高三物理教案：《直线运动教案》教学设计。

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本文题目：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： , ,

⑴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。

⑵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

①Δs=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=(m-n)aT 2

② ，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

①前1s、前2s、前3s……内的位移之比为1∶4∶9∶……

②第1s、第2s、第3s……内的位移之比为1∶3∶5∶……

③前1m、前2m、前3m……所用的时间之比为1∶ ∶ ∶……

④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：

①T末、2T末、3T末??……的瞬时速度之比为：

v1:v2:v3:……vn=1:2:3:……:n?

② T内、2T内、3T内……的位移之比为：

s1:s2:s3: ……:sn=1:4:9:……：n2

③第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比为：

sⅠ:sⅡ:sⅢ:……：sN=1:3:5: ……:(2N-1)

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：

④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： ……：

⑤ 第一个s、第二个s、第三个s……所用的时间tⅠ、tⅡ、tⅢ ……tN之比为：

tⅠ：tⅡ：tⅢ ：……：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：

①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。

②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：①上升最大高度：Sm= .②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Δt，则运动时间关系为t甲=t乙+Δt。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数学方法和物理方法。

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，启迪思维大有裨益。

(2)若被追及的物体做匀减速直线运动，一定要注意追上前该物体是否停止。

(3)仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如：刚好、恰巧、最多、至少等，往往对应一个临界状态，满足一个临界条件。

二、极值问题和临界问题的求解方法。

该问题关键是找准临界点

扩展阅读

高三物理教案：《匀变速直线运动规律》教学设计

【考点自清】

关于规律的学习主要注意以下两个方面:规律是如何得出的;规律的适用范围(或条件)是什么。

学习物理规律除了掌握结论,还要知道结论是如何得出的。如同学们都知道匀变速直线运动的位移公式,却有很多人不清楚是怎样得出的;知道自由下落的电梯内的物体和卫星上的物体都处于完全失重状态,但不知道为什么这两种不同的运动都会完全失重;知道静电屏蔽时内部的场强为零却不知道怎样证明……这些都是重结论、轻过程的结果。这些同学在上课时尽管做了很多笔记,但对规律的得出过程并不清楚,造成不会做题。

学习物理规律时还要注意规律的适用范围,如动量定理必须在惯性系中才能使用,用动能定理解题时要选大地为参考系来计算动能和功。

一、匀变速直线运动

定义:在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动.

特点:加速度大小、方向都不变.

二、匀变速直线运动的规律

说明:

(1)以上公式只适用于匀变速直线运动.

(2)四个公式中只有两个是独立的,即由任意两式可推出另外两式.四个公式中有五个物理量,而两个独立方程只能解出两个未知量,所以解题时需要三个已知条件,才能有解.

(3)式中v0、vt、a、x均为矢量,方程式为矢量方程,应用时要规定正方向,凡与正方向相同者取正值,相反者取负值;所求矢量为正值者,表示与正方向相同,为负值者表示与正方向相反.通常将v0的方向规定为正方向,以v0的位置做初始位置.

(4)以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律.一切匀变速直线运动的差异就在于它们各自的v0、a不完全相同,例如a=0时,匀速直线运动;以v0的方向为正方向; a>0时,匀加速直线运动;a

(5)对匀减速直线运动,有最长的运动时间t=v0/a,对应有最大位移x=v02/2a,若t>v0/a,一般不能直接代入公式求位移。

三、匀变速直线运动的重要推论

(1)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量,

(2)在一段时间t内,中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度,

(3)中间位移处的速度:

四、初速度为零的匀加速直线运动(设T为等分时间间隔):

⑴、1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为

⑵、1T内、2T内、3T内……位移的比为

⑶、第一个T内,第二个T内,第三个T内……位移的比为

⑷、从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比

【重点精析】

一、匀变速直线运动规律的基本应用

1、基本公式中的v0、vt、a、x都是矢量,在直线运动中,若规定正方向,它们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算.通常情况下取初速度方向为正方向,凡是与初速度同向的物理量取正值,凡是与初速度v0反向的物理量取负值。

