资源简介

时间位移
【教学目标】
知识与技能：
1．知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2．理解位移的概念以及它与路程的区别。
3．初步了解矢量和标量。
4．知道坐标系的概念．能够建立合理的坐标系来描述物体的位置。
5．了解打点计时器。
过程与方法：
1．会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
2．会用矢量表示和计算质点位移。
3．用标量表示路程。
4．能使用打点计时器
情感、态度与价值观：
1．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。
2．养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
【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：位移的概念及其理解。
【教学过程】
一、导入新课。
研究物体的运动离不开时间，我们的生活与时间紧紧联系在一起，我们常说“第一节上课时间是8:00”“一节课的时间是45分钟”。
提问：这两句话中时间意思相同吗？
二、讲授新课。
（一）时刻和时间间隔
1．时刻：是指某一瞬时。
2．时间间隔：是指两时刻的间隔，时间间隔简称时间对应于某个过程。
思考讨论：第一节上课时间是8:00和一节课的时间是45分钟，这两种说法准确吗？应该怎么说？
参考答案：第一种说法不正确，应改为：第一节上课时刻是8:00，它表示的是某一瞬时而非某个过程。
3．时刻和时间在数轴上表示
出示图片：时间坐标轴
教师讲解：在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。
上课和下课表示的是（ ），45min和10min表示（ ）。
答案：时刻；时间
4．时间可以用公式表示
式中和分别表示先后两个时刻，表示这两个时刻之间的时间。
教师强调：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。
针对练习
下列计时数据指时间的是（ ）
A．高铁于9点43分从长沙发车
B．运动员跑完100m用时10s
C．1997年7月1日零时中国恢复对香港行使主权
D．8点钟开始上第一节课
答案：B
二、位置和位移
1．坐标系：为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。
（1）描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系。
出示动画并画出一维坐标系
教师强调:注意要规定原点，正方向和单位长度
例1：沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，请说出汽车的位置。
出示动画：出发点坐标是；终点坐标是
参考答案：汽车的出发点坐标是，表示它在岗亭以西处；汽车的终点坐标是，表示它在岗亭以东处。
（2）描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系．
出示动画：二维坐标系
（3）描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系．
2．路程
（1）定义：路程是质点运动轨迹的长度。
例如：北京去重庆，可以选择不同的交通方式。①乘火车②乘飞机③乘火车到武汉乘轮船沿长江而上。不同方式路程不同
出示图片：北京到重庆
思考：就位置的变动来说相同吗？
教师讲解：无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径，他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1300km的重庆，即位置的变化是相同的.
如图：只要物体的初、末位置确定，这个有向线段就是确定的，它不因路径的不同而改变。
3．位移
（1）定义：由初位置指向末位置的有向线段称为位移。
（2）意义：描述物体位置变化的物理量。
（3）理解：大小：有向线段的长度。
方向：由初位置指向末位置。
注意：求位移时必须回答方向。
4．矢量和标量
（1）矢量：既有大小又有方向的物理量叫作矢量。例如：力、速度、位移。
（2）标量：只有大小没有方向的物理量叫作标量。比如说质量、体积、温度、路程。
针对练习
一艘汽艇在宽广的湖面上先向东行驶了6.0km，接着向南行驶了8.0km，则该汽艇运动的位移的大小为________km，路程为________km。
答案：10.0；14.0
知识拓展
对矢量、标量的理解
（1）大小的比较
标量大小的比较只看其自身数值大小，而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大的矢量就大。
（2）运算方法
标量的运算法则是算数法，即初中学过得加减乘除，乘方和开方等，矢量的运算法则为平行四边形法则，这要以后才能学习。
提问：你知道路程与位移的区别与联系有哪些吗：
教师总结
5．路程与位移的区别与联系
（1）位移有方向，路程没有方向。
（2）位移与运动运动路径无关，只与初位置、末位置有关，路程只跟运动路径有关。
（3）当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等。在其他情况中，路程要大于位移的大小。
（4）位移为零时，路程不一定为零。
（三）直线运动的位移
思考讨论：在一维坐标系中用坐标表示物体的位置，那么，你知道位移应该如何表示吗？
如图：物体在时刻处于“位置”，在时刻处于“位置”
位移：用坐标变化来表示：
若两坐标之差为正，则位移的方向指向x轴的正方向；
若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的负方向。
思考讨论：某物体从A点运动到B点，坐标为5m，为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？
位移的方向指向x轴的负方向
（四）位移—时间图像
物体的位置或位移可以用图像直观地表示。
