2019-2020年人教版高中物理必修一1.2《時(shí)間和位移》教案2.doc

2019-2020年人教版高中物理必修一1.2《時(shí)間和位移》教案2 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能： 1．理解位移、路程、時(shí)刻和時(shí)間間隔。 2．能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時(shí)刻和時(shí)間、位置和位移。 3．知道時(shí)刻與位置、時(shí)間與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 4．知道矢量和標(biāo)量，知道位移是矢量。通過實(shí)例總結(jié)出矢量相加的法則。 過程與方法： １．通過具體問題引出時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程等概念，要使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問題形象化化的處理方法。 ２．會(huì)用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位置和位移及相關(guān)方向。 ３．會(huì)用矢量表示和計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的位移，用標(biāo)量表示路程。 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1．通過時(shí)間位移的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系，同時(shí)學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí)． 2．通過用物理量表示質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的不同位置，不同時(shí)間內(nèi)的不同位移(或路程)的體驗(yàn)，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會(huì)科學(xué)的力量． 3．養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀． 4．從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中，培養(yǎng)同學(xué)們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)． 二、教學(xué)內(nèi)容剖析 本節(jié)課的地位和作用：本節(jié)介紹描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻、時(shí)間間隔、路程、位移、矢量等概念的含義和區(qū)別。本節(jié)和上節(jié)的內(nèi)容都是為下面的速度和加速度的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。時(shí)刻和時(shí)間間隔、路程和位移的含義學(xué)生容易混淆，要注意讓學(xué)生弄清楚它們的區(qū)別。本節(jié)是學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的基礎(chǔ)，只有理解了時(shí)間與時(shí)間間隔的區(qū)別、位移和路程的區(qū)別才能更好的掌握有關(guān)運(yùn)動(dòng)的問題。 本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)： １．時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。 ２．位移的概念以及它與路程的區(qū)別。 本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)： １．幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生活中的時(shí)間與時(shí)刻。 ２．理解位移的概念，會(huì)用有向線段表示位移。 三、教學(xué)思路與方法 本節(jié)要求學(xué)生了解時(shí)刻、時(shí)間間隔、路程、位移等概念的含義和區(qū)別。教師逐個(gè)解釋名詞效果不好。可以考慮通過一個(gè)實(shí)例讓學(xué)生分析、討論。如：利用教材中圖1.2-2北京到重慶的一條路線，標(biāo)明使用的交通工具，從列車時(shí)刻表上查出由北京出發(fā)的時(shí)間（時(shí)刻），經(jīng)過中間各大站的時(shí)間（時(shí)刻）和達(dá)到重慶的時(shí)間（時(shí)刻）。 本節(jié)課用到的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法：用數(shù)軸來表示時(shí)間軸和位移軸，在時(shí)間軸上，點(diǎn)表示時(shí)刻，線段表示時(shí)間間隔．要選計(jì)時(shí)起點(diǎn)(零時(shí)刻)，計(jì)時(shí)起點(diǎn)前的時(shí)刻為負(fù)，計(jì)時(shí)起點(diǎn)后的時(shí)刻為正；在位移軸上，點(diǎn)表示某一時(shí)刻的位置，線段表示某段時(shí)間內(nèi)的位移．要選位置參考點(diǎn)(位置零點(diǎn))，直線運(yùn)動(dòng)中，可選某一單一方向作為正方向，朝正方向離開參考點(diǎn)的位置都為正，朝負(fù)方向離開參考點(diǎn)的位置都為負(fù)．位移方向與規(guī)定方向相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)．標(biāo)量遵從算術(shù)加法的法則，矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則，以后會(huì)學(xué)到，不讓學(xué)生知道)． 本節(jié)教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 四、教學(xué)準(zhǔn)備 課件、投影機(jī)、三角尺。 