2、对物体做末速度为零的匀减速直线运动,常逆向思维将其视为初速度为零、加速度大小相同的匀加速直线运动,解题时方便实用。

3、注意联系实际,切忌硬套公式,例如刹车问题应首先判断车是否已经停下来。

二、求解匀变速直线运动的一般思路

审题→画出过程草图→判断运动性质→选取正方向(或选取坐标轴)→选用公式列出方程→求解方程,必要时对结果进行讨论。

1、弄清题意,建立一幅物体运动的图景。为了直观形象,应尽可能地画出草图,并在图中标明一些位置和物理量。

2、弄清研究对象,明确哪些量已知,哪些量未知,根据公式特点恰当地选用公式。

3、利用匀速变直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的特点,往往能够使解题过程简化。

4、如果题目涉及不同的运动过程,则应重点寻找各段运动的速度、位移、时间等方面的关系。

三、匀变速直线运动问题的求解方法

在众多的匀变速直线运动的公式和推论中,共涉及五个物理量v0、vt、a、x、t,合理地运用和选择方法是求解运动学问题的关键.

1、基本公式法:是指速度公式和位移公式,它们均是矢量式,使用时应注意方向性.一般以v0的方向为正方向,其余与正方向相同者取正,反之取负。

2、平均速度法:定义式v=x/t,对任何性质的运动都适用,而只适用于匀变速直线运动。

3、中间时刻速度法

利用"任一时间t内中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度",适用于任何一个匀变速直线运动,有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有t2的复杂式子,从而简化解题过程,提高解题速度。

4、比例法

对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的五大重要特征的比例关系,用比例法求解。

5、逆向思维法

把运动过程的"末态"作为"初态"的反向研究问题的方法。一般用于末态已知的情况。

6、图象法

应用v-t图象,可把复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速找出答案。

7、巧用推论Δx=xn+1-xn=aT2解题

匀变速直线运动中,在连续相等的时间T内的位移之差为一恒量,即xn+1-xn=aT2,对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用Δx=aT2求解。

高三物理教案：《研究匀变速直线运动》教学设计

一、实验目的

1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动.

2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法.

3.测定匀变速直线运动的加速度.

二、实验原理

1.打点计时器

打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.它每隔0.02s打一次点(交流电频率为50Hz)。电磁打点计时器的工作电压是4~6V,电火花打点计时器的工作电压是220V。

2.纸带上打的点的意义

纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体的运动情况.

3.分析纸带可判断物体运动的性质:

①若相等时间内的位移相等,则物体做匀速直线运动;

②若相等时间内的位移不相等,则物体做变速直线运动;

③若连续相等时间内的位移差为恒量,则物体做匀变速直线运动,并可由△x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v-t图象法求加速度).

4.求加速度的方法:

①用逐差法求加速度

②用v-t图象法

先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度

③"平均速度法"求加速度:

即利用已求出的瞬时速度值,按加速度的定义式求加速度值,为了充分利用所有实验数据,减小误差,同样采用逐差法进行数据处理.

三、实验器材

电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.

四、实验步骤

⑴、把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。

⑵、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端,如右图。

⑶、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当的数量钩码。

点拨:吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些,减小长度测量的相对误差,并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。

⑷、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。

⑸、先使小车依靠在打点计时器处,接通电源后再释放小车让其运动。

⑹、断开电源取下纸带。

⑺、换上新纸带再做两次。

点拨:再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无"漏点"、无"双点",点距正常清晰的纸带,一条作逐差法用,一条作图象法用。

⑻、在选出的一条纸带上测量每个计数点与起始计数点的距离d1、d2、d3……如右图。

点拨:测长度时,不要用短尺一段一段地测量后相加,以免误差积累,测量时要估计到最小分度的一半(0.5毫米),纸带上开头过于密集的点应甩掉不用,并且不直接测量打点间隔,而采取计数点进行测量,旨在减小测量中的相对误差。

五、误差分析

1.纸带的测量误差.

2.打点计时器计时误差.