若原点O选作初始位置，则位置与位移大小相等（x＝Δx），则左图为位移—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。
（五）位移和时间的测量
生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置，从而推断出它在一段时间内的位移。
用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。
出示图片：频闪照相
学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
1．打点计时器的分类
供高中学生实验用的打点计时器：电磁打点计时器和电火花打点计时器
出示图片：电磁打点计时器和电火花打点计时器
2．电磁打点计时器
出示图片：电磁打点计时器
（1）工作电压：4~6交流电源
（2）原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。
（3）打点计时器的作用：打点计时器是一种使用（）电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔（ ）打一次点.打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的（ ）。这就为研究物体的运动提供了可能。
答案：交流；0.02s；位移。
2．电火花计时器
出示图片：电火花计时器
（1）工作电压：（ ）V交流电源；
（2）原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
实验：练习使用打点计时器
出示图片：电磁打点计时器
1．了解打点计时器的构造，然后把它固定好。
2．安装纸带
3．启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。
4．取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），
往后数出若干个点。例如数出n个点，算出纸带从起始点
到第n个点的运动时间t。
5．用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。填入表格中
单位：cm
打点的数目
时间/s
测量的距离
位移/cm
5
0.1
OA
3.15
10
0.2
OB
12.38
15
0.3
OC
27.78
20
0.4
OD
49.60
25
0.5
OE
77.50
注意：作为纸带的起始点O点，不计为打点的数目。
科学漫步全球导航卫星系统
全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。
空间部分即导航卫星系统，一般由数十颗卫星组成，每颗卫星可以发送导航卫星信号，编织成细密的网络，使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星
出示图片：全球导航卫星系统
常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统（GPS）、我国的北斗系统（COMPASS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）和欧盟的伽利略系统（GALILEO）。
2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务，2020年该系统将实现在全球范围内提供服务。
三、课堂练习
1．位移是矢量，它不仅具有大小，还有_____。位移是_____量，物体做直线运动时，其位移和速度的方向可以用_____来表示，它只表示位移的方向，而不表示位移的大小。
答案：方向；矢；正负号
2．一个篮球从4m高的地方竖直落下，碰地后反弹跳起1m被接住，这个过程中篮球所通过的路程是_____m，位移大小是_____m。
答案：5；3
3．如图所示，一物体沿三条不同的路径由A运动到，下列关于该物体位移大小的表述正确的是（ ）
A．沿1较大
B．沿2较大
C．沿3较大
D．一样大
答案：D
4、小王走路上学用了30分钟走了一千米，此处的“30分钟”和“一千米”分别指（ ）
A．时间、位移
B．时刻、路程
C．时间、路程
D．时刻、位移
答案：C
四、拓展提高
1．下列说法中符合实际的是（ ）
A．“万米”赛跑，指的是位移为一万米
B．打点计时器是一种测量长度的仪器
C．出租汽车按位移的大小收费
D．火车站售票厅悬挂的是列车时刻表
答案：D
2、桌面离地面的高度是0.8m，在桌面边缘上将一个小球竖直向上抛出，它上升0.5m后回落，最后到达地面，取竖直向上为正方向，整个过程中小球的位移是（ ）
A．0.5m
B．0.8m
C．-1.3m
D．-0.8m
答案：D
五、课堂小结
1．时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。
2．时间间隔：是指两时刻的间隔，用线段来表示，简称时间。
3．路程是物体运动轨迹的长度。
4．位移由初位置指向末位置的有向线段称为位移
5．矢量在物理学中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。
6．标量：在物理学中，只有大小而没有方向的物理量叫标量。
7．打点计时器的原理以及使用。
六、板书
（一）时刻和时间间隔
1．时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。
2．时间间隔：是指两时刻的间隔，用线段来表示，简称时间。
（二）位置和位移
1．坐标系：为了定量地描述物体的位置，建立适当的坐标系。
2．位移：由初位置指向末位置的有向线段称为位移。
3．矢量和标量。
（三）直线运动的位移
（四）位移—时间图像
（五）位移和时间的测量
1．学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
2．打点计时器的原理以及使用。

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