时间和位移教学设计

时间和位移教学设计

教材分析：本节内容虽浅显，但因其牵涉到的物理思想方法比较典型，且学生将在本节首次接触到物理图象，故本课的价值倾向长远，在课堂中培养学生的科学素养和良好的图象分析习惯是非常重要的。 设计理念：

1、 利用多媒体课件创设课程内容的真实情境，营造开放的教学环

境，让学生形象生动的情境中学习课文内容。

2、 充分尊重学生的体验和感受，提供足够的时间和空间让学生展

示自己的个性，更好地接受知识。 设计思路和特点：

1、 利用多媒体课件创设逼真的教学情境，激发学生的创造潜能。 2、 以学生为本，尝试新的教学方式。 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。 6．初步了解矢量与标量不同的运算法则。

过程与方法

1．通过具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念，要使学生学

会将抽象问题形象化化的处理方法。

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的位移，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．养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

教学重点：运动的研究方法与描述、匀速直线运动的规律、作图与图像分析

教学难点：图像与物理过程的比较分析 课前准备：制作多媒体课件 教学过程设计：

（一）新课导入

提问一个走读生，上学的时候是什么时间离开家的？在路上用了多长时间？怎么走的？什么时间到校的？

根据学生的回答提出，要想清楚地描述物体运动情况，仅仅用上节课所学的内容是不够的，我们需要学习更多的物理量。

(二)新课内容 一、时间和时间间隔

在一开始学生的回答中，学生离家和到校所对应的是时刻概念，在路上所用的时间就是时间间隔，它等于两个时刻之差。

如果建立一个表示时间的一维直线系，则在这个坐标系中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。 学生讨论

如图所示，物体沿直线从O点开始运动，如果各点之间的时间间隔都是一秒，则下列各说法中分别表示哪一点或线段。

前3s内： 第2s内： （第）2s末： 第3s初： 第二个2s内：

二、路程和位移

O A B

C

D E 重新讨论提问学生的问题，问学生为什么不从另外一条路走？学生会很快回答另外一条路远，那么从不同的路径走就没有相同之处吗？当然有，那就是初始位置和末位置是相同的，所以为了准确描述这两种运动，就需要引入两个不同的概念。

1、位移

位移表示质点的位置变动，从初位置指向末位置的有向线段表示质点在这次运动中发生的位移，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向.

如：物体从A点沿曲线运动到B点，这次运动对应的位移用有向线段AB表示.

YOX 位移既有大小，又有方向，位移是矢量，通常用字母s表示位移. 2、路程：路程是指质点运动轨迹的长度，上面的例子中曲线AB的长度表示路程.

路程只有大小没有方向，是标量. 讨论：位移和路程的区别是什么？ 小结

1．路程是物体运动轨迹的长度

2．位移是描述物体位置变化的物理量，用从初位置到末位置的有向线段表示，即物体位移的大小由初末位置决定，方向由初位置指向末位置。 问题：物体的位移大小有没有等于路程的情况？ 答：在单向直线运动中位移的大小等于路程。

三、矢量和标量

位移是矢量，路程是标量。

定义：既有大小又有方向的物理量叫矢量，只有大小没有方向的物理量叫标量。

位移是矢量，只与始末位置有关而与路径无关，而路程与路径有关. 讨论：一辆汽车从A 点出发，向东行驶了40km，到达C点后，又向南行驶了30km到达B点，此过程中它通过的路多大？它的位移大小、方向如何？通过计算，你会有什么发现？

四、直线运动的位置和位移

在同一直线中如何利用坐标表示出物体的位移，如何进行计算？ B O A -2

B 0

O 2

A x/m

-2 0 2 x/m

从上面图中我们看出，物体沿直线运动由B运动到A时其位移即为XA-XB=4m,由A运动到O点时的位移即为XO-XA=-2m。

五、课堂总结、点评

这节课我们重点学习了位置、路程与位移的概念

（1）位置：位置就是质点在某时刻时所在的空间的一点，其位置可由坐标确定，如图所示为质点在不同时刻的位置A、B.

