一、物理觀念
1.知道時(shí)刻與時(shí)間間隔的含義及在數(shù)軸上的表示方法。
2.理解位置、位移等概念的含義。
3.了解矢量、標(biāo)量的含義，理解位移的矢量性。
4.理解位移-時(shí)間圖像的物理意義。
5.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。
二、科學(xué)思維
1.會(huì)在具體的問(wèn)題中辨析、識(shí)別時(shí)刻與時(shí)間間隔。
2.會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中正確分析位置、位移等概念，能在一維坐標(biāo)中表示物體做直線運(yùn)動(dòng)的位置、位移等物理量。
3.能根據(jù)位移-時(shí)間圖像分析物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移。
4.會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間。
三、科學(xué)探究
1.通過(guò)坐標(biāo)系的建立，理解時(shí)刻與時(shí)間間隔，位置、位移的概念，理解位移的矢量性。
2.通過(guò)用數(shù)學(xué)圖像描繪物理過(guò)程和規(guī)律，理解位移-時(shí)間圖像的物理意義。
3.通過(guò)演示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理和操作方法。
四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1.通過(guò)時(shí)間和位移的學(xué)習(xí)以及對(duì)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的介紹，讓學(xué)生了解生活和物理密切相關(guān)。
2.學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí)，養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.理解時(shí)刻和時(shí)間間隔的區(qū)別與聯(lián)系。
2.理解位移概念及其矢量性。
3.學(xué)會(huì)將數(shù)學(xué)圖像與物理意義相結(jié)合。
4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)原理、使用方法和數(shù)據(jù)測(cè)量與處理分析。
教學(xué)過(guò)程
一、新課引入
如果要準(zhǔn)確地描述一輛行駛在北京長(zhǎng)安街上的汽車所處的位置，你認(rèn)為應(yīng)該采用什么方法？
經(jīng)過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該會(huì)想到研究汽車在長(zhǎng)安街上的位置變化時(shí)，可以把汽車看成質(zhì)點(diǎn)，以地面或長(zhǎng)安街上的標(biāo)志性建筑物為參考系。但是，汽車是運(yùn)動(dòng)的，要說(shuō)清楚汽車的位置及位置變化，必須先指明哪個(gè)時(shí)刻汽車所處的位置或哪段時(shí)間內(nèi)汽車的位置變化。要討論物體的位置隨時(shí)間的變化，就要涉及位置、時(shí)間等概念。
二、時(shí)刻和時(shí)間間隔
1、新知探究
在同學(xué)們之間，常常有這樣的交流話語(yǔ)：（1）現(xiàn)在幾點(diǎn)了？（2）什么時(shí)間放學(xué)？（3）今天你從家里到學(xué)校用了多少時(shí)間？（4）一節(jié)課多長(zhǎng)時(shí)間？
請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們，這里幾個(gè)“時(shí)間”有什么本質(zhì)上的區(qū)別？
大家可以發(fā)現(xiàn)這里有些時(shí)間是指時(shí)間點(diǎn)，有些時(shí)間是指時(shí)間段。
2、時(shí)刻和時(shí)間間隔
在我們平時(shí)上課的時(shí)候，上午8時(shí)上課、8時(shí)45分下課，這里的“8時(shí)”“8時(shí)45分”是指這節(jié)課開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)，我們把它稱為時(shí)刻，在表示時(shí)間的數(shù)軸上，時(shí)刻用“點(diǎn)”來(lái)表示；這兩個(gè)時(shí)刻之間的45min，則是這兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。在表示時(shí)間的數(shù)軸上，時(shí)間間隔用“線段”來(lái)表示。
3、課堂練習(xí)
（1）請(qǐng)同學(xué)們?cè)跀?shù)軸上標(biāo)出時(shí)間：第2s初、第3s末、前3s、第5s內(nèi)。
（2）以上那些是指時(shí)刻，哪些指時(shí)間間隔？
同學(xué)們通過(guò)練習(xí)進(jìn)一步明確時(shí)刻和時(shí)間間隔的含義。
三、位置和位移
3.1坐標(biāo)系
3.1.1新知探究
描述物體的位置，定性地我們可以通過(guò)參考系來(lái)描述，在定量方面我們就可以通過(guò)建立坐標(biāo)系來(lái)描述。
描述下列三種運(yùn)動(dòng)需要建立怎樣的坐標(biāo)系呢?
