- 高三物理火车过桥教案
高三物理火车过桥教案如下：
教学目标：
1. 知道火车过桥时速度与桥长之间的关系。
2. 掌握火车过桥问题的分析方法。
3. 能正确地运用所学知识解决实际问题。
教学重难点：
分析火车过桥问题的过程和方法。
教学过程：
一、引入新课
演示火车过桥的课件，让学生观察并回答问题。
二、进行新课
1. 读题、分析题意，找出已知条件和未知量。
2. 确定研究对象（通常选择一节车厢）。
3. 分析运动过程，建立运动学模型（火车过桥的运动可以分解为竖直方向的运动和水平方向的运动）。
4. 列运动学方程求解。
例题：一节长为L的火车以速度v匀速通过一座长为d的桥，火车完全在桥上的时间为t1，火车头刚进桥到车尾刚出桥的时间为t2，求桥长d为多少？
分析：选择一节车厢为研究对象，火车在竖直方向上做匀变速直线运动（车顶到桥顶端的距离越来越小），在水平方向上做匀速直线运动。
解法一（分别对竖直和水平方向列方程求解）：
t1=(d-L)/v t2=L/v d=L+t1(d-L)/v
解法二（全过程列方程求解）：将火车过桥问题分成两个过程，第一个过程火车在桥上行驶（桥长减去车长），第二个过程火车从车尾出桥到车头进桥。全过程运用动量定理列方程求解。
三、课堂练习：课本上的“问题研究”中的例题。
四、小结（让学生总结本节课所学内容，强调分析问题的方法和步骤）
五、作业（课本上的“问题研究”中的练习题）。
分析过程：
1. 读题：读懂题意，找出已知量和未知量。
2. 建立物理模型：确定研究对象，分析运动过程，建立物理模型（火车过桥）。
3. 选择分析方法：通常选择一节车厢作为研究对象，运用运动分解的方法进行分析。全过程运用动量定理列方程求解。
4. 求解：正确地运用所学知识解决问题。
相关例题：
例题：一列火车以速度v沿平直轨道行驶，如果将火车头质量变为原来的一半，而速度不变，求火车末尾对车厢的牵引力需要满足什么条件？
【分析】
火车过桥问题中，通常需要考虑火车的长度和桥的长度，以及火车的运动状态。本题中火车以速度v行驶，如果火车头质量变为原来的一半，而速度不变，那么火车的长度也会变为原来的一半。
【解答】
F - (M/L)g = 0
F - (M/2L)g = (M/2L)a
其中a为火车的加速度。
由于火车在过桥过程中，速度不变，所以有：
L - L' = at
其中t为过桥所需时间。
将以上三个方程联立并解得：
F = (M/L)Mg + (M/2L)g(L + L') = 3Mg(1 + L'/L)
因此，火车末尾对车厢的牵引力需要满足的条件是：F > (M/L)Mg + (M/2L)g(L + L')。
【总结】
本题中，火车过桥问题需要考虑到火车的长度和桥的长度，以及火车的运动状态。通过牛顿第二定律和运动学公式，可以列出方程并求解牵引力条件。解题过程中需要注意单位和符号。
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