日期:2022-02-16
这是时间位移教案教学反思,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
新课程倡导探究,并将科学探究与科学知识并列为课程的学习内容。猜想与假设是科学探究的要素之一,但不是没有依据的胡猜乱想。本节课从复习旧知识引出新问题之后,由匀速直线运动速度图象中“面积”的物理意义,迁移到在匀变速直线运动速度图象中的“面积”是否也具有同样的物理意义,提出猜想有根有据、合情合理,符合高一新学生的认知水平。
教学过程中,我要求学生设计实验去验证“猜想”,这个实验设计对于高一学生有一定的难度,但是不同的学生有不同的思维“堵塞”点,要求各小组提出各自的困难与障碍,由其他同学帮助该组解决问题,最后达成共识。实现了对症下药,对于困难,鼓励学生敢于挑战,落实了“情感”目标,也体现了面向全体学生的课程理念。之后,我要求学生设计记录实验数据的表格,这既是实验前的准备工作,也促进了学生对实验的设计进行整理,使学生在思维上再经历了一次过程,培养了学生设计实验的能力。当学生根据实验数据验证了猜想,推导出位移公式,水到渠成,知识目标、过程目标和情感目标教学目标也得到实现。
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。
6.初步了解矢量与标量不同的运算法则。
过程与方法
1.通过具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念,要使学生学会将抽象问题形象化化的处理方法。
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的位移,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.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
教学重点:运动的研究方法与描述、匀速直线运动的规律、作图与图像分析
教学难点:图像与物理过程的比较分析
课前准备:
时间和位移——教学过程设计:
(一)新课导入
提问一个走读生,上学的时候是什么时间离开家的?在路上用了多长时间?怎么走的?什么时间到校的?
根据学生的回答提出,要想清楚地描述物体运动情况,仅仅用上节课所学的内容是不够的,我们需要学习更多的物理量。
(二)新课内容
一、时间和时间间隔
在一开始学生的回答中,学生离家和到校所对应的是时刻概念,在路上所用的时间就是时间间隔,它等于两个时刻之差。
如果建立一个表示时间的一维直线系,则在这个坐标系中,时刻用点表示,时间间隔是两个时刻之差,用线段表示。
学生讨论
如图所示,物体沿直线从O点开始运动,如果各点之间的时间间隔都是一秒,则下列各说法中分别表示哪一点或线段。
前3s内:
第2s内:
(第)2s末:
第3s初:
第二个2s内:
二、路程和位移
重新讨论提问学生的问题,问学生为什么不从另外一条路走?学生会很快回答另外一条路远,那么从不同的路径走就没有相同之处吗?当然有,那就是初始位置和末位置是相同的,所以为了准确描述这两种运动,就需要引入两个不同的概念。
1、位移
位移表示质点的位置变动,从初位置指向末位置的有向线段表示质点在这次运动中发生的位移,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向.
如:物体从A点沿曲线运动到B点,这次运动对应的位移用有向线段AB表示.
位移既有大小,又有方向,位移是矢量,通常用字母s表示位移.
2、路程:路程是指质点运动轨迹的长度,上面的例子中曲线AB的长度表示路程.
路程只有大小没有方向,是标量.
讨论:位移和路程的区别是什么?
小结
1.路程是物体运动轨迹的长度
2.位移是描述物体位置变化的物理量,用从初位置到末位置的有向线段表示,即物体位移的大小由初末位置决定,方向由初位置指向末位置。
问题:物体的位移大小有没有等于路程的情况?
答:在单向直线运动中位移的大小等于路程。
三、矢量和标量
位移是矢量,路程是标量。
定义:既有大小又有方向的物理量叫矢量,只有大小没有方向的物理量叫标量。
位移是矢量,只与始末位置有关而与路径无关,而路程与路径有关.
讨论:一辆汽车从A 点出发,向东行驶了40km,到达C点后,又向南行驶了30km到达B点,此过程中它通过的路多大?它的位移大小、方向如何?通过计算,你会有什么发现?
四、直线运动的位置和位移
在同一直线中如何利用坐标表示出物体的位移,如何进行计算?
