人教版高中物理必修第一册2.2匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案

§1.2  时间和位移（2课时）一、教学目标（三维）1、知识与技能：（1）知道时间和时刻的含义以及它们的区别；知道在实验室测量时间的方法（2）知道位移的概念，它是表示质点位置变动的物理量，它是矢量，可以用有向线段来表示（3）知道位移和路程的区别、矢量与标量的区别2、过程与方法：（1）联系生活实际，通过师生共同讨论的方法来确定二组概念（2）通过的数学方法来突破时刻与时间、直线运动的位置和位移及相关方向（3）运用所学的概念判断一些与生活相关的实际问题（用标矢量表示和计算质点的位移、路程）3．情感态度与价值观：（1）通过对实例的讨论学习，使学生体会到物理现象所蕴含的自科美（2）通过对问题的讨论，培养学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题，提高学习兴趣（3）培养学生有主动与他人合作的团队精神，提高学生的科学素养二、教学重点、难点教学重点及其教学策略：重点：时间、时刻；位移、路程的概念；矢量与标量的概念教学策略：通过自主学习、观察、思考、讨论和实例分析来加深理解教学难点及其教学策略：难点：路程和位移的区别；位移的矢量性，其大小、方向的表示方法教学策略：通过问题的讨论，结合学生生活实际、联想，达到攻克难点三、设计思路1、本节内容比较简单，大部分内容学生可通过自学获得知识，充分培养学生的自主学习能力2、质疑讨论法：这节课主要采用学生自己从实际出发，启发学生自己讨论、鉴别。从而培养了学生自己分析问题，解决问题的能力3、用数学上坐标描述时间与时刻，位置、位移与路程，培养利用数学知识描述物理问题的能力四、教学资源挂图、投影仪（或幻灯、多媒体等）、可供实物投影、放像、课件播放等五、板书设计§1.2  时间和位移、位移和路程1、时刻、时间间隔（也称时间）（1）时刻：某一瞬间，在时间坐标轴上对应于一点，与状态量相对应（2）时间：两个时刻间的间隔，在时间坐标轴上对应于一段，与过程量相对应（3）时刻和时间的关系：时间＝末时刻－初时刻，即（4）实验室中测量时间的方法：①用停表；②用打点计时器（测量和记录很短的时间）2、位移和路程（1）路程：质点运动轨迹的长度，与运动路径有关（2）位移：位移是用来描述物体位置改变的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段（线段长即位移大小，初位置指向末位置即位移方向），与运动路径无关，只由初、末位置来决定3、矢量与标量 （1）矢量：既有大小、又有方向的物理量。如位移、速度、力等（2）标量：只有大小没有方向的物理量。如温度、长度、质量、密度、时间、路程等4、直线运动的位置和位移位移=末位置―初位置，即六、教学设计教师活动学生活动引入新课（fd）为了准确描述物体的运动，我们引入了一理想的物理模型质点；定量描述物体的位置及位置变化引入了坐标系。下面请同学们根据质点的条件来回答如右问题：（过渡）然而有这些物理量还是不够的，为了更确切地描述物体的运动，我们还需要哪些物理量？（运动体现时间）巩固实物看成质点的条件下列情况中的物体，哪些可以看作质点？（）A．研究从温州开往杭州的一列火车的运行快慢B．研究火车通过一座铁路桥所用的时间C．孙海平教练员研究刘翔跨栏时的动作D．研究地球自转时的地球学生思考回答，引入课题。讲授新课一、时刻、时间间隔（也称时间）运动是和时间相联系的，因此要研究物体的运动，首先就要弄清楚时间上的两个不同概念——时间间隔和时刻。那么，什么是时间？什么是时刻？呈现神舟五号提问：上述中的时间含义一样吗？并列举出实际的例子。师生共同（学生自主）归纳出时刻、时间的定义时刻：某一瞬间；时间间隔：从开始到结束的时间间隔。提出：怎样区别时间与时刻的不同？出示投影片，学生回答哪些表示时刻，哪些表示时间。