加速度教学点滴

朱立安

摘 要： 加速度是高中物理教学中的一个重要物理量，是物理学习的基础性概念。加速度与其他物理知识的关联性强，作为学生，初学加速度不可能一下子完成对它所有物理意义的理解，加速度的教学要提前谋划，恰当引入，講练结合，顺序提高，这就要求在加速度教学要遵从感知—理解—应用—再感知的路线；实现从感性到理性的思维升华。用类比法引入加速度定义式，抓住重点、难点，突出讲解加速度的矢量性，讲清楚a与v、△v、△t关系是加速度教学重要步骤

关键词： 加速度；速度；速度变化率；比值定义法；矢量性

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）14-0055-02

加速度是高中物理教学中的一个重要物理量，是人教版《物理》必修一第一章第五节的教学内容，是物理学习的基础性概念。它反映了运动物体速度变化快慢，它是将运动学与力联系起来的桥梁，加速度与其他物理知识的关联性强，涉及面广，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，不仅直接关系到物理必修部分的进一步学习，而且还将影响以后选修部分的学习、掌握。它内涵丰富而且抽象不好理解，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。也使加速度教学成为物理教学的一个难点，但加速度是学习运动学和动力学绕不开的重要节点，运动因它而变速，它却因力而产生，这就使加速度教学涉及内容多且散，其物理意义从不同角度会有不同的认识，少一方面都可能给学生解题带来困惑，作为学生，初学加速度不可能一下子完成对它所有物理意义的掌握和理解，加速度的教学是一个感知—理解—应用—再感知的过程；是一个从感性到理性的思维升华。这就要求在加速度教学时要提前谋划，恰当引入，讲练结合，顺序提高，最后水到渠成，这里仅就加速度教学谈谈自己的体会。

我们可以从下面几个方面来认识加速度的特点和相关物理意义：

1、加速度形式上可以认为是一种“速度”，是速度变化的“速度”

2、加速度也叫速度变化率

3、加速度是反映速度变化快慢的物理量，不能理解成反映速度增加快慢的物理量，速度减少的快慢同样用加速度反映。

4、加速度a是矢量，其方向总是与速度变化量△v方向一致，具体的加速度与初速度方向一致为加速，与初速度方向相反为减速。一般的，总是设初速度的方向为正即“+”，则加速时加速度大于零（a>0）；减速时加速度小于零（a<0）；这里的 正负仅表示加速度方向与规定的正方向相同或相反，不代表正负数；比较加速度只比较大小不考虑方向。

5、加速度是速度相对时间的变化率，其表达式为a=△v△t，但加速度却与初速度v、速度变化量△v、时间变化量△t无关，和速度的表达式一样也是一种比值定义式。真正决定加速度大小的是物体受的力和物体本身质量特性。

6、加速度我们还可以从v—t图像的陡缓看出来，速度图像越陡加速度越大，速度图像越缓加速度越小面对如此多的特性，教师应做到创设物理情境，引导学生用探究的方法从简单到复杂，循序渐进地学习提高。简单入手就是要首先从解决书上相关习题为突破，在理解基础上加深对加速度概念的把握；循序渐进就是要梯次提升加速度概念的学习要求，顺理成章的解决加速度的教学问题。我做了以下几方面的工作。

一、用类比法引入加速度定义式

在速度一节的教学中，比值定义法给出了速度的表达式v=，利用学生初中已有的速度知识，从今天的角度看，强调以下几点：

1、速度是反映物体位置变化快慢的物理量

2、速度v=△x△t，是用单位时间的位置变化量（即单位时间的位移）来表示的，叫位移相对时间的变化率

3、速度v是矢量，其方向与位置变化量△x的方向相同

加速度教学中除了介绍加速度概念因实际需要而引入外，更多的要放在它的定义与速度定义的对比上。人教版《物理》必修一的25页，通过火车、小轿车速度变化快慢不同，说明了加速度引入是解决这类物理现象的一种方法，即加速度是用来表示速度变化快慢的物理量。与 “速度”作用类比可知，加速度完全可以用a=△v△t形式表达，即加速度可以用单位时间的速度变化量来表示，从而学生自然会有以下几点认识：

1、形式上加速度就是“速度”。是速度变化的 “速度”

