12高中物理人教版必修一《12时间和位移》AB教案含课堂练习带答案.docx

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12高中物理人教版必修一《12时间和位移》AB教案含课堂练习带答案

1.2时间和位移

教案A

备课资源

1.时间计量单位

（1）法定计时单位

秒、分、时、天（日）、年是法定的时间计量单位，也是时间距离的具体概念。

①秒：

秒是时钟面上最短的法定计时单位，由时钟面上最细最长的“秒针”计量。

秒针每走动一下并发出“咋”的响声，为“1秒钟”。

秒针沿时钟面每走过一个点位的时间，为“5秒钟”；沿钟面12个点位转动一周的时间，为“60秒钟”。

②分：

分是时钟面上大于秒的法定计时单位，由略短并粗于秒针的“分钟”计量。

秒针每走“60秒钟”，分针也同时随之走过“l分钟”。

分针沿时钟面每走过一个点位的时间，为“5分钟”；转动一周＝12个点位的时间，为“60分钟”。

③时：

时是时钟面上最长的法定计时单位，由最短最粗的“时针”计量。

分针每走“60分钟”，时针也同时随之走过一个点位，为“1小时”。

时针沿钟面转动一周（12个点位）的时间，为“12小时”。

④天（日）：

天是一个昼夜的法定计时单位。

“24个小时”的时间，为“l天”。

⑤年：

年是公历的法定计时单位，“365～366天”，为“l年”。

（2）常用时间单位

①刻：

“15分钟”为“1刻”；“4刻钟”为“1小时”。

②周：

“7天”，为“1周（星期）”；“4周”，为“1个月（28～31天）”。

③季度：

“3个月”，为“1季度”；“4个季度”，为“1年”。

2.美国研制出世界最精确的时钟

美国国家标准和技术研究院称，他们已研制出一种新的时钟，每秒能够可靠地振荡1000万亿次，因此有望成为世界上精确度最高的时钟。

在目前使用的计量单位中，时间计量是宇宙间测量精度最高的物理量。

现在国际上使用最多的原子钟的振荡频率通常是数纳秒（1纳秒＝10亿分之一秒），它是通过调整超高频激光，使之和钯原子发射的光波频率相匹配而实现的。

一般，全球定位系统卫星上都携带有原子钟，其精确度足以满足设计要求，可对地球进行精确的三点定位。

但是，物理学家希望能有振荡频率更快的时钟，用于科学前沿问题的研究，例如弄清决定电磁相互作用强度的所谓精细结构是否真的稳定等问题。

科学家认为，这种新型时钟应当易于制造，且振荡频率应比相对较低的微波频率快1000倍。

存在的问题是，没有一种装置能够如此快的计数。

为解决这一问题，美国国家标准和技术研究院时间及频率分部的计量科学家成立了一个研究小组，研制出“光学传动装置”。

该装置可将激光光波的高速振动转化成振荡系数正好慢100万倍的激光强度的波动，并利用标准检波器来显示激光强度在1秒内所振荡的次数，然后将得到的数值乘上100万。

教学目标

一、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与联系。

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．能用数轴表示时刻和时间，能用一维直线坐标系表示物体的位置和位移。

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。

二、过程与方法

1．通过讨论具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念，使学生学会将抽象问题形象化的分析方法。

2．使学生会用坐标表示时刻与时间、位置和位移。

3．使学生会用矢量表示和计算质点的位移，并对比与路程的区别与联系。

三、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问题。

2．通过对时间与时刻、位移与路程的概念区别与联系的学习养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

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。

教学方法

讲解与讨论相结合。

教学过程

一、导入新课

教师活动：

问学生A：

你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？

学生进行描述：

……

教师进行鼓励性评价后设问：

很好，我们知道A同学在不同的时刻到达不同的位置，其位置和距离发生了变化，那么物理学中又怎样描述物体的时空变化呢？

引入课题、板书课题：

第二节时间和位移

二、进行新课

（一）时间和时间间隔

提出问题：

在一开始A同学的回答中，他离家和到校所对应的时间概念，与他在路上所用的时间的概念的含义一样吗？

学生思考讨论：

不一样，他离家和到校所对应的时间概念是个时间点，他在路上所用的时间的概念是时间段。

教师总结：

很好，他离家和到校所对应的时间概念指的是时刻，而在路上所用的时间是时间间隔，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。

问题：

如图1-2-1所示，一物体沿直线从O点开始运动，如果各点之间的时间间隔都是1s，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：

答案：

前3s内指OC段，第2s内指AB段，第2s末指B点，第3s初指B点，第二个2s内指BD段。

（二）路程和位移

教师讲解：

如图1-2-2所示，由北京去上海，你可以选择不同的交通工具：

乘火车、乘飞机，还可以先坐汽车到天津然后换轮船到达上海。

使用不同的交通工具，交通路线及运动轨迹是不一样的，走过的路程也不相同，但是，就位置的变动而言，你总是由初始位置北京到达了末位置上海（直线距离约1080km）。

教师活动：

板书路程和位移的概念。

路程：

物体运动轨迹的长度叫路程。

位移：

从物体的初位置指向末位置的有向线段叫位移。

学生阅读教材并讨论：

位移的图示方法及位移和路程的区别。

教师总结并板书：

位移与路程的区别

（1）路程只有大小没有方向。

（2）位移有大小还有方向。

位移的方向：

从初位置指向末位置。

（3）只有单向的直线运动位移大小才等于路程。

通常路程大于位移大小。

（三）矢量和标量

教师总结：

在物理学中，像位移这样既有大小又有方向的物理量叫做矢量。

像质量这些只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。

提出问题：

阅读教材13页矢量与标量，体会矢量与标量相加时的方法一样吗？

学生回答：

标量相加遵循算术法则，而矢量有方向，不能直接相加减。

教师总结：

很好，还要注意矢量的定义，其大小就是线段长短。

例题1.从A点向北走了40m到C，再从C向东走了30m到D，则有向线段AC、CD和AD分别表明第一次、第二次的位移和两次行走的合位移（从初位置指向末位置的有向线段）。

