时间和位移说课稿教案教学设计.docx
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时间和位移说课稿教案教学设计
时间和位移
教材分析
介绍描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念的含义和区别。
本节和上节的内容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础。
时刻和时间间隔、路程和位移的含义学生容易混淆，要注意让学生弄清楚它们的区别。
学情分析
学生在初中已经学习过路程，在日常生活中也经常接触时间、时刻的概念，但学生对时间和时刻的准确含义还不是很清楚。
在本节内容中学生还首次接触到矢量问题，在学习高中物理的初期，学生对矢量很不习惯，对矢量的运算规则也没有任何准备知识，在教学中要让学生逐步了解，不能一步到位。
三维目标
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
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。
教具准备
多媒体课件
课时安排
2课时
教学过程
［引入新课］
上节课我们学习了描述运动的几个概念：
质点、参考系、坐标系。
如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况？
不能。
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？
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？
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。
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──时间和位移。
［新课教学］
一、时刻和时间间隔
这两个物理量与我们交往太密切了。
根据同学们各自的理解，举一些关于时间、时刻的例子。
学生回答非常踊跃：
几点钟开会，几时上课，几点发车……这都是时刻，而会议长达2个小时，这是从开始到结束的时间间隔等等。
【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。
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12页图1.2－1，如何用数轴表示时间？
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。
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。
每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻。
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。
根据以上讨论与交流，能否说出时刻与时间间隔的概念。
教师帮助总结并回答学生的提问。
1、时刻：
时间流逝过程中的一点，表示某一瞬间，在时间轴上用一点表示，与状态及状态参量相对应。
2、时间：
两个时刻之间的间隔或两时刻之差，在时间轴上用一线段表示，与过程及过程量对应。
t＝t2－t1
时间具有单方向不可逆性。
俗话说：
“光阴一去不复返”。
为了具体地说明时间量，必须选择记时起点，并规定单位。
时间的法定计量单位是s、min、h。
在实验室中常用停表来测量时间，在实验室研究物体运动情况时，需要测量和记录很短的时间，常用打点计时器来测量。
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。
与神舟五号有关的几个时间：
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：
51
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。
总结：
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？
不是，实际上这里的时间就是指的时刻。
3、常用术语：
第几秒初、第几秒末、第几秒内、前几秒内、后几秒内、中间几秒内等。
对这些常用术语，要求学生搞清楚是指时刻还是指时间间隔。
如果是时刻就要弄清是哪一时刻，如果是时间间隔就要搞清楚是指哪一段时间。
注意前一秒末就是这一秒初，这一秒末就是下一秒初。
用学生比较熟悉的第二天初、第二天末、第二天内、前两天内、后两天内、中间两天内等来理解。
用时间轴明确这些术语的含义，并在时间轴上标出第2秒初、第2秒末、第2秒内、第3秒初、前2秒内、后2秒内、中间2秒内等。
【课堂训练】
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
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。
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．1min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。
【讨论与交流】
1．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展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功着陆。
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42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。
2．古时候，人们根据前人的经验和探究，创造过很多种计时仪器，北京故宫博物院保存的“日晷（也叫日规）”就是其中一种。
它是在圆形的石板中间竖立一根铁针，石板四周刻着时辰标记。
随着太阳的东升西落，针影方位就能指示出时间来，自伽利略发现单摆的等时性后，既准确又方便的钟表相继问世，到现在已有挂钟、台钟、自动手表及电子表等。
然而，人们并不以“分秒不差”为满足。
试想炮弹呼啸而过，1秒内飞行几百米；光穿过原子核的时间只有10－23秒，这样短的时间用手表计时显然是不行的。
更糟糕的是，人们发现天体运动是不均匀的，彻底改革时间标准已迫在眉睫。
随着人们对微观世界认识的不断深化，发现原子的振动有确定的周期，可利用它作为计时标准。
1967年第13届国际权度会议，通过了铯原子钟系统的时间新标准：
1秒钟等于铯原子振动9192631770次所经历的时间，这种铯原子钟即使使用30万年，误差也不过1秒钟。
目前科学家预言，用激光建立起来的时间标准其精确度还可以提高1万倍。
请问上述材料中的“分秒不差”“10－23秒”“30万年”，表示的是时间还是时刻？
参考答案：
时间、时间、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。
1、位置：
质点在某时刻所占有的空间。
两个实物在同一时刻不能占有同一位置。
（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？
从北京去重庆，可以选择不同的交通方式。
既可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江而上。
显然，在这几种情况下，他所通过的路线，也就是他运动的轨迹是不一样的。
我们在初中已经知道，路程是物体运动轨迹的长度，可见，他所经过的路程也不相同。
但是，就位置的变动来说，无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路程，他总是从北京到达了西南方向直线距离约1300km的重庆，即位置的变动是相同的。
