第二节 位置的变化 位移（表格式教学设计）物理沪科版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“位置的变化”这一核心概念，围绕时刻与时间间隔、路程与位移、矢量与标量及位移—时间图像等关键内容展开，通过航天发射和田径赛事的真实情境导入，自然衔接前后知识点，构建起从生活经验到物理模型的学习支架。 本设计突出科学思维与科学探究的融合，以时间轴建模、坐标系建立和打点计时器实验为抓手，引导学生在真实问题中抽象物理概念，如用Δx=x₂−x₁定量计算位移并理解正负号方向意义，体现模型建构与科学推理能力培养。课堂练习中设置圆周运动位移分析题，强化矢量方向判断，凸显物理观念的深化。教师可直接套用结构化流程开展教学，学生则在动手实践中提升证据意识与批判性思维，实现素养导向的教学落地。

第二节 位置的变化 位移（教学设计） 年级 高一 学科 物理 课时数 课题 第一章 运动的描述第二节 位置的变化 位移（教学设计） 教学 目标 1. 物理观念 （1）认识时刻、时间间隔的区别与联系，理解“时间轴”这一抽象模型的意义。 （2）理解路程与位移的区别与联系，体会用矢量描述位置变化的必要性。 （3）知道矢量、标量的概念，能举例区分二者。 2. 科学思维 （1）能在具体问题中抽象出时间轴和空间坐标系，借助数形结合方法定量描述运动。 （2）能利用Δx=x2−x1对直线运动位移进行计算，并用正负号表征方向。 （3）初步学会用位移—时间图像表达和解读运动信息。 3. 科学探究 （1）通过“时间轴探究”“坐标系建立”“打点计时器操作”等活动，体验提出问题、设计方案、记录数据、分析解释的完整科学探究过程。 （2）能在实验中发现测量误差来源，探究改进方案，理解“减少非人为误差”的实验思想。 4. 科学态度与责任 （1）感受中国航天、竞技体育蕴含的“追求卓越、勇于创新”的科学精神。 （2）在实验操作中保持严谨规范，养成尊重客观事实、实事求是的科学态度。 教材 分析 教材在第一章“运动的描述”中承上启下：前面“质点及其运动”和“参考系”解决了“从哪里看”与“看谁在动”的问题，本节课首次引入“用什么量描述运动的变化”，是整个运动学的起点。 课文内容包括“时刻与时间间隔”“路程与位移”“矢量与标量”“位置与位移的定量表示”“位移—时间图像”“位移和时间的测量（打点计时器）”六部分。 教学重点 1. 位移与路程的区别和联系。 2. 用坐标系、正负号、图像三种方式描述位移。 教学难点 1. 将抽象的“时刻”“时间间隔”与时间轴联系起来并准确表达。 2. 正确理解矢量方向，能在复杂路径中判断位移大小与符号。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 2020年7月23日12时41分，中国在文昌航天发射场，用长征五号运载火箭将中国首次火星探测任务“天问一号探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道。8月2日7时整，探测器发动机开机工作20秒，顺利完成第一次轨道中途修正。探测器预计2021年5月降落到火星表面。 上述材料中描述的时间有什么不同之处？ 2018年8月26日晚，雅加达亚运会田径大项结束了男子100米决赛争夺，中国选手苏炳添以9秒92获得冠军！打破了卡塔尔选手费米-奥古诺德在上届亚运会上创造的9秒93的亚运会纪录！ 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、时刻与时间间隔 1. 时刻与时间间隔 （1）定义 ①时间轴 ②时刻是指某一瞬时。 ③时间间隔是指两个时刻之间的间隔。 （2）时刻与时间间隔在时间轴上的表示 时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。 时间间隔：是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示。时间间隔简称时间。 【例1】在时间轴上如何表示下述六项？第六秒，第六秒内，六秒内，第六秒初，第六秒末，前两秒 2. 时间计量 （1）法定计时单位 :秒、分、时、日、年 （2）常用时间单位 :刻，周，季度 （3）时间的测量 掌握时间轴、时刻和时间间隔的定义 理解时刻与时间间隔在时间轴上的表示方式 记忆所有计时单位和测量时间的方式 学习新课 二、路程与位移 1. 坐标系 一般说来，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。 需要标明：原点、正方向、标度、单位。 （1）描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系。 （2）描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系。 （3）描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系。 ①一维坐标（直线坐标）： 某一物体运动到A点时，此时它的位置坐标： 某一物体运动到B点时，此时它的位置坐标： 从A运动到B点，它运动了：7m 如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？ ②二维坐标（直角坐标）： 若要描述飞机在空中的位置变化情况呢？ ③三维坐标（立体坐标）： 2. 路程和位移 （1）路程（path）：是物体运动轨迹的长度。 （2）位移（displacement）：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段，来描述物体位置的变化。 由初位置指向末位置的有向线段能准确地描述位置的变化。 （3）路程与位移的比较 ①路程只有大小，没有方向，是标量； ②位移有大小，有方向，是矢量； ③质点在做方向不变的直线运动时，位移大小才等于路程，其他情况下位移大小要小于路程。 ④路程与位移在国际单位制中有相同的单位：米（m） 3. 