五、課堂教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué) 環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 師生互動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 備注 引入 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了描述運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)概念：質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系．要想清楚地描述物體運(yùn)動(dòng)情況，僅僅用上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容是不夠的，我們需要學(xué)習(xí)更多的物理量。 師：（提問一個(gè)走讀生）上學(xué)的時(shí)候是什么時(shí)間離開家的？在路上用了多長(zhǎng)時(shí)間？怎么走的？什么時(shí)間到校的？ 生： 據(jù)實(shí)際情況回答 師：宇宙萬物都在時(shí)間和空間中存在和運(yùn)動(dòng)．我們每天按時(shí)上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學(xué)、中學(xué)，經(jīng)歷一年又一年，我們?cè)跁r(shí)間的長(zhǎng)河里成長(zhǎng)．對(duì)于時(shí)間這個(gè)名詞，我們并不陌生，你能準(zhǔn)確說出時(shí)間的含義嗎?物體的任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)都伴隨著物體在空間中位置的改變，你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題 物理源于生活，服務(wù)于生活。以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。 時(shí)間和時(shí)間間隔 如果建立一個(gè)表示時(shí)間的一維直線系，則在這個(gè)坐標(biāo)系中，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻之差，用線段表示。 例1、以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)刻的是： A.中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播每日19時(shí)開播 B.我國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員劉翔在雅典奧運(yùn)會(huì)跨欄決賽中，用12秒91奪得了冠軍 C.某場(chǎng)足球賽15min時(shí)甲隊(duì)攻入一球 D.由北京開往上海的Z1次列車，于19時(shí)28分從北京站開出 例2．我國(guó)在2003年10月成功地進(jìn)行了首次載人航天飛行．10月15日09時(shí)0分，“神舟”五號(hào)飛船點(diǎn)火，經(jīng)9小時(shí)40分50秒至15日18時(shí)40分50秒，我國(guó)宇航員楊利偉在太空中展示中國(guó)國(guó)旗和聯(lián)合國(guó)旗，再經(jīng)11小時(shí)42分10秒至16日06時(shí)23分，飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)成為著陸．在上面給出的時(shí)間或時(shí)刻中，哪些指的是時(shí)間，哪些又指的是時(shí)刻? （參考答案：這里的“10月15日09時(shí)0分”、“15日18時(shí)40分50秒”和“16日06時(shí)23分”，分別是指這次航天飛行點(diǎn)火、展示國(guó)旗和著陸的時(shí)刻，而“9小時(shí)40分50秒”和“11小時(shí)62分10秒”分別指的是從點(diǎn)火到展示國(guó)旗和從展示國(guó)旗到著陸所用的時(shí)間．） 師：提出問題； 1．在我校的作息時(shí)間表上，你能找出更多的時(shí)刻和時(shí)間間隔嗎? 2．結(jié)合教材，你能列舉出哪些關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻的說法? 3．觀察教材第14頁圖1．2—1，如何用數(shù)軸表示時(shí)間? 生：自主閱讀，積極思考，然后每六人一組展開討論，每組選出代表，發(fā)表見解，提出問題． 生：我們開始上課的“時(shí)間”：8：00就是指的時(shí)刻；下課的“時(shí)間”：8：45也是指的時(shí)刻．這樣每個(gè)活動(dòng)開始和結(jié)束的那一瞬間就是指時(shí)刻． 生：我們上一堂課需要45分鐘，做眼保健操需要5分鐘，這些都是指時(shí)間間隔，每一個(gè)活動(dòng)所經(jīng)歷的一段時(shí)間都是指時(shí)間間隔． 師：根據(jù)以上討論與交流，能否說出時(shí)刻與時(shí)間的概念． 教師幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問． 師：時(shí)刻是指某一瞬時(shí)，時(shí)間是時(shí)間間隔的簡(jiǎn)稱，指一段持續(xù)的時(shí)間間隔。兩個(gè)時(shí)刻的間隔表示一段時(shí)間． 師：請(qǐng)?jiān)倥e出一些生活中能反映時(shí)間間隔和時(shí)刻的實(shí)例，并討論． 利用課件展示某一列車時(shí)刻表，幫助學(xué)生分析列車運(yùn)動(dòng)情況． 根據(jù)下列“列車時(shí)刻表”中的數(shù)據(jù)，列車從廣州到長(zhǎng)沙、鄭州和北京西站分別需要多長(zhǎng)時(shí)間? T15 站名 T16 18：19 北京西 14：58 00：35 00：41 鄭州 08：42 08：36 05：49 05：57 武昌 03：28 03：20 09：15 09：21 長(zhǎng)沙 23：59 23：5l 16：25 廣州 16：52 （參考答案：6小時(shí)59分、15小時(shí)50分、22小時(shí)零6分。） 