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高三物理教案：直线运动教案 直线运动 一、匀变速直线运动公式 1.常用公式有以下四个： 以上四个公式中共有五个物理量：s、t、a、V0、Vt这五个物理量中只有三个是独立的可以任意选定只要其中三个物理量确定之后另外两个就唯一确定了每个公式中只有其中的四个物理量当已知某三个而要求另一个时往往选定一个公式就可以了如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等那么另外的两个物理量也一定对应相等 以上五个物理量中除时间t外s、V0、Vt、a均为矢量一般以V0的方向为正方向以t=0时刻的位移为零这时s、Vt和a的正负就都有了确定的物理意义 应用公式注意的三个问题 (1)注意公式的矢量性 (2)注意公式中各量相对于同一个参照物 (3)注意减速运动中设计时间问题 2.匀变速直线运动中几个常用的结论 s=aT2即任意相邻相等时间内的位移之差相等可以推广到smsn=(mn)aT2 某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度 某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度) 可以证明无论匀加速还是匀减速都有 3.初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体如果初速度为零或者末速度为零那么公式都可简化为： 以上各式都是单项式因此可以方便地找到各物理量间的比例关系 4.初速为零的匀变速直线运动 前1s、前2s、前3s内的位移之比为149 第1s、第2s、第3s内的位移之比为135 前1m、前2m、前3m所用的时间之比为1 第1m、第2m、第3m所用的时间之比为1() 5、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动竖直上抛运动是匀减速直线运动可分向上的匀减速运动和竖直向下匀加速直线运动 二、匀变速直线运动的基本处理方法 1、公式法 课本介绍的公式如等有些题根据题目条件选择恰当的公式即可但对匀减速运动要注意两点一是加速度在代入公式时一定是负值二是题目所给的时间不一定是匀减速运动的时间要判断是否是匀减速的时间后才能用 2、比值关系法 初速度为零的匀变速直线运动设T为相等的时间间隔则有： T末、2T末、3T末的瞬时速度之比为： v1:v2:v3:vn=1:2:3:n T内、2T内、3T内的位移之比为： s1:s2:s3:sn=1:4:9:：n2 第一个T内、第二个T内、第三个T内的位移之比为： s:s:s:：sN=1:3:5:(2N1) 初速度为零的匀变速直线运动设s为相等的位移间隔则有： 前一个s、前两个s、前三个s所用的时间之比为： t1:t2:t3:tn=1： 第一个s、第二个s、第三个s所用的时间t、t、ttN之比为： t：t：t：tN=1： 3、平均速度求解法 在匀变速直线运动中整个过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度也等于初、末速度和的一半即：求位移时可以利用： 4、图象法 5、逆向分析法 6、对称性分析法 7、间接求解法 8、变换参照系法 在运动学问题中相对运动问题是比较难的部分若采用变换参照系法处理此类问题可起到化难为易的效果参照系变换的方法为把选为参照物的物理量如速度、加速度等方向移植到研究对象上再对研究对象进行分析求解 三、匀变速直线运动规律的应用自由落体与竖直上抛 1、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 2、竖直上抛运动 竖直上抛运动是匀变速直线运动其上升阶段为匀减速运动下落阶段为自由落体运动它有如下特点： (1).上升和下降(至落回原处)的两个过程互为逆运动具有对称性有下列结论： 速度对称：上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等、方向相反 时间对称：上升和下降经历的时间相等 (2).竖直上抛运动的特征量：上升最大高度：Sm=.上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间：. (3)处理竖直上抛运动注意往返情况 追及与相遇问题、极值与临界问题 一、追及和相遇问题 1、追及和相遇问题的特点 追及和相遇问题是一类常见的运动学问题从时间和空间的角度来讲相遇是指同一时刻到达同一位置可见相遇的物体必然存在以下两个关系：一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系若同地出发相遇时位移相等为空间条件二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系若物体同时出发运动时间相等;若甲比乙早出发t则运动时间关系为t甲=t乙+t要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系 2、追及和相遇问题的求解方法 分析追及与相碰问题大致有两种方法即物理方法和物理方法 首先分析各个物体的运动特点形成清晰的运动图景;再根据相遇位置建立物体间的位移关系方程;最后根据各物体的运动特点找出运动时间的关系 方法1：利用不等式求解利用不等式求解思路有二：其一是先求出在任意时刻t两物体间的距离y=f(t),若对任何t均存在y=f(t)0,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻t使得y=f(t),则这两个物体可能相遇其二是设在t时刻两物体相遇然后根据几何关系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解则说明这两物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解则说明这两个物体可能相遇 方法2：利用图象法求解利用图象法求解其思路是用位移图象求解分别作出两个物体的位移图象如果两个物体的位移图象相交则说明两物体相遇 3、解追及、追碰问题的思路 解题的基本思路是(1)根据对两物体运动过程的分析画出物体的运动示意图(2)根据两物体的运动性质分别列出两个物体的位移方程注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中(3)由运动示意图找出两物体间关联方程(4)联立方程求解 4、分析追及、追碰问题应注意的问题： (1)分析追及、追碰问题时一定要抓住一个条件两个关系;一个条件是两物体的速度满足的临界条件追和被追物体的速度相等的速度相等(同向运动)是能追上、追不上、两者距离有极值的临界条件两个关系是时间关系和位移关系其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系是解题的突破口因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯对帮助我们理解题意启迪思维大有裨