡管速度很大，但加速度卻是零。比值定義法定義的加速度，只是用速度變化量與時間變化量的比值表示加速度，加速度是速度相對時間的變化率，變化量的本身與加速度毫無關系。就像初中的電阻，根據歐姆定律可以用電壓與電流的比值表示一樣R=UI，精確研究表明電阻大小與材料有關，與導體的橫截面積成反比、導體的長度成正比。真正決定加速度的是物體受的外力和物體本身的質量，確切的數量關系是牛頓第二定律反映的內容，將在第四章中學習。

總之，加速度要采用系統、遞進式教學。這種方式同樣也是解決其他比較抽象物理概念教學的重要方法，他不僅能培養學生學習物理的興趣和積極性，而且能使學生感覺到成功的體驗，是增強學生學習自信的重要途徑，是引導學生變被動接受為主動探究的有效保證，值得教師倡導和踐行！

參考文獻

[1] 普通高中課程標準實驗教科書《物理》必修1 人民教育出版社

[2] 普通高中課程標準實驗教科書《物理教師用書》必修1 人民教育出版社

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[5] 《中學教材全解高1物理（上）》 作者 薛金星 陜西人民教育出版社

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[7] 《高中物理新課程教學設計案例分析》 作者 吳德

[8] 《物理教學參考書》 高等教育出版社出版的圖書 作者是盧燦華