高一物理教案必修一时间与位移

1.2 时间和位移

★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。

2、理解位移的概念以及它与路程的区别。

3、初步了解矢量和标量。

（二）过程与方法

1、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。

2、会用矢量表示和计算质点位移。

3、用标量表示路程。

（三）情感、态度与价值观

1、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。

2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

★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

位移的概念及其理解。

★教学方法

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

★教学过程

（一）引入新课

教师提问：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？

学生回答：质点、参考系、坐标系。

教师提问：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？

学生回答：不能。

教师启发：那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到那些物理概念？

学生活动：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。

教师活动：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？

学生活动：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而引入的，要研究物体的运动还要学好这些基本概念。

（二）进行新课

1、对“时刻和时间间隔”概念的学习

教师活动：指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，同时提出问题：

1、结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？

2、观察图1.2-1，如何用数轴表示时间？

学生活动：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。

教师活动：帮助总结并回答学生的提问。

教师活动：利用幻灯片展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况。

学生活动：思考P16“问题与练习”第1题，讨论后回答。

教师活动：聆听学生回答，进行点评。

2、对“路程和位移”概念的学习

教师活动：1、根据图1.2-2，让学生指出由北京去重庆，可以选择哪几种交通路线，这些路线有哪些不同点，有什么相同点。

2、指导学生结合插图阅读教材，思考归纳位移和路程的区别。

3、让学生了解矢量和标量，知道它们遵从不同的运算法则。

4、根据观察思考图1.2-4和1.2-5及其问题，帮助学生初步掌握在坐标系中

利用坐标来表示或计算直线运动的位移。

学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，初步归纳出路程和位移的区别并发表自己的见解。

教师活动：帮助总结并回答学生的提问，及时点评。

学生活动：思考P15“思考与讨论”中的问题，讨论后回答。

教师活动：聆听学生回答，点评。

学生活动：思考P16“问题与练习”第2、3题，讨论后回答。

教师活动：聆听学生回答，点评。

（三）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。

（四）实例探究

☆时刻和时间的区别与应用

［例1］关于时间与时刻，下列说法正确的是（ ）

A.作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间

B.上午第一节课从8:00到8:45，这里指的是时间

C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻

D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间

解析：时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时间是一个过程，所以答案应为BC 。

答案BC

☆位移与路程的区别

［例2］质点沿着下图所示的边长为10 m 的正方形路线，从A 点开始逆时针方向运动，每秒运动5 m 。问，从开始运动时计时，到下列表中所指三个时刻的三段时间内，质点运动的路程和位移各多大（填在表中相应空格中）？在图中画出三个位移矢量图。

解析（1）0～2 s 末：运动路程10 m ，位移大小为25m ，位移矢量由A 指向B 点（bc 边的中点）。

（2）0～4 s 末：运动路程20 m ，位移大小等于10 m ，位移矢量由A 指向C 点（cd 边的中点）。

（3）0～8 s 末：运动路程40 m ，位移大小为零（回到出发点A ）

☆关于矢量和标量及位移的应用

在运动问题中时间、路程为标量，而位移为矢量，计算时注意各自的规律。

［例3］一质点绕半径为R 的圆周运动了一圈，则其位移大小为 ，路程是 。若质点运动了4

31周，则其位移大小为 ，路程是 ，运动过程中最大位移是 最大路程是 。

解析：如图所示，运动一圈位移是0 m ，路程为R s π2=；若运动431

周，则物体末位置在B 点，位移大小R s 2=，路程为R R R s πππ2

72432=?+=；运动中最大位移为R AC 2=，最大路程为R n s π2?=（n 为圈数）

答案：0；R π2；R 2；R π2

7；R 2；R n π2? ★课余作业

书面完成P 16“问题与练习”第4题（参看教材P15图1.2-5）。

★“问题与练习”（P 16）参考答案

1、A ：8点42分指时刻 8分指时间 B ：“这么早”指时刻 “等了很久指时间” C ：“前3秒钟”“最后3秒钟”指时间

2、“公里”指的是路程

3、（1）100m 100 m （2）相同 不相同

★教学体会：

本节学习的位移、路程等概念是运动学的最基本、最重要的概念。深刻理解这些概念的确切含义，弄清它们之间的区别和联系，是进一步学习运动学知识的基础。

初步掌握位移的矢量性、画法及简单的一维运算，教师要引导学生在阅读教材的基础上，结合具体实例，积极进行讨论、加以区别。

★资料袋：

时 － 空的演示

设想在沙漠中有一条很长的笔直的道路。一辆汽车沿箭头所指方向在路上行驶，朝着一个方向，时而行进，时而停止；时而加速，时而减速，有时匀速。假设沙漠中没有山谷，十

分平坦；道路也很直，没有弯曲。如果不去考虑周围广袤的沙漠，让这辆汽车在笔直的一维轨迹上行驶，那么可将这辆汽车看作在一维空间中运动。这种运动不同于轮船在海上航行那样作两维空间运动，当然也不同于潜艇和航天飞行器那样作三维空间运动。汽车被限制在这条笔直、平坦的道路形成的一维空间里。如果我们在图上画出汽车的运动轨迹。就是一条直线――一个一维图象。这个图象没有体现出汽车的运行状况，只是描绘了汽车行驶的空间轨迹。为了把汽车运行的状况充分体现出来，我们需要引入时间。我们常常在一幅图上画出距离和时间，更好地体现汽车的运动情况。

这幅时间－距离关系图反映了汽车的运行情况。曲线弯曲处表示汽车加速或减速。同一角度上升的直线表示车速不变。水平直线表示停车。

姑且撇开说明这张示意图所用的细节与具体方法不谈，有一点是明确的，那就是，汽车运行状况曲线是用两维而不是一维空间得到的。在图上，时间为横轴，高速公路是纵轴。这张图表明了时间变化时，汽车在空间中的位移，也就是里程。

如果从公路上悬停的直升机上观察汽车的运动，就会发现一个点沿着一条直线移动。无论这个点何时加速或减速，它的轨迹始终是条直线。如果在胶片上查看这一运动，我们会看到每幅画面上只有一个位置，有一个点，而失去了所有的时间感。事实上，我们知道在电影中关于运动和变化的感觉都是由于视觉存留而产生的幻觉，视觉存留可令人感到运动的连续性。

对比之下，这幅图描绘了运动的全过程，显示了汽车在运动中的每一瞬间，形成了所有连续的位置或点。它不仅描述了汽车的运动，而且记载运动的全历程，正像这个运动在“时一空’中冻结了一样。虽然我们没有在空间维内经历时间，但仍然可以这样表示，从而得到了汽车的运动情况。就像是把一生中不同阶段的好书摆在与起，通过这种形式就能把生命过程表现出来。在这个汽车行驶的简单图象中，可以看出时间和空间的作用是相同的，即构成一个两维的连续的时空，我们才有了这样一幅反映人车行驶过程的时－空图。