高三物理教案

第一講：運(yùn)動的描述第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系一、物體和質(zhì)點(diǎn)１．只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。２．質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，一種理想化的模型，這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法是一種非常重要的科學(xué)研究方法。３．一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)。４．一個物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個物體在不同的問題中，有的能被看作質(zhì)點(diǎn)，有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。二、參考系１．參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動的物體。２．運(yùn)動和靜止都是相對的。３．參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。三、坐標(biāo)系１．為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點(diǎn)、正方向和單位長度。２．對于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動，一般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。３．位置的表示方法，例：x=5m。小結(jié)：可以建立一個直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用（x，y）表示物體的位置。第二節(jié)時(shí)間和位移一、時(shí)間和時(shí)間間隔如果建立一個表示時(shí)間的一維直線系，則在這個坐標(biāo)系中，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔是兩個時(shí)刻之差，用線段表示。二、路程和位移１．路程是物體運(yùn)動軌跡的長度２．位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運(yùn)動中位移的大小等于路程。三、矢量和標(biāo)量象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。問題：溫度、時(shí)間、質(zhì)量、密度、速度，說明它們哪些是標(biāo)量？哪些是矢量?？偨Y(jié)：１．當(dāng)兩個矢量共線時(shí)，可以用算術(shù)運(yùn)算，但首先要設(shè)定正方向。２．當(dāng)兩個矢量不共線時(shí)，合矢量和分矢量必將構(gòu)成一個三角形，它們分別是三角形的三條邊。３．不共線矢量的運(yùn)算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。四、直線運(yùn)動的位置和位移在直線坐標(biāo)系中，位置用點(diǎn)來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為Δx，Δx=x2-x1。小結(jié)：物理中矢量的正負(fù)不表示大小，只表示方向，當(dāng)規(guī)定了正方向后，正值表示與正方向同向，負(fù)值表示與正方向反向。反之亦然。第三節(jié)速度和加速度一．速度1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，用v表示．2．物理意義：速度是表示運(yùn)動快慢的物理量，2．定義式：．3．單位：國際單位：m／s（或m·s-1）常用單位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）．4．方向：與物體運(yùn)動方向相同．說明：速度有大小和方向，是矢量二．平均速度和瞬時(shí)速度1．平均速度1）定義：在變速直線運(yùn)動中，運(yùn)動物體的位移和所用時(shí)間的比值，叫做這段時(shí)間（或這段位移）的平均速度，用表示．2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。這實(shí)際上是把變速直線運(yùn)動粗略地看成是勻速運(yùn)動來處理．b．這是物理學(xué)中的重要研究方法——等效方法，即用已知運(yùn)動研究未知運(yùn)動，用簡單運(yùn)動研究復(fù)雜運(yùn)動的一種研究方法．c．平均速度只是對運(yùn)動物體在某一段時(shí)間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對同一運(yùn)動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時(shí)間”或“哪段位移”的．d.平均速度只能粗略地描述一段時(shí)間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運(yùn)動“速度”的根本區(qū)別．e.平均速度不是各段運(yùn)動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。2．瞬時(shí)速度（1）定義：運(yùn)動物體經(jīng)過某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做此時(shí)刻（或此位置）的瞬時(shí)速度．（2）意義：反映物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)某一位置）時(shí)運(yùn)動的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動．（3）對瞬時(shí)速度的理解：瞬時(shí)速度是在運(yùn)動時(shí)間時(shí)的平均速度，即平均速度在時(shí)的極限就是某一時(shí)刻（或某一位置）的瞬時(shí)速度。