总结：（1）时刻：某一瞬间，在时间坐标轴上对应于一点，与与神舟五号有关的几个时间：2003.10.1509:009小时40分50秒11小时42分10秒10.1518:4010.1606:23学生讨论回答并举例：上方指的是时间间隔，下方指的是时刻几点钟开会，会议长达2个小时，什么时间下课，几点发车，一堂课40分钟……。学生讨论回答：t/s计时起点如果把时刻、时间在数轴上表示出来，那含义就一目了然上课下课上课上课891045min45min10mint/h012345678 状态量相对应．（2）时间：两个时刻间的间隔，在时间坐标轴上对应于一段，与过程量相对应．教师活动学生活动（3）时刻和时间的关系：时间＝末时刻－初时刻。（4）实验室中测量时间的方法：①用停表；②用打点计时器测量和记录很短的时间。（后面第四节将详细讨论）强调：在时间轴上表示出时刻、时间：时刻表示为一点，时间表示为一线段。这在以后的直线运动中的速度的研究中，常要用到这两个概念。[例1]在如图所示的时间坐标轴上找到：①第3s末②第2s初③第3s初④3s内⑤第3s内。解析：在时间坐标轴上时刻用点表示，时间用一段距离表示。故D点既表示第3s末，又表示第4s初；B点既表示第2s初，又表示第1s末；C点既表示第3s初，又表示第2s末；AD段表示3s内，BE段同样表示3s内；CD段表示第3s内。注意：“3s内”是包含计时开始后的一段时间，“第3s内”不包含计时开始后的一段时间。引导得出学生时间单位及符号：时间的国际单位是秒，另外还有分、时等，符号分别是s、min、h。师生共同归纳总结得出结论。学生举例说明时间的测定方法种类。总结实验室中时间的测定方法。实际上测距离，往往是通过测时间。如地月、车距时，只要测出（光、声音）传播的时间，利用距离＝速度×时间就可搞定。ABCDEt/s543210学生思考，得出答案。课堂巩固：一列从宜山驶往温州的汽车运行情况：（1）温州快客从宜山车站出发的时间为5：30；（2）温州快客到达温州客运中心的时间为6：40；（3）温州快客在温州客运中心停了15分钟时间；（03会考）以下数据中记录时刻的是（）A．航班晚点20minB．午休从12：30开始C．一般人的反应时间约0.2sD．火车离站已有3min二、位移和路程同学们去北京旅游过吗？（有句话：学好数理化，走遍全天下，所以要学好物理哦）。设想你在北京和重庆两地旅游，当你旅游完北京想去三峡（重庆）旅游，那么你一般会选择怎么走？（呈图）※探究位移概念的建立：提问：从北京到重庆用不同的交通工具，他们的运动过程有何共同与不同的地方？（路程是否相同？位置的改变是否相同？）学生：大部分没去过学生观察图（培观察获取信息能力）、思考后回答：坐飞机、坐火车、先坐火车，再乘船 教师活动学生活动讲述：为了描述物体位置变化的这种共同的特点，物理学中引入位移。讨论总结得出结论：（1）位移：①物理意义：用来描述物体位置改变的物理量。思考：A要把位置变化的直线距离和方位这个共同的特点直观的表示出来，可用什么来表示好呢？②可用由初位置指向末位置的有向线段来表示（如图）。B位移与物体具体通过的路径有关吗？有否方向呢？路程与物体具体通过的路径有关吗？有否方向呢？③位移与运动路径无关，只由初、末位置来决定．即大小：初、末位置间直线距离，即有向线段的长度。方向：由初位置指向末位置（2）路程：质点运动轨迹的长度。与运动路径有关。继续讨论：通过上题｛1｝路程与位移有何区别与联系？｛2｝在何情况下物体的位移大小等于路程？（3）路程与位移有何区别与联系小结：质点运动的实际轨迹的长度即路程，它只表示大小，而没有方向。而位移是物理学中表示质点位置变化的物理量，是从始位置指向末位置的有向线段。在单方向直线运动中位移大小等于路程。学习方法指导：在求物体的位移时，应去找这段时间内的初、末位置，一旦初、末位置确定，则位移的大小和方向就可确定。教师活动老师点拨，学生讨论、分析归纳得出结论。不同：沿不同的轨迹，走过的路线长度不同、时间不同、快慢不同、距离不同；相同：起点相同、终点相同；但位置变化相同（直线距离，方位）。学生观察图P（15），老师进行启发：可用一条由初位置指向末位置的有向线段来表示根据刚才的分析学生经过思考回答：位移与路径无关，由过程的初、末位置决定，并且位移是有方向的；路程与路径有关，它是路线的长度，并且路程是没有方向的；课堂巩固：在体育场上正在进行800米竞赛，某运动员沿400米的跑道跑了两圈后，正好回到出发点，则正确的是（）A．