旅行时运动的方向在不断改变，旅行路程的长短并不涉及运动的方向。
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。
2、路程：
（1）路程：
质点运动轨迹的长度。
路程只有大小，没有方向。
对于确定的初末位置，所经过的路径不同，路程也不同。
（2）路程的局限性
①不能反应运动的某些本质（位置变化的共同点）
②描述不够精确（缺少方向）
3、位移
（1）概念：
由质点的初位置指向末位置的有向线段。
位移是表示质点位置变动的物理量。
物体的初位置在舒城中学，如果让他的位置改变1km，而无方向限制时，将无法确定他的位置改变及其末位置。
所以，位移不仅有大小，而且有方向。
（2）大小：
初位置到末位置的直线距离。
（3）方向：
由初位置指向末位置。
对于确定的初末位置，位移只有一个。
初位置、末位置和位移三者中，已知其中任意两个，可确定第三者。
【课堂训练】
1．一个人骑自行车沿途必须经过A、B、C、D四村，才能从甲地到达乙地。
然后再返回，返回时又经过D、C、B、A四村。
那么这个人从甲地到乙地时，他的路程的大小、位移的大小，方向如何？
他返回时路程大小、位移大小、方向又如何？
解析：
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，是标量。
位移是从始位置指向末位置的有向线段，是矢量。
这个人从甲地到乙地时，他的路程的大小、位移的大小都逐渐增大，位移的方向由甲地指向乙地。
这个人返回甲地经过D、C、B、A村庄时，他的路程的大小仍逐渐增大。
位移方向没有变，仍由甲地指向乙地，大小是从甲分别到D、C、B、A的线段的长度，所以位移越来越小。
2．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
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，如温度、质量、体积、长度、时间、路程等很多都只有大小，没有方向。
1、矢量和标量
（1）矢量：
既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。
（2）标量：
只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。
2、矢量和标量的运算法则不同
【讨论与思考】
一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，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：
画图如图所示，矢量相加的法则是平行四边形法则。
矢量的运算不能简单的直接相加减；标量遵从代数运算。
矢量与标量不能仅根据是否有方向来判断，要根据它们符合的运算法则来判断。
像电流、压强这两个物理量，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。
【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10m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）－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；“＋”“－”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为－80m”。
3、位移和路程的区别
概念、含义上的区别：
位移是表示质点位置的变化的物理量；路程是表示质点通过的实际运动轨迹长度的物理量。
矢量和标量的区别：
位移是矢量（即有大小，又有方向），大小为有向线段的长度，方向为有向线段的方向；路程是标量（只有大小没有方向）。
决定因素的区别：
位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关；路程跟路径有关。
运算法则的区别：
位移遵从矢量运算的法则；路程符合代数运算。
数值上的区别：
对于曲线运动，位移的数值与路程一定不等；在有往返的直线运动中位移的数值与路程也不相等。
只有在单向直线运动中位移的数值与路程才相等。
两者的单位统一。
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。
1、直线运动某时刻的位置用坐标表示。
2、直线运动某段时间的位移用坐标的变化量表示。
Δx＝x2－x1。
在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向。
【课堂训练】
如图所示，一个物体从A运动到B，初位置的坐标是xA＝3m，末位置的坐标是xB＝－2m，它的坐标变化量是Δx＝？
位移是多少？
答案：
坐标变化量Δx＝－5m，位移大小为5m，方向沿Ox轴的负方向。
解析：
Δx＝xB－xA＝［（－2）－3］m＝－5m为坐标变化，也就是物体的位移，其大小为5m，位移是负值，表示位移方向沿Ox轴的负方向。
［总结］
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，可不让学生知道）。
［布置作业］
教材第14页“问题与练习”。
板书设计
2．时间和位移
一、时刻和时间间隔
1、时刻：
时间流逝过程中的一点，表示某一瞬间，在时间轴上用一点表示，与状态及状态参量相对应。
t1
t2
O
t
2、时间：
两个时刻之间的间隔或两时刻之差，在时间轴上用一线段表示，与过程及过程量对应。
t＝t2－t1
时间具有单方向不可逆性。
3、常用术语：
第几秒初、第几秒末、第几秒内、前几秒内、后几秒内、中间几秒内等。
二、路程和位移
1、位置：
质点在某时刻所占有的空间。
2、路程：
（1）路程：
质点运动轨迹的长度。
路程是标量。
（2）路程的局限性
①不能反应运动的某些本质（共同点）
②描述不够精确（方向）
3、位移
（1）概念：
由质点的初位置指向末位置的有向线段。
位移是表示质点位置变动的物理量。
（2）大小：
初位置到末位置的直线距离。
（3）方向：
由初位置指向末位置。
对于确定的初末位置，位移只有一个。
初位置、末位置和位移三者中，已知其中任意两个，可确定第三者。
三、矢量和标量
1、矢量和标量
（1）矢量：
既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。
（2）标量：
只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。
2、矢量和标量的运算法则不同
矢量的运算不能简单的直接相加减；标量遵从代数运算。
3、位移和路程的区别
概念、含义上的区别：
位移是表示质点位置的变化的物理量；路程是表示质点通过的实际运动轨迹长度的物理量。
矢量和标量的区别：
位移是矢量（即有大小，又有方向），大小为有向线段的长度，方向为有向线段的方向；路程是标量（只有大小没有方向）。
决定因素的区别：
位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关；路程跟路径有关。
运算法则的区别：
位移遵从矢量运算的法则；路程符合代数运算。
数值上的区别：
对于曲线运动，位移的数值与路程一定不等；在有往返的直线运动中位移的数值与路程也不相等。
只有在单向直线运动中位移的数值与路程才相等。
两者的单位统一。
四、直线运动的位置和位移
1、直线运动某时刻的位置用坐标表示。
2、直线运动某段时间的位移用坐标的变化量表示。
Δx＝x2－x1。
在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向。
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