【教案】时间+位移（教学设计）（人教版2019必修第一册）

第2节时间位移教学设计备课人学科物理课题1.2时间位移教学内容分析描述机械运动就是要描述物体的空间位置随时间的变化情况。本节内容围绕时刻、时间和位置、位移概念的建立展开。首先通过问题引发学生对位置、时间等概念的思考，通过分析，使学生逐步建立描述物体运动的时刻、时间间隔、位置、位移的概念，指出矢量与标量的特征。然后变换物理量的表征方式，借助坐标系和位移一时间图像等数学方法表示时刻、时间、位置、位移及物体位置随时间的变化。再通过用打点计时器记录物体运动的位移和时间的实验，增加对物理知识及方法的体验。最后利用“科学漫步”栏目中介绍的全球卫星导航系统，将学习的内容与科技和社会联系起来，使学生体会到物理知识与人类生活息息相关，北斗系统的应用和发展前景的介绍，更是有助于培养学生的爱国主义精神。学情分析学生对时间和路程的概念在初中已经学习过，但是对于时刻和位移两个概念没有学习，并且也不清楚这两个物理量分别与时间和路程的区别，因此，对时刻和时间、路程和位移概念的辨析比较，学生还是有一定困难的。同时，这节课中的位移时间图像，是进入高中以后第一次所接触到的数图结合的问题，对图像的意义及应用也需要一个循序渐进的过程，这一部分应该是学生学习的一个难点。教学目标1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。2.知道位移与路程的区别和联系。3.知道位移和时间的测量方法，并初步理解位移—时间图像。教学重难点1.理解时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。（重点）2.理解位移的概念以及它与路程的区别。（重点）3.学会位移和时间的测量方法，并初步理解位移—时间图像。（难点）教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课首先，观看两个视频。【教师提出问题】1.如果我们要研究汽车在长安街上的位置变化时，汽车是否可以被看做质点？2.我们说汽车在长安街上是运动的，我们可以用通常选谁做了参考系？3.结合下图，如果我们要准确的描述一辆行驶在长安街上汽车所处的的位置，你认为从哪些方面加以描述更为合适？学生根据教师所提问题，分组讨论问题。分组讨论问题并回答第1、2两个问题是为了复习上节课的质点和参考系内容而设置。第3个问题为了引出要描述汽车的运动需要时间和位置等物理量，为新课做铺垫。讲授新课【教师提出问题】我们的学习场景：我们常说“第一节上课时间是8：00”，“一节课的时间是45分钟”。这两句话中时间意思相同吗？一、时刻和时间间隔1．时刻：是指某一瞬时，在表示时间数轴上，用点来表示．2．时间间隔：是指两时刻的间隔，在表示时间数轴上用线段来表示，时间间隔简称时间。3.时间轴表示时间和时刻：（1）请在时间轴上表示出第1s、第2s、第3s。（2）请在时间轴上表示出前1s、前2s、前3s。（3）请在时间轴上表示出第1s末和第2s初、5s时和第5s末。【学以致用】如图所示，分别是火车和飞机订票app软件截图，你能从图中找出哪些是表述的时刻？哪些是表述的是时间间隔吗？【思考与讨论】1.如图，如何直观的描述B点相对于A点的位置？2.如图，如何直观的描述C点相对于A点的位置？3.如图，如何直观的描述C1点相对于A点的位置？4.如果一辆汽车沿长安街直线行驶，你如何定量直观的描述物体位置呢?二、位置和位移1.坐标系：一般说来，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。要定量直观描述物体的位置，可以利用我们已有的数学知识，建立直线坐标系。它的三要素：原点、正方向、单位长度。【思考与讨论】(1)如图，从北京到重庆，如果汽车经高速公路，我们会有不同的路径可以选择，尽管路径不同，但也有相同点，你能找出来吗？(2)我们应该如何描述沿不同路径的位置变化呢？(3)如果从北京到另外某个地方连接的线段长度与北京到重庆的线段长度相同，这两个位置的变化相同吗？(4)我们应该再如何修改一下，就可以更加准确的描述沿不同路径的位置变化呢？2.路程与位移（1）路程：物体运动轨迹的长度；（2）位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段.①大小：初、末位置间线段的距离②方向：初位置指向末位置3.矢量和标量（1）矢量：既有大小又有方向的物理量叫作矢量。如：位移（2）标量：只有大小没有方向的物理量叫作标量。如：路程。（3）注意：①矢量有方向，一般通过正负来表述方向；②要描述一个矢量，必须有大小、方向两个方面；③只有大小、方向都相同时，两个矢量才相同。