2. 位置变化的描述——位移优秀公开课教案

2.时间和位移

（一）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。

（二）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。

（三）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、位移和路程的区别与联系。

教学难点

标量和矢量在计算方法上的不同。

教学方法：

比较与分类的方法

教材内容详解

（一）新课导入

提问一个走读生，上学是在什么时候离开家的？在路上用了多长时间？怎么走的？什么时候到校的？

根据学生的回答指出，要想清楚的描述一个物体的运动，仅仅只是用上节所学的内容是不够的，还有必要学习一些新的物理量。

（二）新课内容

1、时间与时刻

在开始学生所回答的问题中，学生离家和到校所对应的是时刻概念。而学生在路上所用的就是时间，即时间间隔，它是指两个时刻之差。

提问：那么对于高中物理中时间与时刻中说到的第几秒、第几秒初、第几秒末、第几秒内、前几秒、前几秒内意义分别应该怎样理解呢？

回答：⑴、第几秒，一般使用是指“时刻”，但也可以是指“时间间隔”（特指1秒种），要根据上下文具体情况来判断。如果含有“第几秒时”的意思，则指“时刻”；如果有“第几秒内”、“第几秒中”、“第几秒间”的意思，则是指具体某一秒钟的“时间间隔”。如“到达第5秒”，是指“第5秒时”、“第5秒末”这一时刻点；如“在第5秒中”，是指这一秒的时间间隔。可以用“第几秒时刻”和“第几秒时间”做区分。

⑵、第几秒初、第几秒末指的是“时刻”，与点有关。“第几秒初”和“第几秒末”是指具体某一秒的前后端点（时刻）。第5秒初指的是第5秒（时间间隔）这一秒钟开始的那一点，等同于第4秒末。同样，第5秒末就是第5秒（时间间隔）这一秒钟的最后一点，等同于第6秒初。

⑶、第几秒内、前几秒、前几秒内指的是“时间间隔”，与长度有关。“第5秒内”是第4秒时刻到第5秒时刻之间，时间间隔为1秒；“前3秒内”是0到第3秒（时刻），时间间隔为3秒。“前几秒”和“前几秒内”一样。

说明：“时刻”相当于坐标点，“时间间隔”相当于线段长度，“时刻”就是这线段的端点——用坐标来解释更易理解。“时间间隔”即为常说的“时间”，是指时间的长度。见下图所示：

（关于时间与时刻的本质概念问题有专门的论著，见下面所列资料）

2、路程与位移

学生活动：1、在教室内任意选择两个位置作为起始点和终点，请一位学生沿不同的路径从起始点走到终点，然后让其他学生思考回答这位同学在刚才的活动中的位置的变化。

2、根据图1.2-2，让学生指出由北京去重庆，可以选择哪几种交通路线，这些路线有哪些不同点，有什么相同点。

3、指导学生结合插图阅读教材，思考归纳位移和路程的概念及其区别。

教师小结：

如下图片，

质点从空间的一个位置运动到另一个位置，它的位置变化叫做质点在这一运动过程中的位移。位移是描述质点位置变化的物理量，其大小等于起点至终点的直线距离，其大小与路径无关，方向由起点指向终点。它可由初位置指向末位置的有向线段来表示，它是一个有大小和方向的物理量，是一个矢量。而路程则是指物体实际运动轨迹的长度，是一个只有大小没有方向的物理量，是一个标量。位移只与物体运动的始末位置有关，而与运动的轨迹无关。如果质点在运动过程中经过一段时间后回到原处，那么，路程不为零而位移则为零。可见位移与路程是两个不同的物理量，大家一定要注意它们的区别。

在国际单位制（SI）中，位移的主单位为：米。此外还有：厘米、千米等。

3、矢量和标量

学生活动：1、引导学生阅读P13课文内容了解矢量和标量，知道它们遵从不同的运算法则。

2、探究P13思考与讨论问题，试着总结一下矢量的运算法则。

教师归纳：矢量与标量的区别不仅表现在大小和方向性的问题上，而且它们所遵循的运算法则也是不同的。

4、直线运动的位置和位移

师生互动：1、直线运动的位置表示：坐标，

如物体先处于A位置，后处于B位置

⑴

试在图中画出物体的位移；

⑵

指出位移的大小与方向；

如物体先处于B位置，后处于A位置，结果又如何？

2、物体由A运动到B，通过计算说明：位移的大小和方向

3、方法归纳：下图中△ x ＝？(由A运动到B)

