时间安排表(时间安排是沟通五要素之一)

高一物理课堂教案 2016年 9 月 9 日

课 题§1.2时间和位移课 型新授课(2课时)
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。

教学重点、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 方 法探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段教具准备

多媒体课件

教 学 活 动

[引入新课]

第二节我们来了解时间和位移的概念。第一个概念“时间”,有同学一听就很精神,为什么呢?因为打小记事起就和时间结下了不解之缘。大家想想看,我们从小是不是就在时间的长河里成长?从小学到初中、高中;我们每天起床,用餐,上课,中午回去休息,无不与时间相关。很多语言也和时间有关。比如说大学校园里,男生准备追一个女生,但是他不知道怎么开口,后来想了一招,把握机会啊,他说:同学你能告诉我现在几点了吗?然后女生掏出表来一看,9点10分。哎,他也掏出表来一看,这么巧!我的也是9点10分!我们是不是有缘啊!哎,你琢磨琢磨,这个表就可以和时间联系到一块儿;所以这就导致很多同学误以为时间这个概念是很容易理解的。

实际上,这个概念就是因为你接触的多了,才觉得容易,有很多科学家反而认为它很难理解:爱因斯坦对时间的研究是比较细的了,他晚年的时候认为时间说不清,可能是一种幻觉;还有一个专家曾经说过,时间是什么?你不问我我很清楚,你要一问我,我就说不出来它是什么。

[新课教学]

在中学阶段我们要分清的是一些基础的概念。第一个概念是时刻和时间之间的区别。因为平时说话不是特别留意,这两个概念都混到一块儿了。我们看这两个例子【PPT】:第一个,现在是什么时间?第二个,从上课到现在经历了多长时间?那么,同学们用心去体会:第一个例子中的时间和第二个例子中的时间说的是同一件事情吗?哪个表示时间,哪个表示时刻?那么这两个概念有什么本质区别呢,或者说它们各有什么样的特点呢?下面我们一起来学习:

1.概念:时刻是指某一瞬时;

时间是“时间间隔”的简称,指一段持续的时长。

2.关系:两个时刻的间隔表示一段时间;时间取极限就是时刻。

为了形象地表示时刻和时间间隔,我们引入了数轴的概念。只不过这次数轴的自变量不是我们熟悉的x或者y了;而是t,表示时间,所以我们不妨把它称之为“时间轴”(特殊的坐标系)。那这个时间轴的建立也需要三要素,正方向、单位长度,还有什么呢?原点!这里,换个说法叫做“计时起点”,表示时间的起点。计时起点的选择是人为的,比方说:你现在看表,是8点45分,你就可以把它作为计时起点,之后过一分钟就在坐标轴上画1,过两分钟就在坐标轴上画2,以此类推。。大家看【PPT展示钟表】怎么样把它平面化?剪开再展开。其实时间轴是不是就好像我们用一把剪刀把钟表从这里剪开,然后再用强健的小臂肌肉把弯曲的钟表面掰直,表面就是轴线,表的刻度就是轴线上的坐标?

那么大家有没有这样的疑问——“时间”指代的是时刻间隔,那“时刻”这个概念是从何而来的呢?时刻的概念来源于古代的计时仪器。古代没有手表,没有钟,他们用什么计时呢?中国古代是用日晷,但是有漏洞——没有日就没有晷了。所以用滴漏,西方用沙漏。在容器下方打个孔让其中的沙子或者水下漏,在其中插一支箭。箭身刻上类似于我们时间轴的刻度,这就可以反映出当时的时刻了。所以“刻”就来源于此。滴漏也有不好,一个是夏天水分易蒸发,一个是水质不纯净,会有水垢,导致滴水速率不均匀。