（4）瞬時(shí)速度的方向：瞬時(shí)速度是矢量，在直線運(yùn)動中，瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動方向相同，（若是曲線運(yùn)動，瞬時(shí)速度的方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一致））三．速率：瞬時(shí)速率1）定義：瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡稱速率。2）瞬時(shí)速率的測量：技術(shù)上通常用速度計(jì)來測量瞬時(shí)速率。2．平均速率：瞬時(shí)速度的大小是瞬時(shí)速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實(shí)我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)間的比值。2）速率是標(biāo)量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。四．加速度（或速度的變化率、速度的變化快慢）定義：物體速度的變化（）與完成這一變化所用時(shí)間t的比值，叫做加速度。符號：a定義式：（a與、、t無關(guān)）國際單位：米/秒2（m/s2）物理意義：反映物體運(yùn)動速度變化的快慢情況。a越大，則V變化得越快。矢標(biāo)性：矢量討論：當(dāng)選取初速度的方向?yàn)檎较蛞院笕?gt;，則a與的方向相同，即物體做加速運(yùn)動。若<，則a與的方向相反，即物體做減速運(yùn)動。注意：速度的變化量是指；速度的變化率或變化快慢是指★勻變速直線運(yùn)動：指a恒定不變的直線運(yùn)動☆勻加速直線運(yùn)動：指a恒定不變且V越來越大的直線運(yùn)動（a與V同向）☆勻減速直線運(yùn)動：指a恒定不變且V越來越小的直線運(yùn)動（a與V反向）五．直線運(yùn)動的圖象運(yùn)動種類位移—時(shí)間圖象（S—t圖象）速度—時(shí)間圖象（V—t圖象勻速直線運(yùn)動ttStVtV勻變速直線運(yùn)動VVt1、從S—t圖象中可求：⑴、任一時(shí)刻物體運(yùn)動的位移⑵、物體運(yùn)動速度的大小（直線或切線的斜率大?。﹫D線向上傾斜表示物體沿正向作直線運(yùn)動，圖線向下傾斜表示物體沿反向作直線運(yùn)動。兩圖線相交表示兩物體在這一時(shí)刻相遇比較兩物體運(yùn)動速度大小的關(guān)系（看兩物體S—t圖象中直線或切線的斜率大小）2、從V—t圖象中可求：⑴、任一時(shí)刻物體運(yùn)動的速度⑵、物體運(yùn)動的加速度（a>0表示加速，a<0表示減速）圖線縱坐標(biāo)的截距表示t=0時(shí)刻的速度（即初速度）圖線與橫坐標(biāo)所圍的面積表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移。在t軸上方的位移為正，在t軸下方的位移為負(fù)。某段時(shí)間內(nèi)的總位移等于各段時(shí)間位移的代數(shù)和。兩圖線相交表示兩物體在這一時(shí)刻速度相同比較兩物體運(yùn)動加速度大小的關(guān)系第四節(jié)速度與加速度的關(guān)系1、速度與加速度沒有必然的關(guān)系，即：⑴速度大，加速度不一定也大；⑵加速度大，速度不一定也大；⑶速度為零，加速度不一定也為零；⑷加速度為零，速度不一定也為零。2、當(dāng)加速度a與速度V方向的關(guān)系確定時(shí)，則有：⑴若a與V方向相同時(shí)，不管a如何變化，V都增大。⑵若a與V方向相反時(shí)，不管a如何變化，V都減小。第四節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器初速度為0的勻加速直線運(yùn)動第二講：勻變速直線運(yùn)動的研究一、勻變速直線運(yùn)動1.定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動，叫做勻變速直線運(yùn)動。1.勻加速直線運(yùn)動2.分類：2.勻減速直線運(yùn)動二、勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律1、兩個基本公式：位移公式：速度公式：2、兩個推論：勻變速度運(yùn)動的判別式：速度與位移關(guān)系式：3、兩個特性可以證明，無論勻加速還是勻減速，都有4、做勻變速直線運(yùn)動的物體，如果初速度為零，或者末速度為零，那么公式都可簡化為：，，，以上各式都是單項(xiàng)式，因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系5、兩組比例式：對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動：（1）按照連續(xù)相等時(shí)間間隔分有1s末、2s末、3s末……即時(shí)速度之比為：前1s、前2s、前3s……內(nèi)的位移之比為第1s、第2s、第3s……內(nèi)的位移之比為（2）按照連續(xù)相等的位移分有1X末、2X末、3X末……速度之比為：前1m、前2m、前3m……所用的時(shí)間之比為第1m、第2m、第3m……所用的時(shí)間之比為三、自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動1、自由落體運(yùn)動：（1）定義：自由落體運(yùn)動：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動。（2）性質(zhì)：它是v0=0，a=g的勻加速直線運(yùn)動。（3）規(guī)律：基本規(guī)律：初速度為0的勻加速直線運(yùn)動的一切規(guī)律對于自由落體運(yùn)動都適用。2、豎直上拋運(yùn)動（1）定義：有一個豎直向上的初速度υ0；運(yùn)動過程中只受重力作用，加速度為豎直向下的重力加速度g。（2）性質(zhì)：是堅(jiān)直向上的，加速度為重力加速度g的勻減速直線運(yùn)動。（3）豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律：豎直上拋運(yùn)動是加速度恒定的勻變速直線運(yùn)動，若以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為坐標(biāo)軸正方向建立坐標(biāo)系，其位移與速度公式分別為（4）最大高度、上升時(shí)間第三講牛頓運(yùn)動定律

★1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動狀態(tài)為止.