4.路程和位移的区别【思考与讨论】前面学习了用一维坐标系描述物体的位置，那么，在一维坐标系中位移应该如何表示呢？三、直线运动的位移做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段，常用Δx表示位移Δx＝x2-x1。【思考与讨论】1.某物体从A点运动到B点，坐标xA为-2m，xB为3m，物体的位移大小为多少？方向如何？2.某物体从A点运动到B点，坐标xA为3m，xB为-2m，物体的位移大小为多少？方向如何？3.式子中（-2m）中的“-”号表示的含义是什么？4.结果中的“-”号又表示什么？5.两个结果绝对值相同说明什么？符号相反说明什么？【拓展与讨论】如图所示，王丽同学在操场散步，从操场中的A位置向东走了30m的距离到达B位置，又向南走了40m的距离到达C位置，求：王丽同学从操场A位置到C位置的位移大小和路程？【思考与讨论】如果我们知道了某一辆汽车每一个时刻的位置或者某一段时间内的位移，有什么办法可以把汽车的每一个时刻对应的位置直观的表示出来呢？四、位移-时间图像1.列表法：2.图像法：(1)建立平面直角坐标系,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移x.(2)描点法描出数据(3)用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来3.x-t图像的物理意义：（1）x-t图象中A点表示的含义？（2）x-t图象是否反映物体的运动轨迹？【回顾与思考】通过初中的学习和日常生活中的常识，说一下你都了哪些工具和方法来记录物体的位置和记录时间的？五、位移和时间的测量1.两种打点计时器2.两种打点计时器的工作电压及应用（1）工作电压：电磁打点计时器：8v低压交流电；电火花打点计时器：220v交流电。（2）日常应用：①测时间：电源频率50Hz，每隔0.02s打一个点②测位移③研究纸带——研究物体的运动3.打点计时器使用步骤（1）了解打点计时器的构造，然后固定好它。（2）安装纸带。（3）先启动电源，再拉纸带，随后立即关电源。（4）取下纸带，利用刻度尺从参考点测量位移数值，设计表格记录数据。（5）利用表格记录数据，合理选取标度做出x-t图像。（6）整理器材。【播放实验过程视频】【科学漫步—全球导航卫星系统】六、课堂练习根据教师所提问题，分组讨论问题。学生记忆并掌握参考系的概念学生根据刚才所学和实际生活经验回答问题根据教师所提问题，分组讨论问题。讨论之后小组分组发言交流结果，得出最终结论。根据教师所提问题，发表看法。学生记忆并掌握参考系的概念根据教师所提问题，分组讨论问题。根据教师所提问题，分组讨论问题。学生记忆并掌握参考系有关知识。学生记忆并掌握参考系有关知识。学生记忆并掌握参考系有关知识。根据教师所提问题，分组讨论问题。学生记忆并掌握参考系有关知识。学生动手练习学生动手练习根据教师所提问题，分组讨论问题。根据教师所提问题，分组讨论问题并做出计算根据教师所提问题，分组讨论问题。学生记忆并掌握参考系有关知识。学生记忆并掌握参考系有关知识。根据教师所提问题，分组讨论问题。学生观看视频介绍学生记忆并掌握参考系有关知识。学生分组合作，进行实验学生分组合作，进行实验学生观看视频学生观看视频学生练习为引出时间和时刻的不同四个问题的设置，重点牢固掌握基础知识与概念实现物理知识与实际生活的结合，学以致用让学生结合数学中点位置描述的方法，明确一维、二维、三维的情况下，如何建立坐标系描述点的位置。根据以上三个问题的引导和回答，引导学生思考一维直线行驶的汽车的位置如果要描述的话，需要做什么？为下面要讨论的问题做铺垫。牢固掌握基础知识与概念为引出位移这个概念做铺垫，同时明确位移大小和路程大小的不同。通过(3)(4)两个问题让学生明确位移是方向的，和路程不同，同时明确精确表述位移的方法。牢固掌握基础知识与概念通过路程和位移两个概念的辨析引导过渡到矢量和标量两个概念。矢量正负问题，在下一个问题进一步讲解。牢固掌握基础知识与概念为一维位移的表述做铺垫。牢固掌握基础知识与概念巩固知识巩固知识根据第3问明确位置坐标正负的含义，根据第四问明确位移正负的含义？根据第5问进一步明确正负的含义，同时说明矢量正负的意义。为让学生明确矢量的运算法则和标量的运算法则是不同的。为位移时间图像做铺垫。牢固掌握基础知识与概念牢固掌握基础知识与概念明确多种形式的计时方法。为打点计时器使用做铺垫。明确打点计时器的基本构造和原理。牢固掌握基础知识与概念熟悉打点计时器的使用学会数据处理规范实验操作进行爱国主义教育和培养热爱科学的精神巩固知识课堂总结板书设计§1.2时间位移一、时刻和时刻间隔1.时刻：是指某一瞬时，在表示时间数轴上，用点来