老师在黑板上给出了时间轴,我们已经知道时刻指的是一瞬间,一刹那,是一个状态量。如果在时间轴上来表现的话,那就是个什么呀?对,就是个点。8点我们上课,12点回家了,这两个点都叫时刻;什么是时间呢?是指任意两个时刻之间的间隔,所以时间也称时间间隔,或者叫什么呢?一个时间段,它是一个过程量。还拿这个时间轴来说,8点上课,12点下课这是两个瞬时,我们叫做时刻;而8点到12点之间跨越的这个时间段,是不是4小时?我们叫做时间。大家来体会一下,时刻是指坐标轴上的一个点,时间是点和点之间跨越的时间段,这个概念我们清楚了吧?你看这儿少了一段,今天又过了一上午,你的人生少了一小截,少了一段又少了一小截。所以有的人就很感慨,时间是每个人的老师,但是这个老师把每个人都整死了。是这样的吧,一段段的,是不是到最后就game over了。所以同学们,韶华易逝,劝君惜取少年时!这是时间和时刻概念的区别。

我们平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔,有人问你:“现在是什么时间啊?”这里的时间是指时间间隔吗?不对吧,这就是指时刻,更准确的说法应该是现在“几点了?”;而我问同学:“现在上课多长时间了?”这就是指时间间隔。

既然大家这么有“时间意识”,我们来做一个练习。做好了这个练习,以后很多考试就没问题。做不好,你可能以后高高兴兴的就把题做错了。首先这是一个数轴,上面有1,2,3,4,5这几个点。每个点代表什么含义呢?对,时刻。那现在问题来了:给出这么几个耳熟能详的名词,请大家在自己笔记本的时间轴上将他们表示出来:第3秒,前3秒,第3秒初,第3秒末,第3秒内。

请5位同学分别在黑板上把它们标出来。好,我们同学们展示了高超的画技!

时间安排表(时间安排是沟通五要素之一)

他们做的不错啊!那在揭晓答案之前,我们先一起来看PPT。

首先大家来看,这6个概念中有几个是时刻,有几个是时间?

时刻有:第3秒初,第3秒末;

时间有:前3秒,第3秒;

存疑:第3秒内(烟雾弹)

提示:一对相等的概念:①第3秒=第3秒内

那么:第2秒末指的是那一个点呢?

第2秒末=第3秒末(初三的结束就是高一的开始)

二、路程和位移

时间安排表(时间安排是沟通五要素之一)

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迷路,甚至因此而丧生,其中就有我国著名的地质学家彭加木先生。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。我们今天就来学习这三个勇士们最关心的概念。

好,同学们把书翻到第13页,看图1.2-2。提问:

①从上海(魔都)到北京(帝都),观察地图,你有哪些不同的选择?

同学们说了很多种方式,可以坐火车;先坐火车后坐轮船;坐飞机;开汽车等等,都不错。其实,像大家这个年纪,最富有青春朝气,充满正能量,骑行也是一种不错的选择。还有什么呢?举一些例子:比如说你先上珠穆朗玛,你到山顶上冻过瘾然后再到重庆吃火锅缓缓。哎,这是不是也算一种方案;当然,你如果时间充分,没有很多任务,中国人嘛,你可以先去纽腰儿,然后你扭不动了,你再回来当海龟呀,也算一种选择;当然,如果你对地理老师教的那个知识比较有信心,是哇!这个地球是圆的,你可以怎么着啊,往上走,一路向北,你兜一大圈是不是也能过来?

②那么这些选择有何相同或不同之处?

是不是选择的路线不同,运动轨迹不同,体会到的乐趣也不同,但就位置变动而言,都是从北京来到了重庆,起点和终点是完全相同的。也就是殊途同归(不是同归于尽)。或者换一种说法,他们的什么相同呀?位移相同,路程不同。

好,根据上面的学习我们来归纳位移及路程的定义:

板书:1.概念:位移是表示物体位置变化的物理量。是从物体运动起点指向运动终点的一条有向线段;位移取极限就是位置。

路程:路程是质点实际运动轨迹的长度。

仿照数轴建系,原点,正方向,单位长度(给坐标系纹身)。

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。分两步:

1.做连接A点和B点的线段;2.给这个线段标注方向,比方说从A到B,就在B处标一个小箭头,表示方向。

好,同学们早在初中时就已经接触过路程,那么今天我们又了解了位移,现在我们就把这两个概念放在一起进行比较,看看两者有什么相似之处,又有什么不同点。

板书:区别:

路程s位移x
概念物体运动轨迹的长度物体位置变化
几何表示运动物体所有运动轨迹之和从始位置指向末位置的有向线段
决定于运动路径只与初、末位置有关,与路径无关
意义不能完全确定物体位置变化完全确定物体位置的变化
量性标量。只有大小,没有方向矢量。既有大小又有方向。正负通过数字前符号“+”,“-”来表示
运算法则算术加法法则矢量相加法则

