时间和位移教案

时间和位移教案

高中物理课堂教学教案 年 月 日 课 题 ‎§1.2时间和位移 课 型 新授课（2课时）‎ 教 学 目 标 知识与技能 ‎1．知道时间和时刻的区别和联系．‎ ‎2．理解位移的概念，了解路程与位移的区别．‎ ‎3．知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量．‎ ‎4．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移．‎ ‎5．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系．‎ 过程与方法 ‎1．围绕问题进行充分的讨论与交流，联系实际引出时间、时刻、位移、路程等，要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法．‎ ‎2．会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向 ‎3．会用矢量表示和计算质点位移，用标量表示路程．‎ 情感态度与价值观 ‎1．通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实．‎ ‎2．通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置，不同时间内的不同位移(或路程)的体验，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量．‎ ‎3．养成良好的思考表述习惯和科学的价值观．‎ ‎4．从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点．‎ 教学重点、难点 教学重点 ‎1．时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系 ‎2．位移的概念以及它与路程的区别．‎ 教学难点 ‎1．帮助学生正确认识生活中的时间与时刻．‎ ‎2．理解位移的概念，会用有向线段表示位移．‎ 教 学 方 法 ‎ 探究、讲授、讨论、练习 ‎- 9 -‎ 教 学 手 段 教具准备 ‎ 多媒体课件 ‎- 9 -‎ 教 学 活 动 ‎ [引入新课]‎ ‎ 师：上节课我们学习了描述运动的几个概念，大家想一下是哪几个概念?‎ ‎ 生：质点、参考系、坐标系．‎ ‎ 师：大家想一下，如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况?‎ ‎ 生：不能．‎ ‎ 师：那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到哪些物理概念?‎ ‎ 一部分学生可能预习过教材，大声回答，一部分学生可能忙着翻书去找．‎ ‎ 师指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课还将从哪几个方面去描述?‎ ‎ 生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的，要研究物体的运动还要学好这些基本概念．‎ ‎ 引言：宇宙万物都在时间和空间中存在和运动．我们每天按时上课、下课、用餐、休息。从幼儿园、小学、中学，经历一年又一年，我们在时间的长河里成长．对于时间这个名词，我们并不陌生，你能准确说出时间的含义吗?物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢?这就是我们今天要研究的课题——§1.2 时间和位移．‎ ‎ [新课教学]‎ ‎ 一、时刻和时间间隔 ‎ ‎ [讨论与交流]‎ ‎ 指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，然后用课件投影展示本校作息时间表．‎ ‎ 师：同时提出问题；‎ ‎ 1．在我校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗?‎ ‎ 2．结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?‎ ‎ 3．观察教材第14页图1．2—1，如何用数轴表示时间?‎ 学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每 组选出代表，发表见解，提出问题．‎ ‎ 生：我们开始上课的“时间”：8：00就是指的时刻；下课的“时间”：8：45也是指的时刻．这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻．‎ ‎ 生：我们上一堂课需要45分钟，做眼保健操需要5分钟，这些都是指时间间隔，每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔．‎ ‎ 师：根据以上讨论与交流，能否说出时刻与时间的概念．‎ ‎ 教师帮助总结并回答学生的提问．‎ 师：时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间．‎ ‎ 让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例，并让他们讨论．‎ 教师利用课件展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况．‎ ‎(展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?‎ 学 生 活 动 ‎- 9 -‎ T15‎ 站名 T16‎ ‎18：19‎ 北京西 ‎14：58‎ ‎00：35‎ ‎00：41‎ 郑州 ‎08：42‎ ‎08：36‎ ‎05：49‎ ‎05：57‎ 武昌 ‎03：28‎ ‎03：20‎ ‎09：15‎ ‎09：21‎ 长沙 ‎23：59‎ ‎23：‎‎5l ‎16：25‎ 广州 ‎16：52‎ ‎ ‎ ‎ 参考答案：6小时59分、15小时50分、22小时零6分．‎ ‎ (教师总结)‎ ‎ 师：平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，如有人问你：“你们什么时间上课啊?”这里的时间是指时间间隔吗? ‎ ‎ 生：不是，实际上这里的时间就是指的时刻．‎ ‎ 师：我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔．‎ ‎ 教师课件投放教材图1．2—1所显示的问题，将其做成F1ash动画．‎ ‎ 学生分组讨论，然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻．‎ ‎ 生：时刻：在时间坐标轴上用一点来表示时刻．时间：两个时刻的间隔表示一段时间．一段时间在时间坐标轴上用一线段表示．‎ 师：为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，计时起点的选择是人为的．