他的位移是400米B．他的位移是800米C．他的位移是零D．他通过的跑程也是零（启发、引导学生：运动员回到出发点时，位置有否变化？）（04温州）一个皮球从离地3m高处落下，又被地弹回，在离地1m高处被接住，则皮球通过的路程和位移大小分别是（）A．4m，4mB．3m，1mC．3m，2mD．4m，2m（02会考）如图所示，三位旅行者从北京到上海，甲乘火车直达，乙乘飞机直达，丙先乘汽车到天津，再换轮船到上海，者三位旅行者中（）A．甲的路程最小B．丙的位移最大C．三者位移相同D．三者路程相同（第1课时）老师启发学生思考、讨论、分析归纳得出结论：区别：位移有方向，路程没方向；位移大小《路程；路程与路径有关，位移与路径无关，仅由这段时间内的初末位置决定；位移大小小于或等于路程。联系：都与一段时间对应；单位都是米（sI）；在单方向直线运动中位移大小等于路程。（03江苏）（重）学生活动三、矢量与标量 在物理学中，象位移这样的既有大小、又有方向的物理量叫做矢量。只有大小没有方向的物理量叫做标量。我们学过的物理量中，还有哪些是矢量，哪些是标量？举例说明。讲述：矢量、标量的本质区别在于它们的运算法则不同。标量运算满足算术运算法则，直接相加减。那么矢量计算满足平行四边形法则。学生思考后回答：矢量有位移、速度标量有路程、长度、质量、温度、时间等学生看书P（15）“思考与讨论”，学生讨论，回答其中提出的问题。学生思考讨论得出结论：矢量运算满足勾股定理（准确为：平行四边形法则）。四、直线运动的位置和位移时刻与质点的位置相对应，时间与质点运动位移或路程相对应。而位移是描述物体位置变化的物理量，对直线运动的物体，在坐标系中，怎样根据位置的变化表示出位移的大小和方向？总结：位移=末位置―初位置即出示P（15）投影片。位移中负号的意义—方向指导学生阅课本P（15）：直线运动的位置和位移回答问题。[例2]（03江苏）如图所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别是（）A．0；0B．4R，向东；2πR，向东C．4πR，向东；4RD．4R，向东；2πR[例3]下列关于位移和路程的说法中，正确的是（）A位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量C位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线D运动物体的路程总大于位移B位移描述直线运动，路程描述曲线运动路程总大于位移例题精析[例4]一个质点在x轴上运动，其位置坐标如下表：t/s012345…x/m20－4－1－76… ⑴请在x轴上画出各时刻物体的位置．⑵该质点0～2s末的位移大小是____，方向是_______．⑶该质点在开始运动后____s内位移最大．⑷该质点在第___s内位移数值最大，大小是____，方向是__________[例5]一支长150m的队伍匀速前进，通讯员从队尾前进300m后赶至队首，传达命令后立即返回，当通讯员回到队尾时，队伍已前进了200m，则此过程中通讯员的位移是    m，走过的路程是   m．[例6]关于位移和路程，下列说法中正确的是（）A．沿直线运动的物体，位移大小与路程相等B．质点运动的位移大小可能大于路程C．质点通过一段路程，其位移可能为零D．质点沿不同路径从A点到B点，路程可能不同，位移一定相同本课小结（略）布置作业请学生课后探讨课本第16页，1、2题。把3、4两题做在作业本上。七、教后反思本节课克服了“教师讲，学生听”的弊病，采用问答、讨论和与生活相关的具体实例，以及老师必要的点拨（尤其是位移的概念的引入及大小、方向的理解）、启发与解释等师生互动交错进行，使学生主动学习，在自主的探索中寻找到获得知识的乐趣，充分调动了学生的学习积极性，培养了学生的自学能力和团队精神。另外，在教学过程中，尽量用手头的电教手段，教学挂图，能提高课堂教学效果和增加讲课容量。