生： 討論回答 將學(xué)習(xí)重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 路程和位移 １．路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 ２．位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。 例3．下列關(guān)于位移和路程的說法中，正確的是………………（ ） 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，方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn) C位移描述物體相對(duì)位置的變化，路程描述路徑的長(zhǎng)短 D位移描述直線運(yùn)動(dòng)，路程描述曲線運(yùn)動(dòng) 答案：C 解析：A選項(xiàng)表述的因果關(guān)系沒有意義，故A錯(cuò)．位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示，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，故選項(xiàng)B錯(cuò)．位移和路程是兩個(gè)不同的物理量，位移描述物體位置的變化，路程描述物體運(yùn)動(dòng)路徑的長(zhǎng)短，所以選項(xiàng)C正確．位移的大小和路程不一定相等，只有當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程．無論是位移還是路程都既可以描述直線運(yùn)動(dòng)，也可以描述曲線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的． 師：xx年4月，中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所董治保研究員在羅布泊發(fā)現(xiàn)一具干尸，被懷疑是26年前失蹤的著名科學(xué)家彭加木。1980年4月25日，彭加木從上海飛往烏魯木齊，著手進(jìn)行對(duì)羅布泊地區(qū)的第四次考察。于6月17日因?qū)ふ宜醋呤АＴS多穿越這個(gè)沙漠的勇士常常迷路．歸結(jié)他們失敗的原因都是因?yàn)樵谏衬懈悴磺暹@樣三個(gè)問題：我在哪里?我要去哪里?選哪條路線最佳?而這三個(gè)問題涉及三個(gè)描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量：位置、位移、路程． 生：(看投影中國(guó)地圖或觀察教材14頁圖1.2-2)并思考：從北京到重慶，有哪些不同的選擇；這些選擇有何相同或不同之處。 生：從北京到重慶，可以乘汽車，也可以乘火車或飛機(jī)，還可以中途改變交通工具．選擇的路線不同，運(yùn)動(dòng)軌跡不同，但就位置變動(dòng)而言，都是從北京來到了重慶． 師：根據(jù)上面的學(xué)習(xí)，你能給出位移及路程的定義嗎? 生：位移：從物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)指向運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)的有向線段．位移是表示物體位置變化的物理量．國(guó)際單位為米(m)． 路程：路程是質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度． 師：在坐標(biāo)系中，我們也可以用數(shù)學(xué)的方法表示出位移．如：質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，我們可以用有方向的線段來表示位移，從初始位置A向末位置B畫有向線段，展示教材圖1．2—3． 交流與討論：閱讀下面的對(duì)話： 甲：請(qǐng)問到市圖書館怎么走? 乙：從你所在的市中心向南走400 m到一個(gè)十字路口，再向東走300m就到了． 甲：謝謝! 乙：不用客氣． 請(qǐng)?jiān)趫D上把甲要經(jīng)過的路程和位移表示出來． 師：請(qǐng)你歸納一下：位移和路程有什么不同? 生1：位移是矢量，有向線段的長(zhǎng)度表示其大小，有向線段的方向表示位移的方向． 生2：質(zhì)點(diǎn)的位移與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與初位置、末位置有關(guān)． 生3：位移與路程不同，路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，路程只有大小沒有方向，是標(biāo)量． 師：位移的大小有沒有等于路程的時(shí)候? 學(xué)生討論后回答，并交流自己的看法． 生：在直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小就等于路程。 教師適時(shí)點(diǎn)撥，畫一往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)給學(xué)生討論． 生：在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小就等于路程． 教師總結(jié) 師：只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小才等于路程，在其他情況中，路程要大于位移的大?。? 充分利用新聞的“新”激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)讓學(xué)生從中感受到我國(guó)的科技工作者的獻(xiàn)身精神。 矢量和標(biāo)量 象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。 例4、關(guān)于路程和位移，說法正確的是： A.路程是標(biāo)量，即位移的大小 B.物體的位移大小總是小于或等于物體運(yùn)動(dòng)的路程 C.物體的位移為零，路程也一定為零 D.位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向 例5．