六、注意事项

⑴、计时器打出的点不清晰,可能是电压偏低或振针位置不合适。

⑵、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如果打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一些。

⑶、计时器打点时,应先接通电源,待打点稳定后,再拉动纸带。

⑷、拉动纸带前,应使拉动端停靠在靠近打点计时器的位置。

⑸、小车的加速度应适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜。

高三物理教案：《直线运动的图象及应用》教学设计

一、位移-时间图象:

1、图象的物理意义:表示做直线运动物体的位移随时间变化的关系。

横坐标表示从计时开始各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的位置,即从运动开始的这一段时间内,物体相对于坐标原点的位移。

2、图线斜率的意义:图象的斜率表示物体的速度。

如果图象是曲线则其某点切线的斜率表示物体在该时刻的速度,曲线的斜率将随时间而变化,表示物体的速度时刻在变化。

斜率的正负表示速度的方向;

斜率的绝对值表示速度的大小。

3、匀速运动的位移-时间图象是一条直线,而变速直线运动的图象则为曲线。

4、图象的交点的意义是表示两物体在此时到达了同一位置即两物体"相遇"。

5、静止的物体的位移-时间图象为平行于时间轴的直线,不是一点。

6、图象纵轴的截距表示的是物体的初始位置,而横轴的截距表示物体开始运动的时刻,或物体回到原点时所用的时间。

7、图象并非物体的运动轨迹。

二、速度-时间图象:

1、图象的物理意义:表示做直线运动物体的速度随时间变化的关系。

横坐标表示从计时开始各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的速度。

2、图线斜率的意义:图象的斜率表示物体加速度。

斜率的正负表示加速度的方向;

斜率的绝对值表示加速度大小。

如果图象是曲线,则某一点切线的斜率表示该时刻物体的加速度,曲线的斜率随时间而变化表示物体加速度在变化。

3、匀速直线运动的速度图线为一条平行于时间轴的直线,而匀变速直线运动的图象则为倾斜的直线,非匀变速运动的速度图线的曲线。

4、图象交点意义表示两物体在此时刻速度相等,而不是两物体在此时相遇。

5、静止物体的速度图象是时间轴本身,而不是坐标原点这一点。

6、图象下的面积表示位移,且时间轴上方的面积表示正位移,下方的面积表示负位移。

7、图象纵轴的截距表示物体的初速度,而横轴的截距表示物体开始运动的时刻或物体的速度减小到零所用时间。

8、速度图象也并非物体的运动轨迹。

【重点精析】

一、物理图象的识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点

运动学图象主要有x-t图象和v-t图象,运用运动学图象解题总结为"六看":一看"轴",二看"线",三看"斜率",四看"面积",五看"截距",六看"特殊点"。

1、"轴":先要看清坐标系中横轴、纵轴所代表的物理量,即图象是描述哪两个物理量间的关系,是位移和时间关系,还是速度和时间关系?同时还要注意单位和标度。

2、"线":"线"上的一个点一般反映两个量的瞬时对应关系,如x-t图象上一个点对应某一时刻的位移,v-t图象上一个点对应某一时刻的瞬时速度;"线"上的一段一般对应一个物理过程,如x-t图象中图线若为倾斜的直线,表示质点做匀速直线运动,v-t图象中图线若为倾斜直线,则表示物体做匀变速直线运动。

3、"斜率":表示横、纵坐标轴上两物理量的比值,常有一个重要的物理量与之对应,用于求解定量计算中对应物理量的大小和定性分析中对应物理量变化快慢的问题。如x-t图象的斜率表示速度大小,v-t图象的斜率表示加速度大小。

4、"面积":图线和坐标轴所围成的面积也往往表示一个物理量,这要看两轴所代表的物理量的乘积有无实际意义。这可以通过物理公式来分析,也可以从单位的角度分析。如x和t乘积无实际意义,我们在分析x-t图象时就不用考虑"面积";而v和t的乘积vt=x,所以v-t图象中的"面积"就表示位移。

5、"截距":表示横、纵坐标轴上两物理量在"初始"(或"边界")条件下的物理量的大小,由此往往能得到一个很有意义的物理量。

6、"特殊点":如交点,拐点(转折点)等。如x-t图象的交点表示两质点相遇,而v-t图象的交点表示两质点速度相等。

高三物理《直线运动》知识点

高三物理《直线运动》知识点

一、质点的运动(1)—直线运动

1)匀变速直线运动
1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0;反向则a0｝
8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝
9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算：1m/s=3.6km/h。
注：

(1)平均速度是矢量;
(2)物体速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式;
(4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。

2)自由落体运动

1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh
注:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下)。

(3)竖直上抛运动
1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)

注:
(1)全过程处理:是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值;
(2)分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性;
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。