能求出大小吗？

师生讨论求解：

如图1-2-3，第一次位移为AC，大小为40m；第二次位移为CD，大小为30m；两次行走的合位移为AD，大小为50m。

（四）直线运动的位置和位移

教师活动：

提出问题直线运动时最基本的运动形式，其位移怎样进行求解呢？

并安排学生阅读教材P14图1.2-4、1.2-5并总结规律。

学生活动：

阅读教材后讨论回答。

教师活动：

评价后强调这部分的教学主要解决方法问题，具体有如下几个方面：

（1）坐标的正负表示位置在原点的哪一侧，坐标的数值表示位置到原点的距离。

（2）坐标差的计算是用末位置的坐标减去初位置的坐标，即

。

（3）坐标差的正负表示位移的方向与坐标轴正方向相同还是相反，坐标差的数值表示位移的大小——位置移动的距离。

三、课堂小结

这节课要会区分时刻与时间间隔，理解位移与路程的区别与联系、学会在一条直线上的矢量运算。

四、布置作业

教材P14问题与练习2题、3题

五、板书设计

第二节时间与位移

1.时间与时间间隔

2.路程与位移

路程：

物体运动轨迹的长度叫路程。

位移：

从物体的初位置指向末位置的有向线段叫位移。

3.矢量与标量

4.直线运动的位置和位移

六、课堂作业

1.关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（）。

A．质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量

B．路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量

C．任何质点只要做直线运动，其位移的大小和路程相等

D．位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等

2．关于时刻和时间，下列说法正确的是（）。

A．时刻表示时间极短，时间表示时间较长

B．时刻对应位置，时间对应位移

C．作息表上的数字均表示时间

D．作息时间上的数字均表示时刻

3．以下数据指时刻的是（）。

A．某运动员跑百米用时11.70s

B．某学校上午第一节课8：

15正式上课

C．1997年7月1日零时，中国开始对香港恢复行使主权

D．课间10分钟

4．小球从3m高处落下，被地面竖直弹回，在1m高处被接住，则小球通过的路程和位移大小分别是（）。

A．3m，2mB．4m，4m

C．4m，2mD．3m，1m

5.卡车从西向东行驶，在

t时间内前进了10m，在这期间，卡车上的人把车上的箱子向后拉动了1m，规定由西向东方向为正方向，则箱子相对于车的位移为m，相对于地面的位移为m。

6.河水以恒定速率向下流淌，某时刻从逆水而行的游艇上掉下一只救生圈。

过10min后船公才发现失落了救生圈。

马上调转船头追赶，设调转船头所用时间不计，船对水的速率始终不变。

问：

从调转船头追赶到追上救生圈用时多少？

参考答案：

1.AB2.BD3.BC4.C5.-1，9

6.解析：

10min后

设经t2追上，有

，所以t2=t1=10min。

教育格言

只有能够激发学生去进行自我教育的教育，才是真正的教育。

教案B

教学目标

一、知识与技能

1．理解位移、路程、时刻和时间间隔。

2．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。

3．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。

4．知道矢量和标量，知道位移是矢量。

通过实例总结出矢量相加的法则。

二、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。

三、情感、态度与价值观

1．通过时间和位移的学习，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。

教学准备

课件、投影机、三角尺。

教学过程

一、导入新课

教师提问：

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？

学生回答：

质点、参考系、坐标系。

教师提问：

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？

学生回答：

不能。

教师提问：

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。

教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？

学生通过阅读、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——时间和位移。

二、进行新课

（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。

教师提问：

同时提出问题：

1．在我校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗？

2．结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？

3．观察教材P12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。

学生回答：

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。

学生回答：

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。

教师提问：

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。

教师提问：

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。

教师提问：

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：

3500：

41

郑州

08：

4208：

36

05：

4905：

57

武昌

03：

2803：

20

09：

1509：

21

长沙

23：

5923：

5l

16：

25

广州

16：

52

参考答案：

6时59分、15时50分、22时零6分。

教师提问：

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？

学生回答：

不是，实际上这里的时间就是指的时刻。

教师提问：

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，有条件的学校可将其做成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。

学生讨论后回答：

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。

教师总结：

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。

国际单位秒（s）。

课堂练习

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

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．1min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9时0分，“神舟”五号飞船点火，经9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展示中国国旗和联合国旗，再经11时42分10秒至16日6时23分，飞船在内蒙古中部地区成功着陆。

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时40分50秒”和“11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100～200米高的沙丘。

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。

教师（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？

学生回答：

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。

教师提问：

根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗？

学生回答：

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。

（板书）

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。

学生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。

学生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。

学生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？

2．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米到一个十字路口，再向东走300m就到了。

甲：

谢谢！

乙：

不用客气。

教师提问：

请你归纳一下：

位移和路程有什么不同？

学生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。

学生2：

质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关。

学生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。

教师提问：

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。

学生回答：

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。

学生回答：

在单方向的直线运动中，位移的大小就等于路程。

教师总结：

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。

课堂练习

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

教师提问：

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：

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。

学生：

两个标量相加遵从算术加法的法则。

讨论与思考

气球升到离地面80米高空时，从气球上掉下一物体，物体又上升了10米高后才开始下落，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）80米，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；“+”、“-”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为﹣80米”。

（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？

如果物体作的是直线运动，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。

如教材P14图1.2-4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

x＝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。

三、课堂小结

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）。

四、布置作业

教材P14问题与练习1～4题。