体会并记忆：“初－末”

or

“末－初” ？比如上图中（三）课堂总结、点评

这节课我们重点学习了位置、路程与位移的概念

（1）位置：位置就是质点在某时刻时所在的空间的一点，其位置可由坐标确定，如图所示为质点在不同时刻的位置A、B. xxBxA

（2）路程：质点位置发生变化时的径迹长度叫路程，其单位通常用米（m），另外还有千米（km）、厘米（cm）等。路程是标量。

（3）位移：位移是表示质点位置变化的物理量，用从初位置指向末位置的一根有向线段表示。位移的大小等于初、末位置间的直线距离；位移的方向由初位置指向末位置。位移是矢量，它与物体具体运动的路径无关。其单位与路程的单位相同。在直线坐标系中，常用x表示。求位移时必须回答方向。

注意：①位移与路程不是一回事。只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程；除此之外，两者大小不会相等。②位移是矢量，路程是标量，位移只与初末位置有关，与路径无关，而路程与路径有关。

（四）实例探究

☆时刻和时间的区别与应用

［例1］关于时间与时刻，下列说法正确的是（

）

A.作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间

B.上午第一节课从8:00到8:45，这里指的是时间

C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻

D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间

解析：时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时间是一个过程，所以答案应为BC。

答案BC ☆位移与路程的区别

［例2］质点沿着下图所示的边长为10 m的正方形路线，从A点开始逆时针方向运动，每秒运动5 m。问，从开始运动时计时，到下列表中所指三个时刻的三段时间内，质点运动的路程和位移各多大（填在表中相应空格中）？在图中画出三个位移矢量图。

运动时间

0～2s末

0～4s末

0～8s末

路程大小

位移大小

解析（1）0～2 s末：运动路程10 m，位移大小为52m，位移矢量由A指向B点（bc边的中点）。

（2）0～4 s末：运动路程20 m，位移大小等于10 m，位移矢量由A指向C点（cd边的中点）。

（3）0～8 s末：运动路程40 m，位移大小为零（回到出发点A）

☆关于矢量和标量及位移的应用

在运动问题中时间、路程为标量，而位移为矢量，计算时注意各自的规律。

［例3］一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为

，路程3是

。若质点运动了4周，则其位移大小为

，路程是

，运动过程1中最大位移是

最大路程是

。

3解析：如图所示，运动一圈位移是0 m，路程为s2R；若运动4周，则物体末位置1在B点，位移大小s2R，路程为s2R372RR42；运动中最大位移为AC2R，最大路程为sn2R（n为圈数）

7R2R22R答案：0；；；；2R；n2R

★课余作业

书面完成P16“问题与练习”第4题（参看教材P15图1.2-5）。

★“问题与练习”（P16）参考答案

1、A：8点42分指时刻

8分指时间

B：“这么早”指时刻

“等了很久指时间”

C：“前3秒钟”“最后3秒钟”指时间

2、“公里”指的是路程

3、（1）100m

100 m

（2）相同

不相同

4、

坐标点的设置

以地面为（0，3）

原点

以抛出点（0，0）

为原点

（0，5）

（0，-3）

5 -8 -3 （0，8）

（0，0）

5 -8 -3 出发点的坐标

最高点的坐标

落地点的坐标

上升过程的位移

下落过程的位移

全过程的总位移

本节学习的位移、路程等概念是运动学的最基本、最重要的概念。深刻理解这些概念的确切含义，弄清它们之间的区别和联系，是进一步学习运动学知识的基础。

初步掌握位移的矢量性、画法及简单的一维运算，教师要引导学生在阅读教材的基础上，结

合具体实例，积极进行讨论、加以区别。