高三物理教案：《勻變速直線(xiàn)運動(dòng)規律》教學(xué)設計

　　【考點(diǎn)自清】

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

　　學(xué)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(xué)們都知道勻變速直線(xiàn)運動(dòng)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(tài),但不知道為什么這兩種不同的運動(dòng)都會(huì )完全失重;知道靜電屏蔽時(shí)內部的場(chǎng)強為零卻不知道怎樣證明……這些都是重結論、輕過(guò)程的結果。這些同學(xué)在上課時(shí)盡管做了很多筆記,但對規律的得出過(guò)程并不清楚,造成不會(huì )做題。

　　學(xué)習物理規律時(shí)還要注意規律的適用范圍,如動(dòng)量定理必須在慣性系中才能使用,用動(dòng)能定理解題時(shí)要選大地為參考系來(lái)計算動(dòng)能和功。

　　一、勻變速直線(xiàn)運動(dòng)

　　定義:在相等的時(shí)間內速度的變化相等的直線(xiàn)運動(dòng)叫做勻變速直線(xiàn)運動(dòng).

　　特點(diǎn):加速度大小、方向都不變.

　　二、勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的規律

　　說(shuō)明:

　　(1)以上公式只適用于勻變速直線(xiàn)運動(dòng).

　　(2)四個(gè)公式中只有兩個(gè)是獨立的,即由任意兩式可推出另外兩式.四個(gè)公式中有五個(gè)物理量,而兩個(gè)獨立方程只能解出兩個(gè)未知量,所以解題時(shí)需要三個(gè)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(shí)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(xiàn)運動(dòng)的普遍規律.一切勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的差異就在于它們各自的v0、a不完全相同,例如a=0時(shí),勻速直線(xiàn)運動(dòng);以v0的方向為正方向; a>0時(shí),勻加速直線(xiàn)運動(dòng);a<0時(shí),勻減速直線(xiàn)運動(dòng);a=g、v0=0時(shí),自由落體應動(dòng);a=g、v0≠0時(shí),豎直拋體運動(dòng).

　　(5)對勻減速直線(xiàn)運動(dòng),有最長(cháng)的運動(dòng)時(shí)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(xiàn)運動(dòng)的重要推論

　　(1)任意兩個(gè)連續相等的時(shí)間間隔T內的位移之差是一個(gè)恒量,

　　(2)在一段時(shí)間t內,中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度v等于這段時(shí)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(xiàn)運動(dòng)(設T為等分時(shí)間間隔):

　�、�、1T末、2T末、3T末……瞬時(shí)速度的比為

　�、�、1T內、2T內、3T內……位移的比為

　�、�、第一個(gè)T內,第二個(gè)T內,第三個(gè)T內……位移的比為

　�、�、從靜止開(kāi)始通過(guò)連續相等的位移所用時(shí)間的比

　　【重點(diǎn)精析】

　　一、勻變速直線(xiàn)運動(dòng)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(xiàn)運動(dòng)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(xiàn)運動(dòng),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(xiàn)運動(dòng),解題時(shí)方便實(shí)用。

　　3、注意聯(lián)系實(shí)際,切忌硬套公式,例如剎車(chē)問(wèn)題應首先判斷車(chē)是否已經(jīng)停下來(lái)。

　　二、求解勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的一般思路

　　審題→畫(huà)出過(guò)程草圖→判斷運動(dòng)性質(zhì)→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(shí)對結果進(jìn)行討論。

　　1、弄清題意,建立一幅物體運動(dòng)的圖景。為了直觀(guān)形象,應盡可能地畫(huà)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(diǎn)恰當地選用公式。

　　3、利用勻速變直線(xiàn)運動(dòng)的兩個(gè)推論和初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)的特點(diǎn),往往能夠使解題過(guò)程簡(jiǎn)化。

　　4、如果題目涉及不同的運動(dòng)過(guò)程,則應重點(diǎn)尋找各段運動(dòng)的速度、位移、時(shí)間等方面的關(guān)系。

　　三、勻變速直線(xiàn)運動(dòng)問(wèn)題的求解方法

　　在眾多的勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的公式和推論中,共涉及五個(gè)物理量v0、vt、a、x、t,合理地運用和選擇方法是求解運動(dòng)學(xué)問(wèn)題的關(guān)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(shí)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(zhì)的運動(dòng)都適用,而只適用于勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。

　　3、中間時(shí)刻速度法

　　利用"任一時(shí)間t內中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間t內的平均速度",適用于任何一個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng),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(jiǎn)化解題過(guò)程,提高解題速度。

　　4、比例法

　　對于初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)與末速度為零的勻減速運動(dòng),可利用初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)的五大重要特征的比例關(guān)系,用比例法求解。

　　5、逆向思維法

　　把運動(dòng)過(guò)程的"末態(tài)"作為"初態(tài)"的反向研究問(wèn)題的方法。一般用于末態(tài)已知的情況。

　　6、圖象法

　　應用v-t圖象,可把復雜的問(wèn)題轉變?yōu)檩^為簡(jiǎn)單的數學(xué)問(wèn)題解決,尤其是用圖象定性分析,可避開(kāi)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(xiàn)運動(dòng)中,在連續相等的時(shí)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(xiàn)運動(dòng)問(wèn)題,若出現相等的時(shí)間間隔,應優(yōu)先考慮用Δx=aT2求解。