从上面图中我们看出,物体沿直线运动由B运动到A时其位移即为XA-XB=4m,由A运动到O点时的位移即为XO-XA=-2m。
五、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。
六、课堂例题
例1 请在如图1-9所示的时间轴上指出下列时刻或时间(填相应的字母):
(1)第1s末,第3s初,第2个两秒的中间时刻;
(2)第2s内,第5s内,第8s内;
(3)2s内,头5s内,前9s内;
提示 在时间轴上,时刻用一个点表示,时间用一段线段表示。
解析 与题中相对应的时刻或时间分别是:
(1)A,B,C;
(2)AB,DE,GH;
(3)OB,OE,OI。
点悟 在物理学中,时刻与时间是两个不同的概念。我们平时说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,要根据上下文认清它的含义。
例2 物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点,如图1-10所示,则它的位移和路程分别是( )
A. 2 (R + r) , π(R + r)
B. 2 (R + r) 向东,2πR向东
C. 2π(R + r) 向东,2π(R + r)
D. 2 (R + r) 向东,π(R + r)
提示 从位移和路程的概念出发进行分析。
解析 位移是由初位置指向末位置的矢量,其大小等于A、C间的距离,即s=2r + 2R = 2 (R + r);方向由A指向B,即向东。路程是标量,其大小等于两半圆弧长度之和,即 s′=πr+πR=π(R + r),没有方向。选项D正确。
点悟 弄清位移和路程的含义以及它们的区别,是正确做出判断的关键。物理概念是研究物理规律、解决物理问题的基础,要正确理解,切不可掉以轻心。
例3 一个皮球从5m高的地方落下,若碰到地面后又反弹起1m高,则皮球通过的路程是多少?皮球的位移又是如何?若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中皮球的位移又是多少?
提示 计算位移时,只需关注物体的初、末两位置;而计算路程时必须关注物体的运动过程。
解析 如图1-11所示,皮球从5m高的地方落下,碰到地面后又反弹起1m高,则皮球通过的路程是5m+1m=6m;皮球运动到了初始位置下方5m-1m=4m处,故皮球位移的大小等于4m,方向竖直向下。若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则皮球运动到了初始位置下方5m处,故皮球位移的大小等于5m,方向仍是竖直向下。
点悟 分析物理问题要有一定的空间想象力,必要时可画草图帮助思考。
例4 一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表:
t/s0 1 234 5
x/m 0 5 -4 -1 -7 1
则此质点开始运动后,
(1)几秒内位移最大?
(2)几秒内路程最大?
提示 注意初始时刻质点位于坐标原点,质点位移的起点在坐标原点。
解析 位移最大时,质点距离原点的距离最大。由表中提供的数据可知,此质点开始运动后4s内位移最大,是7m。质点的位置坐标在不断变化,说明它在不断运动,所以此质点开始运动后5s内路程最大。
点悟 有的同学可能会认为该质点在开始运动后1s内位移最大,而7s内位移却是最小,因为1s内位移为5m,4s内位移为-7m,5>-7。其实,位移的大小要看其绝对值,正负号只能表示它的方向。-7m表示位移大小为7m,负号表示位移方向沿x轴的负方向。
七、课堂训练:
1.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是( )
A.匀速直线运动是速度不变的运动。
B.匀速直线运动的速度大小是不变的。
C.任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。
D.速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。
2.关于质点作匀速直线运动的位移-时间图象以下说法正确的是( )
A.图线代表质点运动的轨迹。
B.图线的长度代表质点的路程。
C.图象是一条直线,其长度表示质点的位移大小,每一点代表质点的位置
D.利用s-t图象可知质点任意时间内的位移,发生任意位移所用的时间。
3.如图示,是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象,由图可知( )
A.质点A前2s内的位移是1m 。
B.质点B第1s内的位移是2m。
C.质点A、B在8s内的位移大小相等。
D.质点A、B在4s末相遇。
八、课后作业:
1.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是( )
A.匀速直线运动是速度不变的运动。
B.匀速直线运动的速度大小是不变的。
C.任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。
D.速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。
2.如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移-时间图象,由图象可知( )
A.甲、乙两质点在1s末时相遇。
B.甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。
C.甲、乙两质点在第1s内反方向运动。
D.在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。
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
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、时刻和时间间隔
1.基本知识
(1)时刻是指某一瞬间,时间间隔表示某一过程.
(2)在表示时间的数轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示.
(3)在国际单位制中,表示时间和时刻的单位是秒,它的符号是s.
2.思考判断
(1)时刻和时间间隔都是时间,没有本质区别.(×)
(2)飞机8点40分从上海起飞,10点05分降落到北京,分别指的是两个时间间隔.(×)
(3)2012年10月25日23时33分在西昌成功将第16颗北斗导航卫星发射升空.25日23时33分,指的是时刻.(√)
探究交流
时间的常用单位有哪些?生活中、实验室中有哪些常用的计时仪器?
【提示】在国际单位制中,时间的单位是秒,常用单位有分钟、小时,还有年、月、日等.生活中用各种钟表来计时,实验室和运动场上常用停表来测量时间,若要比较精确地研究物体的运动情况,有时需要测量和记录很短的时间,学校的实验室中常用电磁打点计时器或电火花计时器来完成.
二、路程和位移
1.基本知识
(1)路程
物体运动轨迹的长度.
(2)位移
①物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量.
②定义:从初位置到末位置的一条有向线段.
③大小:初、末位置间有向线段的长度.
④方向:由初位置指向末位置.
2.思考判断
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物体运动时,路程相等,位移一定也相等.(×)
(3)列车里程表中标出的北京到天津122 km,指的是列车从北京到天津的路程.(√)
探究交流
一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆,如图所示,则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同?
【提示】 他的运动轨迹不同,走过的路程不同;他的位置变动相同,位移相同.
三、矢量和标量
1.基本知识
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
(2)标量
只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等.
(3)运算法则
两个标量的加减遵从算术加减法,而矢量则不同,后面将学习到.
2.思考判断
(1)负5 m的位移比正3 m的位移小.(×)
(2)李强向东行进5 m,张伟向北行进也5 m,他们的位移不同.(√)
(3)路程是标量,位移是矢量.(√)
探究交流
温度是标量还是矢量?+2 ℃和-5 ℃哪一个温度高?
【提示】 温度是标量,其正、负表示相对大小,所以+2 ℃比-5 ℃温度高.
四、直线运动的位置和位移
1.基本知识
如图所示,一个物体沿直线从A点运动到B点,若A、B两点的位置坐标分别为xA和xB,则物体的位移为Δx=xB-xA.
若图中的单位长度为1 m,则xA=3 m,xB=-2 m,Δx=-5_m.
2.思考判断
(1)位置坐标就是位移.(×)
(2)初末两位置坐标为正时,位移一定是正.(×)
(3)初末两位置坐标为负时,位移可能为正.(√)
探究交流
上面例子中若物体到达B点接着又回到A点,那么第二个过程的位移是多少?整个过程的位移又是多少?
【提示】 第二个过程的位移为Δx=3 m-(-2 m)=5 m.整个过程的位移为零.
五、时间间隔与时刻的理解
【问题导思】
1.班里的作息时间表上的数据,表示的是时刻,还是表示时间间隔?
2.结合实际,你能列举出哪些关于时间间隔和时刻的说法?
3.时间间隔与时刻怎么区分?
1.时刻与时间间隔的区别与联系
2.表示时间的数轴
注意两点:(1)第n s(内)是时间间隔,时间是1 s;
(2)第n s末与第(n+1)s初是同一时刻.
特别提醒
人们在日常生活中所说的“时间”,其含义不尽相同,有时是指时刻,有时是指时间间隔,在物理学中,“时间”的含义就是时间间隔.
例:以下画线的数字指时刻的是( )
A.某中学的作息时间表上写着,第四节:10∶15~10∶55
B.刘翔跨栏记录为12.91_s
C.中央电视台《星光大道》栏目每晚7∶30准时与您见面
D.午休从12∶10开始
【审题指导】 解答该题需注意以下两点:
(1)时间间隔对应着某个事件所经历的某个过程.
(2)时刻对应着某个事件开始、结束或进行到某一状态时所对应的瞬间.
