时间和位移的教案

时间：2024-10-14 15:51:05

时间和位移的教案

时间和位移的教案

时间和位移的教案

　　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

　　教学手段教具准备

　　多媒体课件

　　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1.21，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?

　　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1.21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121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

　　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，我们也可以用物理的方法表示出位移.

　　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1.23.

　　[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?

　　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123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

　　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124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，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：我们怎样用物理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126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x =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127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.

　　本节课用到的物理知识和方法：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]

　　学生活动

　　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.

　　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