*概念:我不是刚在冬奥会上当了裁判吗?当的特别好!我的裁判原则就是一个字“懒”。座椅田径比赛,学校又把我请来了。400米的标准跑道上,运动员跑一圈是多少米?400米。位移是多少?0.是不是终点和的起点重合了?那位移是0.这个时候你在记录运动员成绩时,你觉得用哪个概念比较合适呀?那显然是路程,因为你要用位移去记录成绩的话,没了,白跑了。是哇,又跑一圈,成绩多少?还是白跑。那第三圈,运动员可能就不愿意了,就该追着这个裁判员满场跑了。所以在有些场合下要用路程来衡量成绩,你用位移这个概念不太合适。

*几何表示:就以小明在操场上跑步为例,小明一天来到操场上锻炼身体,刚走到操场的A位置,发现B位置掉了个钱包,小明说,恩,这可不行,得捡起来交给失主。于是绕400米的操场跑了半圈,我们分别以路程和位移的方式去描述他的运动。一个是半圈;一个是从A指向B的有向线段。

*决定于:小明因为上操说话被罚跑步整10圈,正义一面:跑外圈;邪恶一面:跑内圈。路程不同,位移相同,都是0。

*意义:小明这天准备玩,妈妈回来了说今天走了2000米,可能他跑了2000米到了小红家;也有可能是什么了?出去踢了会儿足球;还有可能小明这天比较焦虑,在家踱来踱去,走了2000米。究竟是哪个我们不得而知。

*量性:人的性别分两种,自然界的物理量也分两种——标量和矢量(略谈);

*运算法则:略谈。

同学们小组讨论:位移的大小和路程的关系是怎样的?在大多数运动中哪个物理量更大一些?

生:一般来说,路程>位移的大小。画一个三角形。因为三角形中两边之和大于第三边;或者说两点之间线段最短。

师:位移的大小有没有等于路程的时候?

生:在直线运动中,位移的大小就等于路程。

例:阿凡提同学出门,忘带钱包,忘带书包,忘了骑小毛驴 ,最后拿上钱包,书包,骑上小毛驴来到了学校。

师:看来在单方向的直线运动中,位移的大小就等于路程。

板书:联系: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,路程大于位移的大小。物体发生位移不为0时,路程一定不为0.

练习:P.14(2):出租车计费标准:2元/公里,这里的公里说的是位移还是路程?

出租车实际计费的是我们要求司机行驶的长度,也就是出租车实际的运动轨迹。比方说:今天下学了,我们一天的学习生活非常辛苦,我们觉定奢侈一次,打出租车回家。于是我们走到校门口,挥挥手,来了辆出租车,司机师傅问:“去哪儿?”你说:“回家!”好,司机师傅看见你心不在焉的也没多问就出发了,走了一会儿,司机也不知道你家在哪儿呀。于是就绕着大街走了一圈又回到了校门口,司机师傅实在忍不住了,问:“同学,你家到底在哪儿呀?”这时,你恍然大悟,噢,我还没有告诉他我的家在哪里。

但是,这时候同学们想:司机师傅把你从校门口接上又送回到校门口,你的位置没有发生改变,也就是位移为0,是不是就不用问你要钱了?大家遇到过这样的情况吗?老师反正是没有遇到过这么善良的司机呢!那么司机为什么会问你收费呢?是不是因为你们的实际运动轨迹不为0,也就是路程不为0呀?