矢量与标量 （1）矢量和标量 ①矢量：矢量是既有大小又有方向的物理量。例如：位移、速度、力等. ②标量：标量是只有大小没有方向的物理量。例如：路程、时间、质量、密度、功、温度等。 （2）在坐标轴上表示位移 4. 位移—时间图像 我们能不能把表中的数据用坐标来表示呢? 1.作图步骤: (1)建立平面直角坐标系,用横轴表示时间t，用纵轴表示位移X。 (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.在平面直角坐标系中,横轴表示时间t,纵轴表示位移X,根据给出的(或测定的)数据,作出几个点的坐标,用平滑的线将几个点连接起来,这条线是位移时间图象,简称位移图像。 3.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时刻间的时间是5S;10表示10S末时刻与0时刻间的时间是10S。 4.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。 区分不同的坐标系并掌握不同的应用情景 掌握识记路程和位移的概念 掌握路程和位移的区别以及标量和矢量的概念 识记哪些物理量是标量哪些是矢量 学习新课 三、两种打点计时器 1. 认识打点计时器 （1）电磁打点计时器 打点计时器是测量时间的仪器。接在50Hz的交流电源上时，相临两点的时间间隔为0.02s。 ①原理 ②构造 ③工作电压：6V以下 （2）电火花计时器 ①原理：脉冲电流经放电针，墨粉纸盘放电 ②构造： ③工作电压：220V 2. 两种计时器的比较 3. 练习使用打点计时器 （1）操作步骤 ①固定计时器 ②穿纸带 ③启动电源，拉纸带，随后立即关电源 （2）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使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，墨粉纸盘位于两条纸带中间，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 （3）常见现象原因分析 识记两种大打点计时器的原理、构造以及工作电压 区分两种打点计时器，尤其是打点频率和打点方式 掌握打点计时器的操作步骤以及注意事项 理解在使用打点计时器时常见注意事项 课 堂 练 习 1. （多选）关于时刻和时间，下列说法中正确是 ( BC ) A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B．时刻对应位置，时间对应位移 C. 作息时间表上的数字表示时刻 D．1 min内有60个时刻 2. （多选）关于时间和时刻，下列说法正确的是( ACD ) A．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻 B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间 C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间 D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻 3. 下列关于位移和路程的说法中，正确的是（ C ） A．位移大小和路程不一定相等，所以位移不等于路程 B．位移的大小等于路程，方向由起点指向终点 C．位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短 D．位移描述直线运动，路程描述曲线运动 4. ABCD是半径为R的圆的四个顶点，一小白兔由A出发沿圆周绕行一圈，途经ABCD四点，问： 1)由A到B的过程，它通过的位移大小是多少？ 2)由A到C的过程呢？ 3)由B到C的过程呢？ 4)由A到D的过程呢？ 5)由A到A的过程呢？ 5. 如图，一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，规定向右方向为正方向.在此过程中，它的位移和路程分别为 （ C ） A.4R，2πR B.4R， 2πR C.-4R，2πR D.-4R，-2πR 板 书 设 计 第一章 运动的描述第二节 位置的变化 位移 一、时刻与时间间隔 1. 定义 （1）时间轴 （2）时刻是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。 （3）时间间隔是指两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示。 2. 时间的计量 （1）常见计时单位 :秒、分、时、日、年 （2）时间的测量：秒表和打点计时器 二、路程与位移 1. 坐标系：一般说来，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。分类：①一维直线坐标系 ②二维平面直角坐标系 ③三维立体空间坐标系 2. 路程和位移 （1）路程（path）：是物体运动轨迹的长度。路程只有大小，没有方向，是标量。 （2）位移（displacement）：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段，来描述物体位置的变化。位移有大小，有方向，是矢量。 质点在做方向不变的直线运动时，位移大小才等于路程，其他情况下位移大小要小于路程。 3. 矢量与标量 （1）定义①矢量：矢量是既有大小又有方向的物理量。例如：位移、速度、力等。 ②标量：标量是只有大小没有方向的物理量。例如：路程、时间、质量、功、温度等。 （2）在坐标轴上表示位移： 4. 位移—时间图像 三、两种打点计时器 1. 两种打点计时器的原理、构造以及工作电压 2. 区分两种打点计时器 3. 练习使用打点计时器 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $