高一物理上册必修1《时间和位移》教案【一】
教学准备
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
教学课件
教学过程
[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.结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?
2.观察教材第14页图1.2-1，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1.2-1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1-2-1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，我们也可以用数学的方法表示出位移.
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1.2-3.
[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1-2-3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1-2-4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：我们怎样用数学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1-2-6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Δx =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1-2-7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.
课后小结
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.
本节课用到的数学知识和方法：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).
课后习题
教材第16页问题与练习。
高一物理上册必修1《时间和位移》教案【二】
教学准备
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