(1)描述百米運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置。
(2)描述滑冰場(chǎng)上花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置。
(3)描述翱翔在藍(lán)天上的飛機(jī)的位置。
3.1.2坐標(biāo)系
如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度，建立一維直線坐標(biāo)系。
如我們選取O點(diǎn)為原點(diǎn)，以東為正方向，單位長(zhǎng)度為10m的坐標(biāo)系。
如果要確定一輛行駛在長(zhǎng)安街上汽車的位置，可以沿東西方向建立一維坐標(biāo)系，x軸的正方向指東，選取路上的某交通崗?fù)ぷ鳛樽鴺?biāo)原點(diǎn)O，就可以準(zhǔn)確描述汽車的位置。
如果汽車的坐標(biāo)是30m，表示它在崗?fù)ひ詵|30m處；如果汽車的坐標(biāo)是-20m，表示它在崗?fù)ひ晕?0m處。
注：這里的正、負(fù)不表示大小，僅表示物體在原點(diǎn)的哪一側(cè)。正號(hào)表示在原點(diǎn)的正方向一側(cè)，負(fù)號(hào)表示在原點(diǎn)的負(fù)方向一側(cè)。
3.1.3科學(xué)漫步
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的新一代導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用近地空間的衛(wèi)星為用戶提供可靠和高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。在地圖上看到的經(jīng)緯線，實(shí)際上就是在地球表面建立的坐標(biāo)系。常用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)有美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）、我國(guó)的北斗系統(tǒng)（COMPASS）、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）和歐盟的伽利略系統(tǒng)（GALILEO）
3.2位移
3.2.1新知探究
物體位置的描述我們清楚了，那么，物體位置的變化該怎樣描述呢？
在初中大家都知道路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。在教科書(shū)上，人從北京到重慶，既可以乘火車，也可以乘飛機(jī)，還可以先乘火車到武漢，然后乘輪船沿長(zhǎng)江而上，這些不同路徑所走的路程不同，請(qǐng)同學(xué)們思考一下：就位置的變動(dòng)來(lái)說(shuō)相同嗎？
我們可以發(fā)現(xiàn)，出發(fā)的起點(diǎn)和到達(dá)的終點(diǎn)相同，無(wú)論使用什么交通工具，走過(guò)了怎樣的路徑，他總是從北京到達(dá)了西南方向、直線距離約1300km的重慶，即位置的變化是相同的。
在物理學(xué)中，只要物體的初、末位置確定，這個(gè)有向線段就是確定的，不因路徑的不同而改變，我們稱為位移。
3.2.2位移
位移定義：由初位置指向末位置的有向線段，在圖中就是A-B的有向線段，
意義：描述物體位置變化；大?。河邢蚓€段的長(zhǎng)度；
方向：初位置指向末位置。
矢量與標(biāo)量
物理學(xué)中把像位移AB這樣，既有大小又有方向的物理量叫作矢量；像路程ACB這樣，只有大小沒(méi)有方向的物理量叫作標(biāo)量。請(qǐng)同學(xué)們舉出其他矢量和標(biāo)量的例子。
矢量：位移、速度、力
標(biāo)量：路程、溫度、時(shí)間、質(zhì)量
3.2.3位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系
3.2.4課堂練習(xí)
(1)百米賽跑選用跑道的直道部分，運(yùn)動(dòng)員跑完全程的路程是多少？位移大小是多少？
路程為100m，位移大小為100m
(2)800m跑比賽中，不同跑道的運(yùn)動(dòng)員跑完全程的路程相同嗎？跑完全程的位移相同嗎？
不同跑道的運(yùn)動(dòng)員跑完全程的路程相同，都為800m；
只有第1道次上起跑的運(yùn)動(dòng)員，若從第1道次到達(dá)終點(diǎn)，則他的位移為0，而其他道次上的運(yùn)動(dòng)員，跑完全程的位移一般不是0，而且大小和方向一般均不相同。
四、直線運(yùn)動(dòng)的位移
1、直線運(yùn)動(dòng)的位移
我們剛才學(xué)習(xí)了在一維坐標(biāo)系中用坐標(biāo)表示物體的位置，那么，在一維坐標(biāo)系中位移應(yīng)該如何表示呢？請(qǐng)同學(xué)們思考討論一下。
例：物體在t1時(shí)刻處于“位置”x1，在t2時(shí)刻處于“位置”x2。
根據(jù)剛才位移的定義，由初位置指向末位置的有向線段，物體的位移應(yīng)該是由x1指向x2的紅色有向線段，它的大小等于末位置與初位置坐標(biāo)之差x2- x1。在研究直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，常用?x表示位移。
課堂練習(xí)
計(jì)算以下幾組初、末位置坐標(biāo)的位移并畫(huà)出位移的有向線段。x1=2m，x2=5m；x3=5m，x4=2m；x5=-2m，x6=5m；x7=5m，x8=-2m。
通過(guò)剛才的練習(xí)，我們可以發(fā)現(xiàn)位移的正負(fù)與有向線段方向之間的關(guān)系。
若兩坐標(biāo)之差為正，則位移的方向指向x軸的正方向；
若兩坐標(biāo)之差為負(fù)，則位移的方向指向x軸的負(fù)方向。
五、位移-時(shí)間圖像
1、位移-時(shí)間圖像的建立
物體的位置或位移可以用圖像直觀地表示。我們將時(shí)間t視為函數(shù)的自變量，位移x視為函數(shù)的因變量，選原點(diǎn)O作為初始位置，則位置與位移大小相等（x=?x），就可以繪制出x-t圖像。
從x-t圖像可以直觀地看出物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移。
(1)任意時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移；
(2)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生某段位移所用的時(shí)間；
(3)x-t圖像只能用來(lái)描述物體做直線運(yùn)動(dòng)；