（1）運(yùn)動是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動不需要力來維持.

（2）定律說明了任何物體都有慣性.

（3）不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證.但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律.

（4）牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能簡單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時(shí)的特例，牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動的關(guān)系，牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動的關(guān)系.

2.慣性:物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).

（1）慣性是物體的固有屬性，即一切物體都有慣性，與物體的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān).因此說，人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.（2）質(zhì)量是物體慣性大小的量度.

★★★★3.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表達(dá)式F合=ma

（1）牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律，分析出物體的運(yùn)動規(guī)律;反過來，知道了運(yùn)動，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況，為設(shè)計(jì)運(yùn)動，控制運(yùn)動提供了理論基礎(chǔ).

（2）對牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma，F(xiàn)合是力，ma是力的作用效果，特別要注意不能把ma看作是力.

（3）牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬間效果是加速度而不是速度.

（4）牛頓第二定律F合=ma，F(xiàn)合是矢量，ma也是矢量，且ma與F合的方向總是一致的.F合可以進(jìn)行合成與分解，ma也可以進(jìn)行合成與分解.

4.★牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上.

（1）牛頓第三運(yùn)動定律指出了兩物體之間的作用是相互的，因而力總是成對出現(xiàn)的，它們總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失.（2）作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力.

（3）作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可疊加.

5.牛頓運(yùn)動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.6.超重和失重

（1）超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力FN（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力mg，即FN=mg+ma.（2）失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg.即FN=mg-ma.當(dāng)a=g時(shí)FN=0，物體處于完全失重.（3）對超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題

①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力.②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.

③在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等.6、處理連接題問題----通常是用整體法求加速度，用隔離法求力。

第四講、曲線運(yùn)動1.曲線運(yùn)動

（1）物體作曲線運(yùn)動的條件:運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直線（2）曲線運(yùn)動的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向.質(zhì)點(diǎn)的速度方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動.

（3）曲線運(yùn)動的軌跡:做曲線運(yùn)動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運(yùn)動軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，如平拋運(yùn)動的軌跡向下彎曲，圓周運(yùn)動的軌跡總向圓心彎曲等.

2.運(yùn)動的合成與分解

（1）合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系:①等時(shí)性;②獨(dú)立性;③等效性.

（2）運(yùn)動的合成與分解的法則:平行四邊形定則.

（3）分解原則:根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解，物體的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動.

3.★★★平拋運(yùn)動

（1）特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動.

（2）運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動.

①建立直角坐標(biāo)系（一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以初速度vo方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下為y軸正方向）;

②由兩個分運(yùn)動規(guī)律來處理（如右圖）.

4.圓周運(yùn)動

（1）描述圓周運(yùn)動的物理量

①線速度:描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的快慢，大小v=s/t（s是t時(shí)間內(nèi)通過弧長），方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向

②角速度:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，大小ω=φ/t（單位rad/s），φ是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學(xué)階段不研究.

③周期T，頻率f---------做圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時(shí)間叫做周期.

做圓周運(yùn)動的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率.

⑥向心力:總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小.大?。圩⒁猓菹蛐牧κ歉鶕?jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力.

（2）勻速圓周運(yùn)動:線速度的大小恒定，角速度、周期和頻率都是恒定不變的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的，是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動.

（3）變速圓周運(yùn)動:速度大小方向都發(fā)生變化，不僅存在著向心加速度（改變速度的方向），而且還存在著切向加速度（方向沿著軌道的切線方向，用來改變速度的大小）.一般而言，合加速度方向不指向圓心，合力不一定等于向心力.合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度.①如右上圖情景中，小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥v臨v臨由重力提供向心力得v臨②如右下圖情景中，小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥0。第五講萬有引力

（1）萬有引力定律：宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個物體間的引力的大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比.

公式:

（2）★★★應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動

①基本方法:把天體的運(yùn)動看成是勻速圓周運(yùn)動，其所需向心力由萬有引力提供.即F引=F向得：

應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算.②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算:

（3）三種宇宙速度

①第一宇宙速度:v1=7.9km/s，它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度.

②第二宇宙速度（脫離速度）:v2=11.2km/s，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度.

③第三宇宙速度（逃逸速度）:v3=16.7km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.

（4）地球同步衛(wèi)星

所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的，這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上，且繞地球運(yùn)動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即T=24h=86400s，離地面高度

同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道