高一物理《1．2 时间和位移（一）》教案及教学设计

　　【教学目标】

 

　　（1）知道时间和时刻的含义及区别，知道在实验中测量时间的方法；

 

　　（2）掌握位移的概念，它是表示质点位置变动的物理量，是矢量，可以用有向线段来表示；

 

　　（3）知道路程和位移的区别；

 

　　（4）知道直线运动的位置和位移的关系。

 

　　【教学重点】

 

　　时间和时刻的概念和区别；位移的矢量性、概念。

 

　　【教学难点】

 

　　位移和路程的区别。

 

　　【教学过程】

 

第二节 时间和位移

 

　　1、时刻和时间间隔

 

　　（1）时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻，时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔（画出一个时间轴加以说明）。

 

　　（2）在学校实验室里常用秒表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。

 

　　例1：下列说法中指的是时间的有ACEF，指的是时刻的有BDG。

 

　　A．第5秒内 B．第6秒初 C．前2秒内  D．3秒末 E．最后一秒内  F．第三个2秒 G．第五个1秒的时间中点。

 

　　课堂训练：

 

　　（1）关于时间和时刻，下列说法正确的是（D）

 

　　A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻

 

　　B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻

 

　　C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间

 

　　D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间

 

　　2、路程和位移

 

　　（1）路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。

 

　　（2）位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段来表示，位移的大小等于质点始、末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初、末位置，与运动路径无关。

 

　　（3）位移和路程的区别：

 

　　（4）一般来说，位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的无往返的直线运动时位移大小才等于路程。

 

　　例2：中学的垒球场的内场是一个边长为16．77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒．一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒，他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？

 

　　课堂训练：

 

　　（1）以下说法中正确的是（B）

 

　　A．两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同

 

　　B．两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同

 

　　C．一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程

 

　　D．若物体做直线运动，位移的大小就等于路程

 

　　（2）如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置，小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：

 

 

　　A．0．2s内小球发生的位移大小是7cm，方向向右，经过的路程是7cm

 

　　B．0．6s内小球发生的位移大小是7cm，方向向右，经过的路程是13cm

 

　　C．0．8s 内小球发生的位移是0，经过的路程是20cm

 

　　D．1．0s内小球发生的位移大小是7cm，方向向左，经过的路程是27cm

 

　　（3）关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（AB）

 

　　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，其位移的大小就和路程相等

 

　　D．位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等

 

　　（4）下列关于路程和位移的说法，正确的是（C）

 

　　A．位移就是路程

 

　　B．位移的大小永远不等于路程

 

　　C．若物体作单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程

 

　　D．位移是矢量，有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向

 

　　（5）关于质点的位移和路程，下列说法正确的是（D）

 

　　A．位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向

 

　　B．路程是标量，也是位移的大小

 

　　C．质点做直线运动时，路程等于其位移的大小

 

　　D．位移的数值一定不会比路程大

 

　　（6）下列关于位移和路程的说法，正确的是（C）

 

　　A．位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量

 

　　B．位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动

 

　　C．位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径   

 

　　D．运动物体的路程总大于位移

 

　　3、矢量和标量

 

　　（1）矢量：既有大小、又有方向的物理量。

 

　　（2）标量：只有大小，没有方向的物理量。

 

　　4、直线运动的位置和位移：在直线运动中，两点的位置坐标之差值就表示物体的位移。

 

　　阅读材料:

 

我国古代关于运动的知识

 

　　我国在先秦的时候，对于运动就有热烈的争论，是战国时期百家争鸣的一个题目。《庄子》书上记载着，公孙龙曾提出一个奇怪的说法，叫做“飞鸟之影未尝动也。”按常识说，鸟在空中飞，投到地上的影当然跟着鸟的移动而移动，但公孙龙却说鸟影并没有动，无独有偶，当时还有人提出“镞矢之疾；有不行不止之时”，一支飞速而过的箭，哪能“不行不止”呢？既说“不行”，又怎能“不止”呢？乍看起来，这些说法实在是“无稽之谈”，也可以给它们戴一顶“诡辩”的帽子。

 

　　但是事情并不这么简单。这个说法不但不是诡辩，而且还包含着辩证法的正确思想，恩格斯曾经指出，“运动本身就是矛盾，甚至简单的机械的位移之所以能够实现，也只是因为物体在同一瞬间既在一个地方又在另一个地方，既在同一个地方又不在同一个地方，这种矛盾的连续产生和同时解决正好就是运动。”因为运动体的位置随时间而变化，某一时刻在A点，在随之而来的另一时刻，就在相邻的B点，因此，也就有一个时刻，它既在A点又不在A点，既在B点又不在B点，在这时刻，物体岂不是“不行不止”吗？再者，在一定的时间Δt内，物体前进一段距离Δs，当这时间变小，Δs随之变小；当Δt趋近于零时，Δs也趋近于零。也就是说，在某一瞬间，即某一时刻，运动体可以看作是静止的，所以飞鸟之影确实有“未尝动”的时候，对于运动的这种观察和分析实在是十分深刻的，这同他们能够区分“时间”与“时刻”的观念很有关系。《墨经》对于“鸟影”问题又有他们自己的理解，说那原因在于“改为”。认为鸟在A点时，影在A′点，当鸟到了相邻的B点，影也到了相邻的B′点，此时A′上的影已经消失，而在B′处另成了一个影，并非A′上的影移动到B′上来，这也是言之有理的。

 

　　机械运动只能在空间和时间中进行，运动体在单位时间内所经历的空间长度，就是速率。《墨经下》第65条之所述就包含着这方面的思想。《经说》云：“行，行者必先近而后远，远近，修也；先后，久也，民行修必以久也。”这里的文字是明明白白的，“修”指空间距离的长短，那意思是，物体运动在空间里必由近及远，其所经过的空间长度一定随时间而定，这里已有了路程随时间正变的朴素思想，也隐隐地包含着速率的观念了。

 

　　东汉时期的著作《尚书纬·考灵曜》中记载地球运动时说：“地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖（即窗户）而坐，舟行不觉也。”

 

　　这是对机械运动相对性的十分生动和浅显的比喻。哥白尼在叙述地球运动时也不谋而合地运用了十分类似的比喻。

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