（2）路程：质点位置发生变化时的径迹长度叫路程，其单位通常用米（m），另外还有千米（km）、厘米（cm）等。路程是标量。

（3）位移：位移是表示质点位置变化的物理量，用从初位置指向末位置的一根有向线段表示。位移的大小等于初、末位置间的直线距离；位移的方向由初位置指向末位置。位移是矢量，它与物体具体运动的路径无关。其单位与路程的单位相同。在直线坐标系中，常用?x表示。求位移时必须回答方向。

注意：①位移与路程不是一回事。只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程；除此之外，两者大小不会相等。②位移是矢量，路程是标量，位移只与初末位置有关，与路径无关，而路程与路径有关。

六、课堂例题

例1 请在如图1－9所示的时间轴上指出下列时刻或时间（填相应的字母）： （1）第1s末，第3s初，第2个两秒的中间时刻；

（2）第2s内，第5s内，第8s内；

（3）2s内，头5s内，前9s内；

提示 在时间轴上，时刻用一个点表示，时间用一段线段表示。 解析 与题中相对应的时刻或时间分别是： （1）A，B，C； （2）AB，DE，GH； （3）OB，OE，OI。

点悟 在物理学中，时刻与时间是两个不同的概念。我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。

例2 物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图1－10所示，则它的位移和路

西

A r O A B C D E F G H I

2

4

6

8

t / s

图1－9

B R 图1－10

C 东

程分别是（ ）

A. 2 (R + r) , π(R + r) B. 2 (R + r) 向东，2πR向东

C. 2π(R + r) 向东，2π(R + r) D. 2 (R + r) 向东，π(R + r)

提示 从位移和路程的概念出发进行分析。

解析 位移是由初位置指向末位置的矢量，其大小等于A、C间的距离，即

s=2r + 2R = 2 (R + r)；方向由A指向B，即向东。路程是标量，其大小等于两半圆弧长度之和，即 s′=πr+πR=π(R + r)，没有方向。选项D正确。

点悟 弄清位移和路程的含义以及它们的区别，是正确做出判断的关键。物理概念是研究物理规律、解决物理问题的基础，要正确理解，切不可掉以轻心。

例3 一个皮球从5m高的地方落下，若碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是多少？皮球的位移又是如何？若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中皮球的位移又是多少？

提示 计算位移时，只需关注物体的初、末两位置；而计算路程时必须关注物体的运动过程。

解析 如图1－11所示，皮球从5m高的地方落下，碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是5m+1m=6m；皮球运动到了初始位置下方5m－1m=4m处，故皮球位移的大小等于4m，方向竖直向下。若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则皮球运动到了初始位置下方5m处，故皮球位移的大小等于5m，方向仍是竖直向下。

点悟 分析物理问题要有一定的空间想象力，必要时可画草图帮助思考。 例4 一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：

1m 图1－11

位移 5m t/s x/m 0 0 1 5 2 －4 3 －1 4 －7 5 1 则此质点开始运动后， （1）几秒内位移最大？ （2）几秒内路程最大？

提示 注意初始时刻质点位于坐标原点，质点位移的起点在坐标原点。 解析 位移最大时，质点距离原点的距离最大。由表中提供的数据可知，此质点开始运动后4s内位移最大，是7m。质点的位置坐标在不断变化，说明它在不断运动，所以此质点开始运动后5s内路程最大。

点悟 有的同学可能会认为该质点在开始运动后1s内位移最大，而7s内位移却是最小，因为1s内位移为5m，4s内位移为－7m，5＞－7。其实，位移的大小要看其绝对值，正负号只能表示它的方向。－7m表示位移大小为7m，负号表示位移方向沿x轴的负方向。

七、课堂训练：

1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（ ） A．匀速直线运动是速度不变的运动。 B．匀速直线运动的速度大小是不变的。

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。 D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

2．关于质点作匀速直线运动的位移－时间图象以下说法正确的是（ ） A．图线代表质点运动的轨迹。 B．图线的长度代表质点的路程。

C．图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置 D．利用s－t图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。 3．如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（ ） A．质点A前2s内的位移是1m 。 B．质点B第1s内的位移是2m。

C．质点A、B在8s内的位移大小相等。 D．质点A、B在4s末相遇。

八、课后作业:

1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（ ） A．匀速直线运动是速度不变的运动。 B．匀速直线运动的速度大小是不变的。

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。 D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

2．如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（ ）

A．甲、乙两质点在1s末时相遇。

B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。 C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动。 D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。

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