资源简介

人教版物理学科必修第一册
1.2《 时间位移》教案
课题名 1.2《 时间位移》 课型 新授课
教学目标 1．知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法。
2．理解位置、位移等概念的含义。
3．了解矢量、标量的含义，理解位移的矢量性。
理解位移-时间图像的物理意义。
了解打点计时器的基本结构和工作原理。
教学重难点 重点： 理解时刻和时间间隔的区别与联系。 理解位移概念及其矢量性。
难点： 学会将数学图像与物理意义相结合。 打点计时器的实验原理、使用方法和数据测量与处理分析。
教学环节 教学过程
课堂导入 如果要准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？ 研究汽车在长安街上的位置变化时，可以把汽车看成质点，以地面或长安街上的标志性建筑物为参考系。 但是，汽车是运动的，要说清楚汽车的位置及位置变化，必须先指明哪个时刻汽车所处的位置或哪段时间内汽车的位置变化。要讨论物体的位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念。
知识精讲 一、时刻和时间间隔 1．时刻：指某一________.在时间轴上，时刻用______表示． 2．时间间隔：指某两个时刻之间的________.在时间轴上，时间间隔用________表示． 思考：以下各词指“时间间隔”还是“时刻”，并在时间轴上表示：前2秒 第2秒 2秒内 第2秒内 第2秒初 第2秒末 2秒末 3.区别与联系 时刻时间间隔对应运动描述量位置路程、位移用时间轴表示用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示描述关键词“第2 s初” “第2 s末”等“第2 s”“前2 s内”等联系两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程．时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段视频；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片
巩固提升一 1．关于时间和时刻，下列说法错误的是（ ） A．物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻 B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间 C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间 D．第4s末就是第5s初，指的是时刻 【答案】B 【解析】A．5秒时，也即第5秒的末，指的时间轴的坐标是5的地方，是一个点，故是时刻，A正确；B．5秒内，指从0到5这段时间，时长是5秒，B错误；C．第5秒内，指时间轴上的4（第4s末）到5（第5s末）的这段时间，时长1秒，C正确；D．第4秒末是下一秒的初，即是第5秒的初，是一个点，故是时刻，D正确。故选B。 巩固提升二 2.下列各种关于时间间隔和时刻的说法正确的是(　　) A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间间隔 B．“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的都是时间间隔 C．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻 D．轮船船务员说“本班轮离港时间为17点25分”指的是时间 【答案】 B 【解析】 列车员说“火车8点42分到站”指的是时刻，A错；“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的都是时间间隔，B对；“第1秒末”是时刻，“最后1秒”指的是时间间隔，C错；轮船船务员说“本班轮离港时间为17点25分”指的是时刻，D错． 二、路程和位移 重庆 →北京 （1）坐飞机 （2）坐火车 （3）先坐火车，再乘船 1. 路程：质点在运动的过程中，实际走过的路径长度。 2.位移 （1）定义：质点的位置的变化叫做位移。 用质点的初位置指向末位置的有向线段表示。 ① 线段的长度（大小） ② 初位置 → 末位置（方向） （2）符号： △ x ，单位：m 3. 路程和位移的区别 （1）位移决定于物体位置的改变，路程则决定于实际路径的长度 （2）路程只有大小无方向。位移既有大小又有方向 （3）路程和位移的大小一般不相等 三、标量和矢量 1.定义：物理学中，既有大小又有方向的量叫矢量。例如：位移、力等．只有大小没有方向的物理量叫标量。例如：时间、温度、质量、路程等． 2.区别： a.矢量有方向，而标量无方向 b.要描述一个矢量，必须有大小、方向两个方面 c.只有大小、方向都相同时，两个矢量才相同 3.