2、加速度a=△v△t，是用单位时间速度变化量来表示的，也叫速度相对时间变化率

3、加速度是矢量，其方向总是与速度变化量的方向相同

4、无论加速还是减速，都可以用加速度反映其变化快慢

二、抓住重点、难点，突出讲解加速度的矢量性

对于加速度的矢量性，学生的认识有一个由简单到复杂的提高过程，在教学时可分为三个阶段进行。首先，用类比法比值定义出加速度a=△v△t，其中速度变化量△v为矢量，类似于速度定义式中的位移△x，所以加速度类似速度为矢量；而且加速度的方向就是速度变化量的方向，即△v的方向。 这一点可以参看课本的27页图1.5—2加速度与速度方向的关系。

其次，从图1.5—2还可以看出：在直线运动中，如果速度增加，加速度a方向与速度v0方向相同；如果速度减少，加速度a的方向与速度v0的方向相反，进一步说明，加速度方向与初速度v0方向无关，但可以在加速或减速确定以后由初速度v0方向判断出加速度的方向。

再次，就是涉及用正负号表示加速度方向问题，这个内容可以放在第二章匀变速直线运动规律学习中进一步去介绍。在学生对加速度的矢量性有了一定的认识以后，当探究匀变速直线运动速度规律时，结合35页例题1、例题2的题情分析，可以有目的的讲解用正负号来表示加速度的方向的话题：一般的，我们总是假设初速度v0方向为正即“+”，与其相反方向为负即“—”；则加速a>0，减速a<0。注意这里的正负仅表示加速度a的方向与规定的正方向（这里是v0方向）相同还是相反，不是正负数。例题情形如下：

例题1.汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度达到多少？

分析：题中给出初速度vo=40km/h，是加速则a=0.6m/s2（大于0）

例题2.某汽车在紧急刹车时加速度的大小是6m/s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？

分析：本题紧急刹车情形，由于一般默认vo方向为正，则加速度因方向与其相反a=—6m/s2，利用速度公式代入求出vo=12m/s

也正是这个原因，比较加速度时，只比较大小，不考虑方向；课本36页第三题反映的也是这个性质：

习题3.一个物体沿着直线运动，其v-t图象如图2.2-7所示。

（1） 它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度，哪个最大？哪個最小？

（2）它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度方向是否相同？

（3）它在1s末、4s末、7s末三个时刻的加速度，哪个最大？哪个最小？

（4）它在1s末和7s末的加速度方向是否相同？

分析：7秒末的速度图像比较4秒末的速度图像陡加速度当然大，而恰恰7秒末的加速度小于零即a<0（为负），4秒末的加速度等于零即a=0，不能闹出所谓零和正数大于负数的笑话。典型习题讲解，可以让学生体会到这个知识点。

讲例题，做习题，老师有意识的点拨，学生对加速度的概念理解在不知不觉中加深，可谓润物细无声，所以我感觉，加速度的教学是一个系统性的工作，是在学习中前进，不可能一蹴而就，教师对加速度教学更要注重前因后果。

三、讲清楚a与v、△v、△t关系是加速度教学又一重要步骤

课本对加速度采用的是比值定义a=△v△t，同学好多误认为加速度与△成正比，与△t成反比。所以加速度与速度、速度变化量、时间变化量的关系一定要和学生讲清楚。可以举匀速直线运动为例说明加速度与速度没有关系，空中匀速飞行的飞机，尽管速度很大，但加速度却是零。比值定义法定义的加速度，只是用速度变化量与时间变化量的比值表示加速度，加速度是速度相对时间的变化率，变化量的本身与加速度毫无关系。就像初中的电阻，根据欧姆定律可以用电压与电流的比值表示一样R=UI，精确研究表明电阻大小与材料有关，与导体的横截面积成反比、导体的长度成正比。真正决定加速度的是物体受的外力和物体本身的质量，确切的数量关系是牛顿第二定律反映的内容，将在第四章中学习。

总之，加速度要采用系统、递进式教学。这种方式同样也是解决其他比较抽象物理概念教学的重要方法，他不仅能培养学生学习物理的兴趣和积极性，而且能使学生感觉到成功的体验，是增强学生学习自信的重要途径，是引导学生变被动接受为主动探究的有效保证，值得教师倡导和践行！

参考文献

[1] 普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1 人民教育出版社

[2] 普通高中课程标准实验教科书《物理教师用书》必修1 人民教育出版社

[3] 《普通高中课程标准实验教科书》 江苏教育出版社

[4] 《王后雄学案·教材完全解读高中物理》陕西师范大学出版社出版的图书

[5] 《中学教材全解高1物理（上）》 作者 薛金星 陕西人民教育出版社

[6] 《高中物理教学设计案例匀变速直线运动》 作者 高峰

[7] 《高中物理新课程教学设计案例分析》 作者 吴德

[8] 《物理教学参考书》 高等教育出版社出版的图书 作者是卢灿华