氣球升到離地面80m高空時(shí)，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10 m高后才開始下落，規(guī)定向上方向?yàn)檎较颍懻摬⒒卮鹣铝袉栴}，體會(huì)矢量的表示方向． (1)物體從離開氣球開始到落到地面時(shí)的位移大小是多少米?方向如何? (2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會(huì)“+”“－”號(hào)在表示方向上的作用． 解析：(1)一80m，方向豎直向下；(2)到現(xiàn)在有三種：語言表述法，如“位移的大小為80m，方向豎直向下”；矢量圖法；“+”“一”號(hào)法，如“規(guī)定豎直向上為正方向，則物體的位移為一80m”． 師：像位移這樣的物理量，既有大小又有方向，我們以前學(xué)過的物理量很多都只有大小，沒有方向，請(qǐng)同學(xué)們回憶并說給大家聽聽． 生：溫度、質(zhì)量、體積、長(zhǎng)度、時(shí)間、路程． 對(duì)于討論中學(xué)生可能提出這樣的問題，像電流、壓強(qiáng)這兩個(gè)學(xué)生學(xué)過的物理量，它們是有方向的，但它們?nèi)匀皇菢?biāo)量．這在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)更進(jìn)一步加深對(duì)矢量和標(biāo)量的認(rèn)識(shí)． 學(xué)生閱讀課文后，說說矢量和標(biāo)量的算法有什么不同． 生：兩個(gè)標(biāo)量相加遵從算術(shù)加法的法則． 交流與討論： 一位同學(xué)從操場(chǎng)中心A出發(fā)，向北走了40 m，到達(dá)C點(diǎn)，然后又向東走了30 m，到達(dá)B點(diǎn)．用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結(jié)果的位移)．三個(gè)位移的大小各是多少?你能通過這個(gè)實(shí)例總結(jié)出矢量相加的法則嗎? 生：討論。 矢量相加的法則是平行四邊形法則 舉一反三，鞏固加深 直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移 1、位置：由坐標(biāo)確定。 2、位移：Δx=x2-x1 若x2>x1,Δx>0,表示位移方向與規(guī)定正方向相同； 若x2<x1, Δx<0,表示位移方向與規(guī)定正方向相反。 師：要想準(zhǔn)確描述物體的位置變化怎么辦？ 生：對(duì)于做直線運(yùn)動(dòng)的物體，可以用直線坐標(biāo)系來描述。在直線坐標(biāo)系中，位置用點(diǎn)來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為Δx，Δx=x2-x1。 聯(lián)系數(shù)學(xué)知識(shí)，應(yīng)用于物理問題中。 小結(jié) 時(shí)間和時(shí)刻這兩個(gè)概念是同學(xué)們很容易混淆的，同學(xué)們要掌握時(shí)間坐標(biāo)軸．在時(shí)間軸上，用點(diǎn)表示時(shí)刻，用線段表示一段時(shí)間間隔．位移和路程是兩個(gè)不同的物理量，位移是用來表示質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)的，它的大小等于運(yùn)動(dòng)物體初、末位置間的距離，它的方向是從初位置指向末位置，是矢量；而路程是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑的長(zhǎng)度，是標(biāo)量．只有物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移大小才和路程相等，除此以外，物體的位移的大小總是小于路程．找位移的最好辦法是從初位置到末位置間畫有向線段．有向線段的方向就是位移的方向，有向線段的長(zhǎng)度就是位移的大小．時(shí)刻對(duì)應(yīng)位置，時(shí)間對(duì)應(yīng)位移．在位置坐標(biāo)軸上，用點(diǎn)來表示位置，用有向線段來表示位移． 布置作業(yè) 教材16頁問題與練習(xí) 六、視野拓展 美研制出世界最精確的時(shí)鐘 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院稱，他們已研制出一種新的時(shí)鐘，每秒鐘能夠可靠地振蕩1000萬億次，因此有望成為世界上精確度最高的時(shí)鐘。 在目前使用的計(jì)量單位中，時(shí)間計(jì)量是宇宙間測(cè)量精度最高的物理量?，F(xiàn)在國(guó)際上使用最多的原子鐘的振蕩頻率通常是數(shù)納秒（一納秒＝10億分之一秒），它是通過調(diào)整超高頻激光，使之和鈀原子發(fā)射的光波頻率相匹配而實(shí)現(xiàn)的。一般，全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星上都攜帶有原子鐘，其精確度足以滿足設(shè)計(jì)要求，可對(duì)地球進(jìn)行精確的三點(diǎn)定位。 但是，物理學(xué)家希望能有振蕩頻率更快的時(shí)鐘，用于科學(xué)前沿問題的研究，例如弄清決定電磁相互作用強(qiáng)度的所謂精細(xì)結(jié)構(gòu)是否真的穩(wěn)定等問題?？茖W(xué)家認(rèn)為，這種新型時(shí)鐘應(yīng)當(dāng)易于制造，且振蕩頻率應(yīng)比相對(duì)較低的微波頻率快1000倍。存在的問題是，沒有一種裝置能夠如此快的計(jì)數(shù)。 為解決這一問題，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院時(shí)間及頻率分部的計(jì)量科學(xué)家成立了一個(gè)研究小組，研制出“光學(xué)傳動(dòng)裝置”。該裝置可將激光光波的高速振動(dòng)轉(zhuǎn)化成振蕩系數(shù)正好慢100萬倍的激光強(qiáng)度的波動(dòng)，并利用標(biāo)準(zhǔn)檢波器來顯示激光強(qiáng)度在1秒內(nèi)所振蕩的次數(shù)，然后將得到的數(shù)值乘上100萬。