矢量、标量的运算法则 思考与讨论 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30m，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？ 总结：标量的运算为简单的代数运算。而矢量的运算则为平行四边形定则。 巩固提升三 3.在乒乓球比赛中，有一次某运动员采用如下的高抛发球， 他紧贴台面将球向上抛出，球竖直上升1.5m后下落，在距离台面0.3m处被球拍击中，则在这一过程中，乒乓球经过的路程和位移大小分别为（ ） A．1.5m，0.3m B．2.7m，0.3m C．2.7m，1.8m D．1.8m，0.3m 【答案】B 【解析】路程表示物体的实际运动轨迹的长度，所以其路程为 2.7m，位移表示物体由初始位置指向末位置的有向线段，所以位移为0.3m。故选B。 巩固提升四 4.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地 滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时，气门芯位移的大小为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时 轮子向前运动半个周长，气门芯在水平方向上移动的距离为 ，在竖直方向上移动的距离为 ，由勾股定理可知，气门芯位移的大小为 故D正确，ABC错误。 故选D． 四、直线运动的位移 1．直线坐标系中物体的位置物体在直线坐标系中某点的坐标 表示该点的位置。 2．如图，一物体从A运动到B，如果A、B两位置坐标分别为XA和XB，那么物体的位移等于物体的末位置减去初位置。 △X＝ XB－ XA 3．直线运动位移大小和方向物体做直线运动时，它的位移可通过 初末位置的坐标值计算。如图所示，在t1到t2时间内，物体从位置xA到位置XB，发生的位移等于ΔX=xA-XB。对于甲图，ΔX=3m；对于乙图，ΔX=-5m。其中位移的方向一般用正负号来表示，位移大于零表示位移的方向沿x轴正方向，位移小于零表示位移的方向沿x轴负方向。则甲图位移为正方向，乙图位移为负方向。这样就可以用一个带正负号的数值把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了 巩固提升五： 5. 有一质点在X轴上运动,已知各时刻质点位置如图 ①质点在3s 内的路程 S3=17m ②质点在3s内的位移 △X3=－1m ③质点在前3s内的位移 △X3=－1m ④质点在第3s内的位移 △XⅢ=3m ⑤质点在_4_s内位移最大 △X4=－7m ⑥质点在第_2_s内位移最大 △XⅡ=－9m 巩固提升六 6.一质点在x轴上运动，各个时刻t（秒末）的位置坐标如 下表，则此质点开始运动后 t/s012345x/m05－4－1－71
A．4 s内位移最大 B．第2 s内位移最大 C．5 s内路程最大 D．第2 s内路程最大 【答案】B 【解析】本题考查了位移、路程等知识点，意在考查考生的记 忆和理解能力。位移是指初始位置到末位置的有向线段，路程是指物体实际运动的路径。从表中可得出，第2秒内的位移最大，为9米，选项 A 错误， B 正确；5秒内的路程最大，为18米，选项 CD 错误。故选D． 五、位移－时间(x－t)图像 1．坐标轴的物理意义：通常以横坐标表示时间，以纵坐标表示位移． 2．通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等（x＝Δx），位置—时间图像就成为位移—时间图像，又称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。 3.图像反映运动物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹，图中甲、乙均做直线运动． 图中OA、BC段为匀速，AB段体静止。 4．对x－t图像的四点说明 (1)纵轴截距：表示初始时刻离坐标原点的距离． (2)横轴截距：表示物体位移为零的时刻． (3)两图像的交点：表示两物体同时处在同一位置(即相遇)． (4)图像斜率的正、负：表示物体运动的方向． ①斜率为正表示物体向正方向运动． ②斜率为负表示物体向负方向运动． 注意点： （1)x－t图像表示物体位移随时间变化的情况，不是运动轨迹． （2）x－t图像只能表示位移的两个方向，即正方向或负方向，所以x－t图像一定表示直线运动． 巩固提升七 7．一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　) A．物体先向左运动，2 s后开始向右运动 B．在t＝2 s时物体距出发点最远 C．前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方 D．在t＝4 s时物体距出发点最远 【详解】A ．向右为正方向，由图像可知，物体从﹣5m处向右运动至5m处，然后返回至4m处，物体在前4s内向右运动，后2s内向左运动， A 错误；C ．