比如说有一个出租车司机,他一听乘客口音像外地的,就载着乘客一圈一圈地兜,能理解吧?他兜了好多圈之后呀,后面乘客就开始说话了:真奇怪呀!你们这儿怎么这么多雕像啊?我都看见7个了!而且看见好像一模一样!那司机吓一跳,赶紧接过话茬来,啊对,我们这儿政府就有这习惯,喜欢往路边摆雕像,猛一看就一样。那乘客又说,我还不明白,那为什么每一个雕像底下都有同样一个老头在那儿啃玉米棒子?你仔细琢磨琢磨,这两人关心的问题是不是不一样?那司机关心的是什么?司机关心的是不是这个路径长短,那轨迹或者路径越长越好,因为他靠这收钱。那个乘客关心什么?他恨不得从坐上的地点开始走直线到目的地,能明白这意思吧?这两人关心的是不一样的。那么乘客所关心的这个事就跟我们今天这个新东西要挂钩了,而司机关心的就是你们初中学的这个什么?路程——就是路径的长短。这个好理解。

P.14(3):田径场跑道周长是400米。在800米跑比赛中不同跑道的运动员的位移和路程相同吗?请结合比赛规则想一想。

在比赛时,为了保证公平,每位参赛选手跑过的路程肯定是一样的。不多不少,不偏不倚,都是800米。

那么每位运动员的位移是否相同呢?我们来看这个操场。好,先画一个操场(椭圆),我们知道,操场肯定不是这么一个规则的椭圆形,是不是还有一圈一圈的跑道呢?很好,我们看400米的操场指的是最内一圈跑道的长度,也就是一道的长度。那么从一道往外,每圈的长度是不断增加的。为什么呢?我们学过圆的周长等于2πR,我们发现是不是半径越大,圆的周长就越大。我们这里也一样越靠外的跑道一圈的长度也是越大的。好,了解了这些以后,我们开始往跑道上安排运动员。首先安排我们班A同学在一道,这里是他的起跑点;然后安排我们班B同学,我们发现一道已经有A同学了,我们不能把所有运动员都安排在一道,排成一个长列。那看过800米赛跑比赛的同学知道我们应该怎么安排呢?是不是应该把B同学安排在2道上,然而经过刚才的分析我们知道:靠外侧的2道一圈要比一道多跑一些,那么B同学就有意见了:凭什么我要比A同学多跑呢?说好的路程一样呢?于是为了使路程相同,我们把B同学的起点往前移了一些,以消除他们路程上的差距。但是A,B两同学的终点是相同的,都在A同学的起点,于是我们发现:A同学的起终点重合,他的位移是0;而B同学的起点在终点之前,于是他的位移是一个负数。

时间安排表(时间安排是沟通五要素之一)

三、矢量(向量)和标量(数量)

什么是矢量?古代士兵打仗的时候拉弓放箭,射出去的箭枝也叫做“飞矢”,给人以强烈的方向感。这就是矢量,是一种既得说大小,又得说方向的物理量。标量就不一样了,就说大小就可以了,根本就不存在方向,比如说你的体重50公斤,这个大家一听就明白了,没必要再说什么别的事了。你偏说,我的体重50公斤,方向向北,这就理解不了了。

板书:1.概念:矢量:既有大小又有方向的量;

标量:只有大小没有方向的量。

那同学们想想看,我们知道的标量有哪些呢?有温度、质量、体积、密度、路程,还有什么呢?这里我举个例子,大家来判断它是不是标量?那么电流I是不是什么量呢?有同学说它既有大小又有方向,肯定是个标量吗?对吧?不对!电流的方向是人为规定的,而且永远是从正极流向负极,并不算严格意义上的方向,所以是个标量。那么和它有相同情况的还有压强,它虽然具有方向,但也是标量。磁通量计算时需要考虑穿过面积的方向,但是一个标量。

那矢量就有很多了,比方说大家初中学过的力,既有大小又有方向。还有什么呢?还有一个量,在黑板上,它已经看见你了,对,就是我们的位移。

板书:2.例子:矢量:力、位移;

标量:温度、质量、体积、密度、电流、压强、磁通量。

标量的运算规则和矢量的运算规则大有不同。标量就很简单了,比方说,我50公斤,你80公斤,咱们加在一起130公斤。而矢量就不一样了,咱们这节课不具体讲,让你找找感觉。比方说,上北下南。你一天去打猎,一开始向北去追一只兔子,结果追了30米,那兔子跑的比流氓兔还快,到达A点不追了,这时候又恰好发现在东边有一只小鸟,追了40到达点B米,小鸟飞了,那么这时你完成了两次位移,第一次你的位移是30米,方向向北;第二次的移动位移方向向东,位移40米,这两次造成的总位移,多少?50米。可不是30+40=70了,这个你课下研究,我们现在还暂时不说。如果你没研究出来这个矢量相加究竟遵循什么样的规则,实在憋不住,可以先看第三章;如果你研究出来,我恭喜你,你有范伟的本事——自学成才。