(4)x-t圖像不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，表示的是位移x隨時(shí)間t變化的情況；
(5)縱軸截距表示物體的初始位置，如x1、x2；
(6)交點(diǎn)表示兩物體相遇。
2、位移-時(shí)間圖像的常見(jiàn)圖像
(1)水平直線表示物體靜止，如A；
(2)傾斜直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如B、C
斜率表示速度，斜率的大小表示速度的大小，
斜率的正負(fù)表示物體的運(yùn)動(dòng)方向。
(3)D表示物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，
E表示物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，
???圖像上某點(diǎn)切線斜率的大小表示物體在對(duì)應(yīng)時(shí)刻速度的大小，
???圖像上某點(diǎn)切線斜率的正負(fù)表示物體在對(duì)應(yīng)時(shí)刻速度的方向。
六、位移和時(shí)間的測(cè)量
我們學(xué)習(xí)了位移和時(shí)間，那么我們?nèi)绾斡涗浺粋€(gè)物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移呢？
我們知道測(cè)量時(shí)間的工具有秒表和沙漏，測(cè)量位移的工具有直尺，頻閃照相機(jī)既可以測(cè)量時(shí)間也可以測(cè)量位移。
1、實(shí)驗(yàn)探究
同桌之間，一位同學(xué)手拿一支彩色畫(huà)筆，另一位同學(xué)牽動(dòng)一條長(zhǎng)紙帶，使紙帶在筆下沿著直線緩慢向前移動(dòng)，拿筆同學(xué)按照一定的時(shí)間間隔點(diǎn)擊紙帶（比如每秒1次）
紙帶上記錄的點(diǎn)我們可以從中得到什么信息？
我們可以知道每?jī)牲c(diǎn)間的時(shí)間間隔和兩點(diǎn)間的位移。
2、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
如果將上述實(shí)驗(yàn)中人工打點(diǎn)自動(dòng)化，就會(huì)制成一個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
在高中我們可以采用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量時(shí)間和位移。
（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
工作電壓：4~6V交流電；電頻率：50Hz，每隔0.02s打一次點(diǎn)。
工作原理：我們將紙帶穿過(guò)限位孔，接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電，線圈會(huì)通電，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片會(huì)發(fā)生振動(dòng)，從而帶動(dòng)振針上下振動(dòng)，如果紙帶在移動(dòng)，則振針就會(huì)通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙?jiān)诩垘洗蛳乱幌盗悬c(diǎn)。
（2）電火花計(jì)時(shí)器
工作原理：:電流流經(jīng)放電針、墨粉和紙盤(pán)軸盤(pán)，產(chǎn)生火花放電。
工作電壓：220V交流電；
電頻率：50Hz，每隔0.02s打一次點(diǎn)
3、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
請(qǐng)同學(xué)們看一下課本練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
（1）了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，然后把它固定好。
（2）安裝紙帶。
（3）啟動(dòng)電，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)。隨后關(guān)閉電。
（4）取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。例如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，算出紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
（5）用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移x。
這樣我們就可以記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移了，設(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄下來(lái)。
時(shí)刻：指某一瞬時(shí)，用數(shù)軸上的點(diǎn)表示
七、小結(jié)
路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
用圖像直觀地表示物體在每一時(shí)刻的位移
位移和時(shí)間圖像
標(biāo)量：只有大小沒(méi)有方向
矢量：既有大小又有方向
矢量和標(biāo)量
位移：從初位置指向末位置的有向線段
路程和位移
時(shí)間間隔：指某一段時(shí)間，在數(shù)軸上用一段線段來(lái)表示
時(shí)刻和時(shí)間間隔
時(shí)間 位移
位移
路程
物理意義
描述物體位置的變化
描述物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
與運(yùn)動(dòng)路徑是否有關(guān)
大小與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)
大小與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)
標(biāo)量還是矢量
矢量
標(biāo)量
大小關(guān)系
路程的大小≥位移的大小
單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)兩者大小相等
1
2
3
4
5
位移x
運(yùn)動(dòng)時(shí)間t

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