【答案】 ACD
六、路程和位移的理解
【问题导思】
1.在学校操场上,转了一圈,位移和路程分别是多少?
2.位移和路程在大小上有什么关系?在什么情况下,位移的大小才等于路程?
3.位移与路径有关吗?路程与路径呢?
路程和位移的比较如下表所示
特别提醒
1.如果某段时间内某物体通过的路程为零,则这段时间内物体静止;但如果位移为零,则在这段时间内物体不一定静止.
2.位移可用“+”、“-”表示,但位移的正、负不表示大小,仅表示方向.
例:同学们都喜欢上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期待很大.如图所示为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m赛跑的起跑点,B点是100 m赛跑的起跑点.在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束时( )
A.甲的位移最大
B.丙的位移最大
C.乙、丙的路程相等
D.丙的路程最大
【审题指导】 解答思路是:
路程→找轨迹→轨迹长度表示大小
位移→连线段→线段长度表示大小
【答案】 AD
规律总结:位移与路程的关系
1.位移与路程永远不可能相同.因为位移是矢量,既有大小又有方向;而路程是标量,它只有大小没有方向.两者的运算法则不同.
2.位移大小与路程可能相等,一般情况下,位移大小都要小于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移大小才与路程相等.
板书
§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
【教学目标】
知识目标
知道什么是匀速直线运动,什么是变速直线运动
理解位移—时间图像的含义,初步学会对图像的分析方法.
能力目标
培养自主学习的能力及思维想象能力.
情感目标
培养学生严肃认真的学习态度.
物理时间和位移教案【教学建议】
教材分析
匀速直线运动是一种最简单的运动,教材通过汽车运行的实例给出定义,且下定义时没有用“在任何相等时间里”这种过于数学化的说法,适合高一同学的学习情况.本节的重点是由匀速直线运动的定义,用图像法研究位移与时间的关系,本节教材没出现任何公式,而是利用图2—6形象地描述了一辆汽车的运动情况,图上还标了位移和时间的测量结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的位移图像为一直线,这个程序体现了我们研究问题的一种方法,要让学生领会.本节的第二个知识点是变速直线运动的定义,教材也是通过生活常识直接给出定义,本节的最后对图像法做了一个简介,能够引起同学们的重视.
教法建议
本节内容不多,但学习了一种新的处理问题的方法:即根据实验数据作出图像,图像反映物理规律,这是我们通过实验探求自然规律的一要重要的基本的途径.应在学生充分预习的基础上,真正让学生自己能画出图像,并练习分析图像所代表的过程或规律.学生容易把位移图像看成物体的运动轨迹,我们要注意强调它们是根本不同的两个东西,如果学生基础较好,我们应该尽量使学生看到物体的位移图像能想象出物体的运动情况,也应该使学生根据物体的运动情况正确地画出物体的位移图像.
物理时间和位移教案【教学设计示例】
教学重点:匀速直线运动的位移—时间图像的建立.
教学难点 :对位移图像的理解.
主要设计:
一、匀速直线运动:
(一)思考与讨论:
1、书中给出的实例,汽车每经过100m的位移所用的时间大致为多少?
2、什么叫匀速直线运动?
3、如何建立位移——时间图像?根据图像如何分析物体的运动规律?
4、如图一个物体运动的位移——时间图像如图所示,分析物体各段的运动情况?
(二)多媒体演示,加强对位移图像的理解
将教材图2—6及图2—7做出动态效果.
(三)练习:给出另一个物体做匀速直线运动的例子,让同学自己画出位移图像.
(四)教师小结位移——时间图像的有关知识
1、图像是描述物理规律的一种常用方法.
2、建立图像的一般步骤:采集实验数据,建立表格记录数据,建立坐标系,标明坐标轴代表的物理量及标度,描点做图.
3、分析图像中的信息:(轴的含义,一个点的含义,一段线的含义等)
二、变速直线运动
(一)提问:
什么是变速直线运动?请举例说明.
(二)展示多媒体资料:
汽车启动及进站时的情况.
物理时间和位移教案【探究活动】
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的里程计和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻发生的位移(实际为路程),包括进站停车时的情况,之后把你采集的数据,用位移—时间图像表示出来,并把你的结果讲给周围人听.
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