课 题1.2时间和位移课 型新授课(2课时)
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
8.位移 用位置坐标的变化量表示物体位移
教学后记
【总结】2013年已经到来,高中的同学也即将进入一系列的寒假春节,小编在此特意收集了寒假有关的文章供读者阅读。
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