板书:3、法则:矢量:矢量相加法则;

标量:算数加法法则。

4、注意:①只有当两个矢量大小相等、方向也相同时,二者才相同;

②矢量的“+”“-”号表示其方向,所以矢量大小的比较要看其数值绝对值的大小,绝对值大的矢量就大;

③标量也可以有正负,但正负代表大小,如-5℃低于1℃。

黑客与白客

四、直线运动的位置和位移

有这样一件事,就是你和你徒弟一起去森林里打猎,突然在这个位置发现了老虎的脚印,于是你和你徒弟分头行动,你沿着老虎来的方向走,你徒弟沿着老虎去的方向走,好!现在,我们计算一下你们各自位置的变化量。那么这个变化量怎么计算?师:t1到t2这段时间内位置变化了多少呢?也就是位移是多少呢?

如图所示,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”,我们用Δ表示变化量,则t1到t2这段时间内位置变化为Δx =x2- x1

其中Δx的大小表示位移的大小,Δx的正负表示位移的方向。

我们发现是不是这两个计算过程都是用物体的末位置减去初位置呀?好,这个规律大家一定要记牢!顺序切莫颠倒,否则就会适得其反。

比方说,你和你哥们处的很熟,你可以喊他们“老张,老王,老李”,但是你会叫你的长辈“老张,老王,老李”吗?不会。所以名字掉个个,效果可就不同了。

再举一个例子,古代,有一个富家子弟要高考,当时考的是六艺——诗书礼乐御。他别的还好,就是射箭总是不达标。于是他老爸就遍访名师,但还是只能射个2,3环;但是请了一位物理老师之后,他的箭术精进,每次都是10环,怎么做的呢?一次酒醉后老师终于吐了真言,你每次先射箭,再以箭的落地点为圆心画一圈圈的圆。所以大家看到顺序是多么重要!

最后,大家想想:去超市是先付账再走还是先走再被人追过去付账。性质是不一样的。

那位移的计算顺序一定是用物体运动的末位置坐标-初位置坐标,切莫弄反。

位置——时刻图像(x-t图像)时间轴拉着位移轴,现在就像竖起导弹一样把位移轴立起来。就从一维的时间轴变成二维的平面直角坐标系了。

试问:①其中A点的意义是什么? 时刻的位置是 ;

②OA的意义是什么? 时间的位移是

③能不能反过来?不能,因为时间不能倒流。

④CB(对称点)的物理意义是什么?答出位移是负值。

不能说是位移-时间图像。因为t=0时,时间是0位移不是0,除非用闪现。

学 生 活 动

上课前大家先预习2分钟。。。好,还有30秒的时什么。。

其实挺尬的挺土的,尬到扣脚趾,可妹纸正好是数学系的妹纸,就觉得好浪漫,好幽默。

两概念的区别一定要清晰。不能像前女友一样,藕断丝连。

时间间隔应该叫:

“时刻间隔”

引入时间轴的概念

QQ空间中有时光轴。如果我们找一个东西, 往上翻,特别慢。而用时光轴直接找哪年哪月,一下就能找到。时光轴就是竖过来的时间轴。

计时仪器:

日晷:1.0

滴漏:2.0

钟表:3.0

随着年龄的成长,DNA的端粒越来越短。

第一秒是什么?时刻?

第一天呢?一天呢,时间。

肚子=肚子内

引入坐标系的概念

“S”弯曲像路程。

矢量的大小属性=标量(冰箱不等于汉堡包。冰箱里的汉堡包-汉堡包)。

教师适时点拨,画一往复直线运动给学生讨论.

心情不好去兜风,从学校出发,绕了滨河路两圈回到学校,问师傅:您听说过位移吗?

外圈吃亏,内圈占便宜

IPφ:“双标”

矢量的大小属性=标量(冰箱不等于汉堡包。冰箱里的汉堡包-汉堡包)。

所以在单向直线运动中,位移的大小=路程

引入位置—时刻图像

作 业教材第14页问题与练习1,2,3题。
板 书 设 计§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

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