高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移优质ppt课件

1.2 时间 位移

教学目标与核心素养

物理观念：能建立时间和位移的物理观念，知道时间时刻，位移位置的区别与联系。

科学思维：严密的数学思维方法，能用坐标系来理解时间和时刻，位置和位移，学会用图像描述运动，掌握位移时间图像。

科学探究：知道时间和位移的意义，掌握时间和位移的思想和方法。

科学态度与责任：通过时间位移的学习，要让学生了解生活和物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实，养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

教学重难点

重点：1、位移-时间图像的理解的应用。

2、掌握和使用打点计时器。

难点：1、理解位移的概念，会用有向线段表示位移。

2、打点计时器的使用。

教学过程

【新课引入】

前面学习了用一维坐标系描述物体的位置，那么，在一维坐标系中位移应该如何表示呢？

【新知探究】

（一）直线运动的位移

物体做直线运动，在时刻t1处于位置x1，经过一段时间，在时刻t2，到达位置x2，则位移是初位置指向末位置，即红色箭头。那么

位移的计算：末位置坐标减初位置坐标，△x = x2  -  x1。

课本思考与讨论：某物体从A点出发运动到达B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？

学以致用，把初末位置的坐标值带入公式即可。解：△x = xB -  xA，末位置坐标减初初位置坐标。= 2m - 5m=-3m。负号表示位移方向与正方向相反。

教学设计说明：学生困惑的地方在于，课本的公式是x2-x1，到后面这里变成AB，觉得不可思议，其实这里主要是抓住初末位置的坐标差，而不是字母的表示。初中习惯了，固定字母的表示意义，所以要在这里加强。

课堂练习：例4：一个物体从p点运动到Q点，坐标xp为3m，xQ为-2m，它的位移大小是多少?方向如何？请你画出它的位置坐标和位移矢量。

解：△x = xQ -  xP，末位置坐标减初初位置坐标。= -2m - 3m=-5m。负号表示位移方向与正方向相反。

（四）位移——时间图像

通过多媒体课件动图展示：汽车运动过程的速度变化情况。例如：在平直的公路旁每隔100米竖立着有标号的电线杆,一观察者坐在汽车上。研究汽车经过标杆时的运动情况。

那么为了更加直观的观察到速度随时间的变化情况，我们一般都是通过列表或者图形来看。

有没有更加方便方法呢?我们把表中的数据用坐标来表示。物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图象直观地表示。

1、作图步骤：①建立平面直角坐标系,选时刻t为横轴,选位置x为纵轴。

②描点法描出数据。

③用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来。

2、图线就是位置-时间图象，通过它能直观地看了物体在任意时刻的位置。

3、如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等（x=Δx），位置-时间图像就成为位移-时间图像，以称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。

4、横坐标中的5、10……的含义是什么？

5表示5S末；10表示10S末。或5表示5S末时刻与0时刻间的时间间隔是5S；10表示10S末时刻与0时刻间的时间是10S。

5、纵坐标中的100、200……的含义是什么？

100表示100m处的位置；200表示200m处的位置。或100表示100m处的位置与参考点0间的位移是100m；200表示200m处的位置与参考点0间的位移是200m。

6、x-t图象中A点表示的含义？

A点表示汽车在5s末时刻处在100m处的位置。A点表示汽车在5s末时刻相对于参考点的位移是100m。

7、x-t图象的物理意义。

表示质点做直线运动时位移随时间变化的规律，不是运动的轨迹。

下面我们来学习几种具体的位移——时间图像。

通过多媒体课件动图展示：物体运动 的位移——时间图像。

①直线表示的是：物体做匀速直线运动。

②曲线表示的是：物体做匀加速直线运动。

③平行于t轴的直线表示的是：物体静止。

教学设计说明：图示是在课本有的，对其进行补充。

如图：两图象的交点代表两物体相遇

a.图线向上走代表物体向正方向运动。

b.图线水平代表物体静止。

c.图线向下走代表物体向负方向运动。

课堂练习：例5：一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。图 近似描写了汽车在 0 时刻到 40s这段时间的 x-t图像。通过分析回答以下问题。

（1）汽车最远位置距离出发点约为多少米？

（2）汽车在哪段时间没有行驶？

（3）汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？

解：看图中的纵坐标，图线对应过来最大是30米。图线水平代表物体静止，所以汽车在10s-20s时间内位置不变，静止。图线向上走代表物体向正方向运动，图线向下走代表物体向负方向运动。所以汽车在0-10s时间内位移越来越大，驶离出发点，汽车在20s-10s时间内位移越来越小，驶向出发点。

在前面的学习中，我们知道时间的测量可以用表，位移的测量我们可以用尺。为了实验方便，我们来学习一种既能测时间又能测位移的仪器。

（五）位移和时间的测量

生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置，从而推断出它在一段时间内的位移，例如：用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录运动的时刻和位置，学校实验室中，常用打点计时器来记录时间和位移。

通过多媒体课件动图展示：停表和频闪相机动图，两种打点计时器。

电磁打点计时器（常用），电火花计时器（误差小）。

电磁打点计时器是一种使用交流电的测量时间的仪器。工作电压4-6V，频率为50Hz，相临两点的时间间隔为0.02s。

把纸带和运动的物体连在一起，纸带各点的距离就表示相应时间间隔中物体

的位移大小。

通过多媒体课件动图展示：电磁打点计时器实验动图。

还有一种打点计时器叫作电火花打点计时器，它的计时原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。

两种计时器的区别。

打点计时器的作用：1、测时间（直接测出，电源频率 50 Hz，每隔 0.02 s秒打一个点）。2、测位移（直接测出）。

实验：练习使用打点计时器

操作步骤：通过多媒体课件动图展示：电磁打点计时器实验操作动图。

（1）固定计时器，一般是固定在铁架台上。

 （2）穿纸带，复写纸上，纸带下。

（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源。必须是先开电，如果先纸带，机器有故障怎么办？先接通电源，再使纸带运动，可使纸带上打出的点更多，纸带利用率更高。

（4）取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点，密集的舍去），往后数出若干个点。例如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间1。

(5)用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。

实验基本流程是这样，那么我们怎么样通过纸带来判断判断物体的运动规律呢？

通过研究纸带，间接的反映物体运动情况：

1、打出的点越密，则运动越慢；

2、若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。

注意事项：

（1）实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉动纸带，应无明显的阻滞现象。

（2）使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。

（3）手拉动纸带时速度应适中，以防点迹太密或太疏。

（4）使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。

（5）打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源。

常见的困难：

科学漫步：全球导航卫星系统（阅读）

教学设计说明：最好能人手一个打点及时器，或者实物展示，初中根本没有见过，所以还是多展示实物，和实验动图，后面再安排实验，那就好多了。

【课堂小结】

一、直线运动的位移

位移的计算：（末位置坐标减初位置坐标）△x = x2-x1

负号表示位移方向与正方向相反。

二、    位移—时间图像

1、 物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图象直观地表示。

2、x-t图象的物理意义：表示质点做直线运动时位移随时间变化的规律，不是运动的轨迹。

三、位移和时间的测量

实验：练习使用打点计时器

注意事项

课后反思

1、位移时间图像的运用也是高中物理的第一个图像，位移是怎么在直角坐标系中画出来是难点，我们要抓住初末位置的有向线段来求解。

2、学生的动生能力较差，在打点计时器的使用要加强，注重他们的动手能力。