1.2位置 位移 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

2．位置 位移 ★课标要求 理解位移，知道它的准确含义，渗透对“物理量的变化”的认识。坐标系是数学知识在物理学科中的应用，在物理学中应用数学的知识，会使抽象的数字变得更加有意义，也使学生能在物理课的学习中经常体会到数理结合的魅力。 ★教材分析 研究质点位置随时间变化的规律是运动学的核心问题。研究质点的位置坐标随时间变化的关系，体现教科书的基础性。教学中，往往先在参考系上建立坐标系，由此可以确定质点的位置。可以先从一维坐标系开始描述位置及位置变化，再到二维坐标系，三维坐标系可以等以后再拓展。结合看地图等生活经验，学生应该是很容易理解和掌握二维坐标系的。 位移矢量性的教学是重点，教学中教师应常常提及并应用，让学生加强认知和巩固，尽快地熟悉和养成习惯。要强调位移与路程的区别、位移大小和路程的区别等，并通过课堂练习进行巩固。 对矢量和标量的学习是高中物理学习的重要标志。教学中要明确告诉学生，在今后学习物理量时，应该养成习惯：了解所学物理量是否具有方向性。既有大小又具有方向性的物理量称为矢量，只有大小不具有方向性的物理量称为标量。矢量的运算法则不同于标量（以后会学习到）。 本节内容是按“确定位置的方法——坐标系”“位置改变的描述——位移”“位置改变的表示——位移—时间图像”这三个主要板块来叙述的。“坐标系”和“图像”是数学概念和方法在物理中的应用，“位移”则是新引入的物理量。重点向学生强调：为了研究运动，我们需要运用多种方法和途径去分析和解决问题。 ★重难点 重点：位移、位移—时间图像。 难点：对位移作为矢量的理解，位移—时间图像的应用。 学生第一次学习矢量，常常会忽略位移的方向性，教学中教师要设法帮助学生尽快熟悉和形成习惯，并在以后学习速度、加速度、电场强度等矢量概念中养成大小和方向并重的观念。 ★教学目标 1．理解坐标系的概念，会用一维和二维坐标系描述物体的位置以及位置的变化。 2．理解位移概念，知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向。 3．知道位移、位置、路程等概念的区别与联系，能用平面坐标系正确描述直线运动的位置和位移。 4．理解位移－时间图像，会用图像计算速度的大小，体会数学在物理中的重要性。 5．知道矢量与标量运算的差异，会进行一维情况下的矢量运算。 ★教学过程 一、坐标系 1．引入。 穿越沙漠最可怕的事情就是迷路。在茫茫的沙漠中，必须要时时弄清三个问题：“我在哪里？”“我要去的地方在哪里？”“选哪条线路最佳？”。这里涉及三个重要的物理量：“位置”“位移”和“路程”。 2．一维直线坐标系。 初中数学中的动点问题引入坐标系，可以用来确定质点位置。根据教科书中甲虫在铁丝上爬行的例子，甲虫从x1位置爬行到x2位置，如何表示？如何表示甲虫位置的变化？ 如果甲虫从x2位置又爬回x1位置呢？ 提出问题： （1）x1=2m中的负号表示什么含义？ （2）为什么用来表示位置变化，其中的减号表示的含义是什么？ （3）两个结果绝对值相同说明什么？符号相反说明什么？ 设计意图：学生通过这些问题的讨论，首先学习如何根据初、末位置的变化求位移，认识到位置变化量的方向与坐标轴的正方向有关。这为后面进行一维坐标中的矢量运算，特别是在正方向选择后，矢量取正、负值的物理含义的认识做了前期准备。 追问：假设，已知初位置x2和位移，求末位置，应该怎么计算？ 设计意图：以此训练学生进行一维坐标系中的矢量运算。 3．通过PPT介绍二维坐标系和三维坐标系。 二、位移 1．引入。 教师：我想从上海自驾到苏州，请问怎么走呢？电子地图可以帮我规划方案（播放PPT上的图片，或直接用电子设备调用地图，而后投影）。地图上显示了三个方案，这三个方案分别是怎么走的？有何不同之处？ 学生从路径、路程长度等角度分析。 教师追问：这三个方案有何共同之处。 学生发现地图上出发位置和终点位置始终是相同的。 教师：我们有时只关心我们要从哪座城市到哪座城市，即只关心运动的初位置和末位置，而不关心物体行进的具体路径。于是，物理学中引入了一个描述物体位置变化的物理量，称为位移。位移常用初位置指向末位置的有向线段来表示。现在，请同学们来表示一下上海到苏州的位移。 学生描述，教师用PPT展示出地图上上海到苏州的位移。 教师：在导航过程中，这根红线一直是从你所在位置指向目标位置，即在前进的道路上，必须时刻准确地控制好自己的位置变化——位移，否则，你将会迷失方向。 2．在地图上画出家到学校的位移。 教师：现在，根据本市的城区图，请你按照比例在纸上画一幅地图，要求在地图上标明你从家到学校的路径，可以多画几条，并画出你从家到学校的位移。 学生按老师要求组织学习活动。 设计意图：位移这个物理量的概念是在描述物体运动的实际需要中引入和提炼的。所以，应在实际运动问题的分析中理解和掌握。位移与路程的区别