高三物理教案：《勻變速直線運動規律》教學設計

　　【考點自清】

　　關于規律的學習主要注意以下兩個方面:規律是如何得出的;規律的適用范圍(或條件)是什么。

　　學習物理規律除了掌握結論,還要知道結論是如何得出的。如同學們都知道勻變速直線運動的位移公式,卻有很多人不清楚是怎樣得出的;知道自由下落的電梯內的物體和衛星上的物體都處于完全失重狀態,但不知道為什么這兩種不同的運動都會完全失重;知道靜電屏蔽時內部的場強為零卻不知道怎樣證明……這些都是重結論、輕過程的結果。這些同學在上課時盡管做了很多筆記,但對規律的得出過程并不清楚,造成不會做題。

　　學習物理規律時還要注意規律的適用范圍,如動量定理必須在慣性系中才能使用,用動能定理解題時要選大地為參考系來計算動能和功。

　　一、勻變速直線運動

　　定義:在相等的時間內速度的變化相等的直線運動叫做勻變速直線運動.

　　特點:加速度大小、方向都不變.

　　二、勻變速直線運動的規律

　　說明:

　　(1)以上公式只適用于勻變速直線運動.

　　(2)四個公式中只有兩個是獨立的,即由任意兩式可推出另外兩式.四個公式中有五個物理量,而兩個獨立方程只能解出兩個未知量,所以解題時需要三個已知條件,才能有解.

　　(3)式中v0、vt、a、x均為矢量,方程式為矢量方程,應用時要規定正方向,凡與正方向相同者取正值,相反者取負值;所求矢量為正值者,表示與正方向相同,為負值者表示與正方向相反.通常將v0的方向規定為正方向,以v0的位置做初始位置.

　　(4)以上各式給出了勻變速直線運動的普遍規律.一切勻變速直線運動的差異就在于它們各自的v0、a不完全相同,例如a=0時,勻速直線運動;以v0的方向為正方向; a>0時,勻加速直線運動;a<0時,勻減速直線運動;a=g、v0=0時,自由落體應動;a=g、v0≠0時,豎直拋體運動.

　　(5)對勻減速直線運動,有最長的運動時間t=v0/a,對應有最大位移x=v02/2a,若t>v0/a,一般不能直接代入公式求位移。

　　三、勻變速直線運動的重要推論

　　(1)任意兩個連續相等的時間間隔T內的位移之差是一個恒量,

　　(2)在一段時間t內,中間時刻的瞬時速度v等于這段時間的平均速度,

　　(3)中間位移處的速度:

　　四、初速度為零的勻加速直線運動(設T為等分時間間隔):

　　⑴、1T末、2T末、3T末……瞬時速度的比為

　　⑵、1T內、2T內、3T內……位移的比為

　　⑶、第一個T內,第二個T內,第三個T內……位移的比為

　　⑷、從靜止開始通過連續相等的位移所用時間的比

　　【重點精析】

　　一、勻變速直線運動規律的基本應用

　　1、基本公式中的v0、vt、a、x都是矢量,在直線運動中,若規定正方向,它們都可用帶正、負號的代數值表示,把矢量運算轉化為代數運算.通常情況下取初速度方向為正方向,凡是與初速度同向的物理量取正值,凡是與初速度v0反向的物理量取負值。

　　2、對物體做末速度為零的勻減速直線運動,常逆向思維將其視為初速度為零、加速度大小相同的勻加速直線運動,解題時方便實用。

　　3、注意聯系實際,切忌硬套公式,例如剎車問題應首先判斷車是否已經停下來。

　　二、求解勻變速直線運動的一般思路

　　審題→畫出過程草圖→判斷運動性質→選取正方向(或選取坐標軸)→選用公式列出方程→求解方程,必要時對結果進行討論。

　　1、弄清題意,建立一幅物體運動的圖景。為了直觀形象,應盡可能地畫出草圖,并在圖中標明一些位置和物理量。

　　2、弄清研究對象,明確哪些量已知,哪些量未知,根據公式特點恰當地選用公式。

　　3、利用勻速變直線運動的兩個推論和初速度為零的勻加速直線運動的特點,往往能夠使解題過程簡化。

　　4、如果題目涉及不同的運動過程,則應重點尋找各段運動的速度、位移、時間等方面的關系。

　　三、勻變速直線運動問題的求解方法

　　在眾多的勻變速直線運動的公式和推論中,共涉及五個物理量v0、vt、a、x、t,合理地運用和選擇方法是求解運動學問題的關鍵.

　　1、基本公式法:是指速度公式和位移公式,它們均是矢量式,使用時應注意方向性.一般以v0的方向為正方向,其余與正方向相同者取正,反之取負。

　　2、平均速度法:定義式v=x/t,對任何性質的運動都適用,而只適用于勻變速直線運動。

　　3、中間時刻速度法

　　利用"任一時間t內中間時刻的瞬時速度等于這段時間t內的平均速度",適用于任何一個勻變速直線運動,有些題目應用它可以避免常規解法中用位移公式列出的含有t2的復雜式子,從而簡化解題過程,提高解題速度。

　　4、比例法

　　對于初速度為零的勻加速直線運動與末速度為零的勻減速運動,可利用初速度為零的勻加速直線運動的五大重要特征的比例關系,用比例法求解。

　　5、逆向思維法

　　把運動過程的"末態"作為"初態"的反向研究問題的方法。一般用于末態已知的情況。

　　6、圖象法

　　應用v-t圖象,可把復雜的問題轉變為較為簡單的數學問題解決,尤其是用圖象定性分析,可避開繁雜的計算,快速找出答案。

　　7、巧用推論Δx=xn+1-xn=aT2解題

　　勻變速直線運動中,在連續相等的時間T內的位移之差為一恒量,即xn+1-xn=aT2,對一般的勻變速直線運動問題,若出現相等的時間間隔,應優先考慮用Δx=aT2求解。