1.2 時間位移(第2課時）

〖教材分析〗
位移的計算和位移時間圖像需要加強計算和畫圖才得，打點計時器的使用要勤加練習(xí)。通過設(shè)計典型例題讓學(xué)生感受物理的嚴謹，理清楚各種概念的聯(lián)系。本節(jié)課是高中物理的第一個實驗要認真組織，做好器材的講解等。
〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗
物理觀念：能建立時間和位移的物理觀念，知道時間時刻，位移位置的區(qū)別與聯(lián)系。
科學(xué)思維：嚴密的數(shù)學(xué)思維方法，能用坐標(biāo)系來理解時間和時刻，位置和位移，學(xué)會用圖像描述運動，掌握位移時間圖像。
科學(xué)探究：知道時間和位移的意義，掌握時間和位移的思想和方法。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過時間位移的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解生活和物理的關(guān)系，同時學(xué)會用科學(xué)的思維看待事實，養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。
〖教學(xué)重點與難點〗
重點：1、位移-時間圖像的理解的應(yīng)用。

掌握和使用打點計時器。

難點：1、理解位移的概念，會用有向線段表示位移。

打點計時器的使用。

〖教學(xué)方法〗
教師啟發(fā)引導(dǎo)與探究法相結(jié)合，并輔以問題法、演示法、歸納法等。
〖教學(xué)準(zhǔn)備〗
多媒體課件。
〖教學(xué)過程〗
一、新課引入
前面學(xué)習(xí)了用一維坐標(biāo)系描述物體的位置，那么，在一維坐標(biāo)系中位移應(yīng)該如何表示呢？

（三）直線運動的位移
物體做直線運動，在時刻t₁處于位置x1，經(jīng)過一段時間，在時刻t2，到達位置x2，則位移是初位置指向末位置，即紅色箭頭。那么

位移的計算：末位置坐標(biāo)減初位置坐標(biāo)，△x = x₂ - x₁。
課本思考與討論：某物體從A點出發(fā)運動到達B點，坐標(biāo)xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？
學(xué)以致用，把初末位置的坐標(biāo)值帶入公式即可。解：△x = xB - xA，末位置坐標(biāo)減初初位置坐標(biāo)。= 2m - 5m=-3m。負號表示位移方向與正方向相反。

教學(xué)設(shè)計說明：學(xué)生困惑的地方在于，課本的公式是x2-x1，到后面這里變成AB，覺得不可思議，其實這里主要是抓住初末位置的坐標(biāo)差，而不是字母的表示。初中習(xí)慣了，固定字母的表示意義，所以要在這里加強。
課堂練習(xí)：例4：一個物體從p點運動到Q點，坐標(biāo)xp為3m，xQ為-2m，它的位移大小是多少?方向如何？請你畫出它的位置坐標(biāo)和位移矢量。

解：△x = xQ - xP，末位置坐標(biāo)減初初位置坐標(biāo)。= -2m - 3m=-5m。負號表示位移方向與正方向相反。

（四）位移——時間圖像

通過多媒體課件動圖展示：汽車運動過程的速度變化情況。例如：在平直的公路旁每隔100米豎立著有標(biāo)號的電線桿,一觀察者坐在汽車上。研究汽車經(jīng)過標(biāo)桿時的運動情況。

那么為了更加直觀的觀察到速度隨時間的變化情況，我們一般都是通過列表或者圖形來看。
有沒有更加方便方法呢?我們把表中的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)來表示。物體在每一時刻的位置或每一時間間隔的位移可以用圖象直觀地表示。
1、作圖步驟：①建立平面直角坐標(biāo)系,選時刻t為橫軸,選位置x為縱軸。
②描點法描出數(shù)據(jù)。
③用平滑的曲線盡可能的把絕大部分點連接起來。
2、圖線就是位置-時間圖象，通過它能直觀地看了物體在任意時刻的位置。

3、如果將物體運動的初始位置選作位置坐標(biāo)原點O，則位置與位移大小相等（x=Δx），位置-時間圖像就成為位移-時間圖像，以稱x-t圖像。從x-t圖像可以直觀地看出物體在不同時間內(nèi)的位移。

4、橫坐標(biāo)中的5、10……的含義是什么？
5表示5S末；10表示10S末。或5表示5S末時刻與0時刻間的時間間隔是5S；10表示10S末時刻與0時刻間的時間是10S。
5、縱坐標(biāo)中的100、200……的含義是什么？
100表示100m處的位置；200表示200m處的位置。或100表示100m處的位置與參考點0間的位移是100m；200表示200m處的位置與參考點0間的位移是200m。
6、x-t圖象中A點表示的含義？
A點表示汽車在5s末時刻處在100m處的位置。A點表示汽車在5s末時刻相對于參考點的位移是100m。
7、x-t圖象的物理意義。
表示質(zhì)點做直線運動時位移隨時間變化的規(guī)律，不是運動的軌跡。

下面我們來學(xué)習(xí)幾種具體的位移——時間圖像。
通過多媒體課件動圖展示：物體運動的位移——時間圖像。
①直線表示的是：物體做勻速直線運動。
②曲線表示的是：物體做勻加速直線運動。