单位秒(s)．‎ ‎ 师：下图1—2—1给出了时间轴，请你说出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意义．‎ ‎ ‎ 答：‎ ‎1．学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是…( )‎ ‎ A. 蓝仔说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻 ‎ B．红孩说，下午2点上课，2点是我们上课的时间 ‎ C．紫珠说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟 ‎ D．黑柱说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间 ‎ 答案：A ‎ ‎ ‎2．关于时刻和时间，下列说法中正确的是…………………………………( )‎ ‎ A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B．时刻对应位置，时间对应位移 ‎ ‎ ‎1.解析：下午2点上课、2点45分下课是指一瞬间，是时刻；上课历时45分钟是指一段时间间隔，是时间．故选A．‎ ‎- 9 -‎ ‎ C. 作息时间表上的数字表示时刻 D．1 min内有60个时刻 ‎ 答案：BC ‎ 解析：紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系，可知B、C正确，A错．一段时间内有无数个时刻，因而D错．‎ 以下提供几个课堂讨论与交流的例子，仅供参考．‎ ‎[讨论与交流]：我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行．‎10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆．在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻?‎ 参考答案：这里的“‎10月15日‎09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”，分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻，而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间．‎ 二、路程和位移 ‎(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟．沙漠中布满了100～‎200m高的沙丘．像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”．‎ 许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生．归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程．‎ ‎ 师：(投影中国地图)让学生思考：从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?‎ ‎ 生：从北京到重庆，可以乘汽车，也可以乘火车或飞机，还可以中途改变交通工具．选择的路线不同，运动轨迹不同，但就位置变动而言，都是从北京来到了重庆．‎ ‎ 师：根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗?‎ ‎ 生：位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段．位移是表示物体位置变化的物理量．国际单位为米(m)．‎ ‎ 路程：路程是质点实际运动轨迹的长度．（板）‎ ‎ 在坐标系中，我们也可以用数学的方法表示出位移．‎ ‎ 实例：质点从A点运动到B点，我们可以用有方向的线段来表示位移，从初始位置A向末位置B画有向线段，展示教材图1．2—3．‎ ‎ [讨论与交流]‎ ‎ 请看下面的一段对话，找出里面的哪些语言描述了位置，哪些语言描述了位置的变动．哪些是指路程，哪些是指位移．‎ ‎ 甲：同学，请问红孩去哪里了?‎ ‎ 乙：他去图书室了，五分钟前还在这儿．‎ ‎ 甲：图书室在哪儿?‎ ‎ 乙指着东北的方向说：在那个方位．‎ ‎ 甲：我还是不知道怎么走过去，有最近的路可去吗?‎ ‎ 乙：你可以从这儿向东到孔子像前再往北走，就能看见了．‎ ‎ 丙加入进来，说道；也可以先向北走，再向东，因为那边有好风景可看．‎ ‎ 甲：最近要多远?‎ ‎- 9 -‎ ‎ 乙：大概要三百米吧．‎ ‎ 丙开玩笑说；不用，你如果能从索道直线到达也就是一百米．‎ ‎ 乙：别骗人了，哪有索道啊!‎ ‎ 丙：我是开玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲线．‎ ‎ 甲：谢谢你们两位，我去找他了．‎ ‎ 学生分组讨论后，选代表回答问题．‎ ‎ 生1：乙手指的方向——东北，就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向．‎ ‎ 生2：里面的三百米是指路程，一百米的直线距离是指位移的大小． ‎ ‎ 生3：他们谈话的位置和图书室是两个位置，也就是甲在找红孩过程中的初末位置．‎ ‎ 请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移．（围绕跑道跑一圈的位移和路程）‎ ‎[讨论与思考]‎ ‎ 1．(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路．请根据地图中的比例尺估算一下，坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少?‎ 阅读下面的对话：‎ 甲：请问到市图书馆怎么走?‎ 乙：从你所在的市中心向南走‎400 m到一个十字路口，再向东走‎300m就到了．‎ 甲：谢谢!‎ 乙：不用客气．‎ 请在图1—2—3上把甲要经过的路程和位移表示出来．‎ ‎ 师：请你归纳一下：位移和路程有什么不同?‎ 生1：位移是矢量，有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向．‎ 生2：质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关．‎ 生3：位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，是标量．‎ 教师提出问题 师：位移的大小有没有等于路程的时候?‎ 学生讨论后回答，并交流自己的看法．‎ 生：在直线运动中，位移的大小就等于路程。‎ 教师适时点拨，画一往复直线运动给学生讨论．‎ 生：在单方向的直线运动中，位移的大小就等于路程．‎ 教师总结 师：只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小．