由图像可知，出发点在 x =-5m处， t =6s返回至4m处，所以运动后物体始终在出发点的右方， C 错误；BD ．在 t =2s时，物体离出发点4m不是最远， t =4s时物体距出发点最远， B 错误 D 正确。故选 D 巩固提升八 8．如图所示为某客车的x t图像。 （1）根据图像说明客车在各时间段的运动情况。 （2）客车最远位置距离出发点多少千米？ 解析：(1)0~1h．容车向正方向前进40 km ; l ~1.5h．容车静止在40 km 处；1.5~3h．容车沿负方向返回． (2）由图像可知．1h末客车离出发点最远，最远距离为40 km . 六、位移和时间的测量 1．测量工具及用途 测量工具用途照相机记录物体的________钟表记录物体运动的________频闪照相机记录物体运动的时刻和________打点计时器记录________和________
2.打点计时器 (1)电磁打点计时器：是一种使用___交变___电源的计时仪器，工作电压为__8__ V，能够按照相同的____时间间隔___，在纸带上连续打点，其构造如图所示．当电源的频率为50 Hz 时，每隔_0.02__ s打一次点．如果把纸带和运动的物体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的_位移大小. (2)电火花计时器：工作电压为220 V，计时原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是__电火花__和__墨粉__. 3．实验：练习使用打点计时器 给大家10分钟，请同学们熟悉打点计时器，自主练习使用打点计时器，可以用手拉纸带，也可以用物体拖拉纸带。 巩固提升九 9． (多选)关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法正确的是(　　) A．打点计时器应接交流电源，且所接交流电源的频率通常为50 Hz B．如果纸带上从A点到B点共有6个点，则从打A点到打B点经历的时间为0.12 s(设打点计时器所接电源的频率为50 Hz) C．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带运动得越来越快 D．电磁打点计时器接在220 V的交流电源上，电火花打点计时器接在6 V的交流电源上 【详解】AC ［电磁打点计时器使用约8V的低压交流电源，电火花计点器使用220 V 的交流电源，且二者所接交流电源的频率通常为50 Hz , A 正确， D 错误；由于打点计时器每隔0.02s打一个点，所以打下一相邻计时点的时间间隔为0.02 s ，从 A 点到 B 点共有6个点，中间有5个时间间隔，则从打 A 点到打 B 点经历的时间为5X0.02s=0.l s , B 错误；点迹变稀疏，说明相等时间内纸带的位移变大，即纸带运动变快， C 正确。
课堂小结 1.3 时间 位移 一．时刻和时间间隔 1.时刻：指某一瞬时，用数轴上的点表示 2.时间间隔：指某一段时间，在数轴上用一段线段来表示 二．路程和位移 1.路程：物体运动轨迹的长度 2.位移：从初位置指向末位置的有向线段 三．矢量和标量 1.矢量：既有大小又有方向 2.标量：只有大小没有方向 四．位移和时间图像 用图像直观地表示物体在每一时刻的位移 五．打点计时器 1.电磁打点计时器 2.电火花打点计时器
板书设计 一、时刻和时间间隔 二、位置和位移 1．物体位置描述——坐标系 2．物体位置变化描述——位移 （1）位移：从初位置指向末位置的有向线段。 （2）位移的大小和方向 （3）矢量与标量 三、直线运动的位移：，正负号表方向 四、位移——时间图像 1．图像表示做直线运动的物体随时间的变化关系，不是物体运动轨迹。 2．图像斜率表示物体的速度。 五、位移和时间的测量 1．测量工具：秒表、手机、频闪照相仪等等 2．打点计时器： （1）电磁打点计时器：4-6 V交流电 （2）电火花打点计时器：220 V交流电
课后作业 1．如图所示是某物体在0~10 s内的x-t图象，下列说法中正确的是（ ） A．物体在第1 s内的位移为4 m B．物体在第5 s内的位移为8 m C．物体在前5 s内的位移为8 m D．物体在后5 s内的位移为16 m 2．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是（ ） A．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源 B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C．电火花计时器在纸带上打点靠的是振针和复写纸 D．电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉

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