③平行于t軸的直線表示的是：物體靜止。
教學(xué)設(shè)計說明：圖示是在課本有的，對其進行補充。

如圖：兩圖象的交點代表兩物體相遇
a.圖線向上走代表物體向正方向運動。
b.圖線水平代表物體靜止。
c.圖線向下走代表物體向負方向運動。

課堂練習(xí)：例5：一輛汽車在教練場上沿平直道路行駛，以x表示它相對于出發(fā)點的位移。圖近似描寫了汽車在 0 時刻到 40s這段時間的 x-t圖像。通過分析回答以下問題。
（1）汽車最遠位置距離出發(fā)點約為多少米？
（2）汽車在哪段時間沒有行駛？
（3）汽車在哪段時間駛離出發(fā)點，在哪段時間駛向出發(fā)點？
解：看圖中的縱坐標(biāo)，圖線對應(yīng)過來最大是30米。圖線水平代表物體靜止，所以汽車在10s-20s時間內(nèi)位置不變，靜止。圖線向上走代表物體向正方向運動，圖線向下走代表物體向負方向運動。所以汽車在0-10s時間內(nèi)位移越來越大，駛離出發(fā)點，汽車在20s-10s時間內(nèi)位移越來越小，駛向出發(fā)點。
在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道時間的測量可以用表，位移的測量我們可以用尺。為了實驗方便，我們來學(xué)習(xí)一種既能測時間又能測位移的儀器。
（五）位移和時間的測量
生活中，人們可以用多種方法記錄某一時刻物體運動的位置，從而推斷出它在一段時間內(nèi)的位移，例如：用照相的方法記錄物體的位置，用鐘表記錄物體運動的時刻，也可以用頻閃照相的方法同時記錄運動的時刻和位置，學(xué)校實驗室中，常用打點計時器來記錄時間和位移。
通過多媒體課件動圖展示：停表和頻閃相機動圖，兩種打點計時器。

電磁打點計時器（常用），電火花計時器（誤差小）。
電磁打點計時器是一種使用交流電的測量時間的儀器。工作電壓4-6V，頻率為50Hz，相臨兩點的時間間隔為0.02s。
把紙帶和運動的物體連在一起，紙帶各點的距離就表示相應(yīng)時間間隔中物體
的位移大小。
通過多媒體課件動圖展示：電磁打點計時器實驗動圖。

還有一種打點計時器叫作電火花打點計時器，它的計時原理與電磁打點計時器相同，不過，在紙帶上打點的不是振針和復(fù)寫紙，而是電火花和墨粉。
兩種計時器的區(qū)別。

打點計時器的作用：1、測時間（直接測出，電源頻率 50 Hz，每隔 0.02 s秒打一個點）。2、測位移（直接測出）。
實驗：練習(xí)使用打點計時器
操作步驟：通過多媒體課件動圖展示：電磁打點計時器實驗操作動圖。
（1）固定計時器，一般是固定在鐵架臺上。
（2）穿紙帶，復(fù)寫紙上，紙帶下。
（3）啟動電源，拉紙帶，隨后立即關(guān)電源。必須是先開電，如果先紙帶，機器有故障怎么辦？先接通電源，再使紙帶運動，可使紙帶上打出的點更多，紙帶利用率更高。
（4）取下紙帶，從能夠看清的某個點開始（起始點，密集的舍去），往后數(shù)出若干個點。例如數(shù)出n個點，算出紙帶從起始點到第n個點的運動時間1。
(5)用刻度尺測量出從起始點到第n個點的位移x。
實驗基本流程是這樣，那么我們怎么樣通過紙帶來判斷判斷物體的運動規(guī)律呢？
通過研究紙帶，間接的反映物體運動情況：
1、打出的點越密，則運動越慢；

2、若打出的點間距相等，則物體做勻速直線運動。
注意事項：
（1）實驗前，應(yīng)將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并先輕輕試拉動紙帶，應(yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)象。
（2）使用打點計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶。
（3）手拉動紙帶時速度應(yīng)適中，以防點跡太密或太疏。
（4）使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。
（5）打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打完點后應(yīng)立即關(guān)閉電源。
常見的困難：
科學(xué)漫步：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（閱讀）

教學(xué)設(shè)計說明：最好能人手一個打點及時器，或者實物展示，初中根本沒有見過，所以還是多展示實物，和實驗動圖，后面再安排實驗，那就好多了。
〖板書設(shè)計〗
1.2 時間位移（第2課時）

三、直線運動的位移
位移的計算：（末位置坐標(biāo)減初位置坐標(biāo)）△x = x2-x1
負號表示位移方向與正方向相反。

位移—時間圖像

1、物體在每一時刻的位置或每一時間間隔的位移可以用圖象直觀地表示。
2、x-t圖象的物理意義：表示質(zhì)點做直線運動時位移隨時間變化的規(guī)律，不是運動的軌跡。
五、位移和時間的測量
實驗：練習(xí)使用打點計時器
注意事項
〖教學(xué)反思〗
1、位移時間圖像的運用也是高中物理的第一個圖像，位移是怎么在直角坐標(biāo)系中畫出來是難點，我們要抓住初末位置的有向線段來求解。
2、學(xué)生的動生能力較差，在打點計時器的使用要加強，注重他們的動手能力。

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