‎ ‎[课堂训练]‎ 下列关于位移和路程的说法中，正确的是………………（ ）‎ A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程 B位移的大小等于路程，方向由起点指向终点 C位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短 D位移描述直线运动，路程描述曲线运动 答案：C ‎- 9 -‎ 解析：A选项表述的因果关系没有意义，故A错．位移的方向可以用从初位置指末位置的有向线段来表示，但位移的大小并不等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，故选项B错．位移和路程是两个不同的物理量，位移描述物体位置的变化，路程描述物体运动路径的长短，所以选项C正确．位移的大小和路程不一定相等，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程．无论是位移还是路程都既可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，故选项D也是错误的．‎ 三、矢量和标量 ‎ 师：像位移这样的物理量，既有大小又有方向，我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们回忆并说给大家听听．‎ ‎ 学生讨论后回答 ‎ 生：温度、质量、体积、长度、时间、路程．‎ ‎ 对于讨论中学生可能提出这样的问题，像电流、压强这两个学生学过的物理量，它们是有方向的，但它们仍然是标量．这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识．‎ ‎ 学生阅读课文后，说说矢量和标量的算法有什么不同．‎ ‎ 生：两个标量相加遵从算术加法的法则．‎ ‎ [讨论与思考]‎ 一位同学从操场中心A出发，向北走了‎40 m，到达C点，然后又向东走了‎30 m，到达B点．用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移)．三个位移的大小各是多少?你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗?‎ 解析：画图如图1—2—4所示．矢量相加的法则是平行四边形法则．‎ ‎[讨论与思考]‎ 气球升到离地面‎80m高空时，从气球上掉下一物体，物体又上升了‎10 m高后才开始下落，规定向上方向为正方向．讨论并回答下列问题，体会矢量的表示方向．‎ ‎ (1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何?‎ ‎ (2)表示物体的位移有几种方式?其他矢量是否都能这样表示?注意体会“+”“－”号在表示方向上的作用．‎ ‎ 解析：(1)一‎80m，方向竖直向下；(2)到现在有三种：语言表述法，如“位移的大小为‎80m，方向竖直向下”；矢量图法；“+”“一”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为一‎80m”．‎ ‎ [课堂训练]‎ ‎ (播放1 ‎500m比赛的录像片断)‎ ‎ 在标准的运动场上将要进行1 ‎500米赛跑，‎ ‎- 9 -‎ 上午9时20分50秒，发令枪响，某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发，绕运动场跑了3圈多，到达终点，成绩是4分38秒．请根据上面的信息讨论以下问题，并注意题中有关时间、时刻、路程、位置变化的准确含义． ‎ ‎(1)该运动员从起跑点到达终点所花的时间是多少?(4分38秒)起跑和到达的时刻分别是多少?(上午9时20分50秒、上午9时25分28秒)‎ ‎(2)该运动员跑过的路程是多少?(1 ‎500米)他的位置变化如何?(起跑点到终点的连线)‎ 四、直线运动的位置和位移 ‎ 提出问题：我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移?‎ ‎ 如果物体做的是直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移．‎ ‎ 如图1—2—6所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2‎ 那么(x2－ x1)就是物体的“位移”，记为Δx ＝x2－ x1‎ ‎ 可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移．‎ 在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向．如图1—2—7所示汽车A的位移为负值，B的位移则为正值．表明汽车B的位移方向为x轴正向，汽车A的位移方向为x轴负向．‎ ‎[小结]‎ ‎ 时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的，同学们要掌握时间坐标轴．在时间轴上，用点表示时刻，用线段表示一段时间间隔．位移和路程是两个不同的物理量，位移是用来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量．只有物体做单向直线运动时，其位移大小才和路程相等，除此以外，物体的位移的大小总是小于路程．找位移的最好办法是从初位置到末位置间画有向线段．有向线段的方向就是位移的方向，有向线段的长度就是位移的大小．时刻对应位置，时间对应位移．在位置坐标轴上，用点来表示位置，用有向线段来表示位移．‎ ‎ 本节课用到的数学知识和方法：用数轴来表示时间轴和位移轴，在时间轴上，点表示时刻，线段表示时间间隔．要选计时起点(零时刻)，计时起点前的时刻为负，计时起点后的时刻为正；在位移轴上，点表示某一时刻的位置，线段表示某段时间内的位移．要选位置参考点(位置零点)，直线运动中，可选某一单一方向作为正方向，朝正方向离开参考点的位置都为正，朝负方向离开参考点的位置都为负．位移方向与规定方向相同时为正，相反时为负．标量遵从算术加法的法则，矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则，以后会学到，不让学生知道)．‎ ‎ [布置作业]‎ ‎- 9 -‎ 作 业 教材第16页问题与练习．‎ 板 书 设 计 ‎§1.2时间和位移 ‎1.时间 时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间，在时间坐标轴上对应于一段 ‎2.时刻 时刻是指某一瞬时，在时间坐标轴上对应于一点 ‎3.位移 初位置指向末位置的有向线段表示位移，描述物体位置的改变，是矢量，与运动路径无关，只由初末位置决定 ‎4.路程 质点运动轨迹的长度，是标量，取决于物体运动路径 ‎5.矢量 矢量既有大小，又有方向 ‎6.标量 只有大小，没有方向，标量相加遵从算术加法的法则 ‎7.位置 用坐标表示位置 ‎8.位移 用位置坐标的变化量表示物体位移 教 学 后 记 ‎- 9 -‎