高中物理 第一章 第2節(jié) 時(shí)間和位移教案 新人教版必修1

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時(shí)間和位移 ※教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 1、知道時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。如：幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)、第幾秒末等的理解。 2、理解位移的概念以及它與路程的區(qū)別。如：位移的唯一性、路程的不確定性等。 3、初步了解矢量和標(biāo)量。（位移是學(xué)生在高中接觸的第一個(gè)矢量概念，在這里展示不宜對矢量及其運(yùn)算做太多的擴(kuò)展，只要求學(xué)生認(rèn)識到有一類物理量是既有大小又有方向的量，并會用正負(fù)號表示直線運(yùn)動中的方向。） （二）過程與方法 通過對現(xiàn)實(shí)生活中物體位置隨時(shí)間改變的描述 1、學(xué)會用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位置和位移及相關(guān)方向。 2、學(xué)會用矢量表示和計(jì)算質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動中的位移。 3、學(xué)會用標(biāo)量表示路程。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過用物理量表示質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的不同位置，不同時(shí)間內(nèi)的不同位移（或路程）的體驗(yàn)，聯(lián)系自己生活中的實(shí)際，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會科學(xué)的力量。（例如：合理安排時(shí)間和路徑等。） 2、養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。 ※教學(xué)重點(diǎn) 1、時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。 2、位移的概念以及它與路程的區(qū)別。 ※教學(xué)難點(diǎn) 位移的概念及其理解。 ※教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略建議 運(yùn)動學(xué)中幾個(gè)基本概念，是學(xué)生學(xué)好后續(xù)課程內(nèi)容的重要基礎(chǔ)，所以在教學(xué)中要特別注意幫助學(xué)生形成準(zhǔn)確而清晰的第一印象。尤其是本節(jié)的時(shí)間與時(shí)刻、路程與位移。例如可用坐標(biāo)軸來講解時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別，時(shí)間間隔是坐標(biāo)軸上的一段線，時(shí)刻是坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)；可類比一段錄像和其中的某個(gè)畫面。還可讓學(xué)生舉例并進(jìn)行討論，這樣既直觀又易懂。位移是學(xué)生在高中接觸的第一個(gè)矢量概念，在這里展示不宜對矢量及其運(yùn)算做太多的擴(kuò)展，只要求學(xué)生認(rèn)識到有一類物理量是既有大小又有方向的量，并會用正負(fù)號表示直線運(yùn)動中的方向。 ※課堂評價(jià)建議 根據(jù)學(xué)生在各環(huán)節(jié)的參與情況對學(xué)生進(jìn)行過程性評價(jià)，根據(jù)對本節(jié)概念的練習(xí)對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容的評價(jià)。 下面是關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程的設(shè)計(jì) （一）引入新課 教師提問：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了描述運(yùn)動的幾個(gè)概念，大家想一下是哪幾個(gè)概念？（可通過復(fù)習(xí)上節(jié)課的“問題與練習(xí)”2中陳與義的詩來引入本節(jié)內(nèi)容） 學(xué)生回答：質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系。 教師提問：大家想一下，如果僅用這幾個(gè)概念，能不能全面描述物體的運(yùn)動情況？ 學(xué)生回答：不能。 教師啟發(fā)：那么要準(zhǔn)確、全面地描述物體的運(yùn)動，我們還需要用到那些物理概念？ 學(xué)生活動：一部分學(xué)生可能預(yù)習(xí)過教材，大聲回答，一部分學(xué)生可能忙著翻書去找。 教師活動：指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材第一段，并粗看這節(jié)課的黑體字標(biāo)題，提出問題：要描述物體的機(jī)械運(yùn)動，本節(jié)課還將從哪幾個(gè)方面去描述？ 學(xué)生活動：通過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個(gè)總體印象，知道這些概念都是為了進(jìn)一步描述物體的運(yùn)而引入的，要研究物體的運(yùn)動還要學(xué)好這些基本概念。 （二）進(jìn)行新課 1、對“時(shí)刻和時(shí)間間隔”概念的學(xué)習(xí) 教師活動：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“時(shí)刻和時(shí)間間隔”一部分，同時(shí)提出問題： 1、結(jié)合教材，你能列舉出哪些關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻的說法？ 2、觀察圖1.2-1，如何用數(shù)軸表示時(shí)間？ 學(xué)生活動：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主閱讀，積極思考，然后每四人一組展開討論，每組選出代表，發(fā)表見解，提出問題。 教師活動：幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問。 教師活動：利用幻燈片展示某一列車時(shí)刻表，幫助學(xué)生分析列車運(yùn)動情況。 學(xué)生活動：思考P14“問題與練習(xí)”第1題，討論后回答。 教師活動：聆聽學(xué)生回答，進(jìn)行點(diǎn)評。 2、對“路程和位移”概念的學(xué)習(xí) 教師活動：1、根據(jù)圖1.2-2，讓學(xué)生指出由北京去重慶，可以選擇哪幾種交通路線，這些路線有哪些不同點(diǎn)，有什么相同點(diǎn)。 2、指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合插圖閱讀教材，思考?xì)w納位移和路程的區(qū)別。 3、讓學(xué)生了解矢量和標(biāo)量，知道它們遵從不同的運(yùn)算法則。 4、根據(jù)觀察思考圖1.2-4和1.2-5及其問題，幫助學(xué)生初步掌握在坐標(biāo)系中利用坐標(biāo)來表示或計(jì)算直線運(yùn)動的位移。 學(xué)生活動：學(xué)生就老師提出的問題去閱讀教材，尋求答案；然后四人一組交流討論，初步歸納出路程和位移的區(qū)別并發(fā)表自己的見解。 教師活動：幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問，及時(shí)點(diǎn)評。 學(xué)生活動：思考P13“思考與討論”中的問題，討論后回答。 教師活動：聆聽學(xué)生回答，點(diǎn)評。 學(xué)生活動：思考P14“問題與練習(xí)”第2、3題，討論后回答。 教師活動：聆聽學(xué)生回答，點(diǎn)評。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 這節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了位置、路程與位移的概念 （1）位置：位置就是質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻時(shí)所在的空間的一點(diǎn)，其位置可由坐標(biāo)確定，如圖所示為質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置A、B. （2）路程：質(zhì)點(diǎn)位置發(fā)生變化時(shí)的徑跡長度叫路程，其單位通常用米（m），另外還有千米（km）、厘米（cm）等。路程是標(biāo)量。 （3）位移：位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，用從初位置指向末位置的一根有向線段表示。位移的大小等于初、末位置間的直線距離；位移的方向由初位置指向末位置。位移是矢量，它與物體具體運(yùn)動的路徑無關(guān)。其單位與路程的單位相同。在直線坐標(biāo)系中，常用表示。求位移時(shí)必須回答方向。 注意：①位移與路程不是一回事。只有物體做單向直線運(yùn)動時(shí)，位移大小才等于路程；除此之外，兩者大小不會相等。②位移是矢量，路程是標(biāo)量，位移只與初末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，而路程與路徑有關(guān)。 （四）實(shí)例探究 ☆時(shí)刻和時(shí)間的區(qū)別與應(yīng)用 ［例1］關(guān)于時(shí)間與時(shí)刻，下列說法正確的是（ ） A.作息時(shí)間表上標(biāo)出上午8:00開始上課，這里的8:00指的是時(shí)間 B.上午第一節(jié)課從8:00到8:45，這里指的是時(shí)間 C.電臺報(bào)時(shí)時(shí)說：“現(xiàn)在是北京時(shí)間8點(diǎn)整”，這里實(shí)際上指的是時(shí)刻 D.在有些情況下，時(shí)間就是時(shí)刻，時(shí)刻就是時(shí)間 解析：時(shí)刻是變化中的某一瞬間，時(shí)間為兩個(gè)時(shí)刻之間的長短，時(shí)刻是一個(gè)狀態(tài)而時(shí)間是一個(gè)過程，所以答案應(yīng)為BC。 答案BC ☆位移與路程的區(qū)別 ［例2］質(zhì)點(diǎn)沿著下圖所示的邊長為10 m的正方形路線，從A點(diǎn)開始逆時(shí)針方向運(yùn)動，每秒運(yùn)動5 m。問，從開始運(yùn)動時(shí)計(jì)時(shí)，到下列表中所指三個(gè)時(shí)刻的三段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程和位移各多大（填在表中相應(yīng)空格中）？在圖中畫出三個(gè)位移矢量圖。 運(yùn)動時(shí)間 路程大小 位移大小 0～2s末 0～4s末 0～8s末 解析（1）0～2 s末：運(yùn)動路程10 m，位移大小為m，位移矢量由A指向B點(diǎn)（bc邊的中點(diǎn)）。 （2）0～4 s末：運(yùn)動路程20 m，位移大小等于10 m，位移矢量由A指向C點(diǎn)（cd邊的中點(diǎn)）。 （3）0～8 s末：運(yùn)動路程40 m，位移大小為零（回到出發(fā)點(diǎn)A） ☆關(guān)于矢量和標(biāo)量及位移的應(yīng)用 在運(yùn)動問題中時(shí)間、路程為標(biāo)量，而位移為矢量，計(jì)算時(shí)注意各自的規(guī)律。 ［例3］一質(zhì)點(diǎn)繞半徑為R的圓周運(yùn)動了一圈，則其位移大小為 ，路程是 。若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動了周，則其位移大小為 ，路程是 ，運(yùn)動過程中最大位移是 最大路程是 。 解析：如圖所示，運(yùn)動一圈位移是0 m，路程為；若運(yùn)動周，則物體末位置在B點(diǎn)，位移大小，路程為；運(yùn)動中最大位移為，最大路程為（n為圈數(shù)） 答案：0；；；；； ※課余作業(yè) 書面完成P16“問題與練習(xí)”第4題（參看教材P14圖1.2-5）。 ※“問題與練習(xí)”（P14）參考答案 1、A：8點(diǎn)42分指時(shí)刻 8分指時(shí)間 B：“這么早”指時(shí)刻 “等了很久指時(shí)間” C：“前3秒鐘”“最后3秒鐘”指時(shí)間 2、“公里”指的是路程 3、（1）100m 100 m （2）相同 不相同 4、 坐標(biāo)點(diǎn)的設(shè)置 出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo) 最高點(diǎn)的坐標(biāo) 落地點(diǎn)的坐標(biāo) 上升過程的位移 下落過程的位移 全過程的總位移 以地面為原點(diǎn) （0，3） （0，8） （0，0） 5 -8 -3 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn) （0，0） （0，5） （0，-3） 5 -8 -3 ※教學(xué)體會： 本節(jié)學(xué)習(xí)的位移、路程等概念是運(yùn)動學(xué)的最基本、最重要的概念。深刻理解這些概念的確切含義，弄清它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)運(yùn)動學(xué)知識的基礎(chǔ)。 初步掌握位移的矢量性、畫法及簡單的一維運(yùn)算，教師要引導(dǎo)學(xué)生在閱讀教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體實(shí)例，積極進(jìn)行討論、加以區(qū)別。 ※資料袋： 時(shí) － 空的演示 設(shè)想在沙漠中有一條很長的筆直的道路。一輛汽車沿箭頭所指方向在路上行駛，朝著一個(gè)方向，時(shí)而行進(jìn)，時(shí)而停止；時(shí)而加速，時(shí)而減速，有時(shí)勻速。假設(shè)沙漠中沒有山谷，十分平坦；道路也很直，沒有彎曲。如果不去考慮周圍廣袤的沙漠，讓這輛汽車在筆直的一維軌跡上行駛，那么可將這輛汽車看作在一維空間中運(yùn)動。這種運(yùn)動不同于輪船在海上航行那樣作兩維空間運(yùn)動，當(dāng)然也不同于潛艇和航天飛行器那樣作三維空間運(yùn)動。汽車被限制在這條筆直、平坦的道路形成的一維空間里。如果我們在圖上畫出汽車的運(yùn)動軌跡。就是一條直線―― 一個(gè)一維圖象。這個(gè)圖象沒有體現(xiàn)出汽車的運(yùn)行狀況，只是描繪了汽車行駛的空間軌跡。為了把汽車運(yùn)行的狀況充分體現(xiàn)出來，我們需要引入時(shí)間。我們常常在一幅圖上畫出距離和時(shí)間，更好地體現(xiàn)汽車的運(yùn)動情況。 這幅時(shí)間－距離關(guān)系圖反映了汽車的運(yùn)行情況。曲線彎曲處表示汽車加速或減速。同一角度上升的直線表示車速不變。水平直線表示停車。 姑且撇開說明這張示意圖所用的細(xì)節(jié)與具體方法不談，有一點(diǎn)是明確的，那就是，汽車運(yùn)行狀況曲線是用兩維而不是一維空間得到的。在圖上，時(shí)間為橫軸，高速公路是縱軸。這張圖表明了時(shí)間變化時(shí)，汽車在空間中的位移，也就是里程。 如果從公路上懸停的直升機(jī)上觀察汽車的運(yùn)動，就會發(fā)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)沿著一條直線移動。無論這個(gè)點(diǎn)何時(shí)加速或減速，它的軌跡始終是條直線。如果在膠片上查看這一運(yùn)動，我們會看到每幅畫面上只有一個(gè)位置，有一個(gè)點(diǎn)，而失去了所有的時(shí)間感。事實(shí)上，我們知道在電影中關(guān)于運(yùn)動和變化的感覺都是由于視覺存留而產(chǎn)生的幻覺，視覺存留可令人感到運(yùn)動的連續(xù)性。 對比之下，這幅圖描繪了運(yùn)動的全過程，顯示了汽車在運(yùn)動中的每一瞬間，形成了所有連續(xù)的位置或點(diǎn)。它不僅描述了汽車的運(yùn)動，而且記載運(yùn)動的全歷程，正像這個(gè)運(yùn)動在“時(shí)一空’中凍結(jié)了一樣。雖然我們沒有在空間維內(nèi)經(jīng)歷時(shí)間，但仍然可以這樣表示，從而得到了汽車的運(yùn)動情況。就像是把一生中不同階段的好書擺在與起，通過這種形式就能把生命過程表現(xiàn)出來。在這個(gè)汽車行駛的簡單圖象中，可以看出時(shí)間和空間的作用是相同的，即構(gòu)成一個(gè)兩維的連續(xù)的時(shí)空，我們才有了這樣一幅反映人車行駛過程的時(shí)－空圖。