1.2 时间 位移（教学设计）物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦时间、位移核心概念，通过机器人比赛视频导入，引发位置描述与时间数字的思考，结合火车飞机订票APP截图等生活场景，搭建从生活经验到物理概念的学习支架，衔接时刻与时间间隔、位移与路程的辨析。 资料亮点在于融合科学思维与科学探究，通过时间轴对比、北京到重庆路径分析等培养对比归纳能力，借助打点计时器实验和x-t图像绘制提升数据处理能力，强化矢量物理观念，丰富实例与分层练习助力教师高效教学，帮助学生建立严谨运动学概念体系。

第2节 时间 位移（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第2节 时间 位移 教学 目标 物理观念 区分时刻与时间间隔的物理概念，掌握时间的规范描述方法；理解位移的定义、矢量属性与物理意义，明确位移与路程的本质区别，建立矢量与标量的基础物理认知，形成准确描述物体位置变化与运动时长的运动学观念。 科学思维 通过对比辨析时刻与时间、位移与路程，培养对比归纳、逻辑辨析的思维能力；初步建立矢量思维，学会区分有方向的物理量与无方向的物理量，掌握利用位置变化分析运动过程的思维方法，规避生活化直觉带来的认知错误。 科学探究 结合生活运动场景、运动轨迹示意图，自主观察、分析运动过程中的时间节点与位置变化；能够通过绘图、案例对比的方式，探究路程与位移的差异，学会用物理图像、物理符号规范描述运动信息，提升基础的数据分析与规律归纳能力。 科学态度 与责任 体会物理概念的严谨性、准确性，摒弃生活化模糊认知，养成精准定义、规范表述的科学习惯；认识物理量对描述运动规律的重要价值，感受物理知识对生活运动现象的精准解读，树立严谨求实、尊重规律的科学态度。 教学 重难点 1.理解时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。（重点） 2.理解位移的概念以及它与路程的区别。（重点） 3.学会位移和时间的测量方法，并初步理解位移—时间图像。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 观看视频： 思考与讨论： (1)结合视频，如果我们要准确的描述一机器人在比赛中所处的的位置，你认为应该采用什么方法？ (2)你对视频右下角的数字是怎样认识的？ 学生观看视频 分组讨论并 交流分享 新课讲授 一、时刻和时间间隔 【思考与讨论】 我们的学习场景： 我们常说 “第一节上课时间是8：00”，“一节课的时间是45分钟”。这两句话中时间意思相同吗？ 一、时刻和时间间隔 1．时刻：指某一瞬时，在时间数轴上以点表示。 2．时间间隔：时间间隔指两时刻的间隔，在时间数轴上用线段表示，简称时间。 3.时间轴表示时间和时刻： （1）请在时间轴上表示出第1s、第2s、第3s。 （2）请在时间轴上表示出前1s、前2s、前3s。 （3）请在时间轴上表示出第1s末和第2s初、5s时和第5s末。 【学以致用】 如图所示，分别是火车和飞机订票APP截图，你能从图中找出哪些是时刻、哪些是时间间隔吗？ 【例1】关于时间间隔和时刻，下列说法中正确的是（　　） A．第2 s末就是第3 s初，指的是时间间隔 B．物体在10 s时指的是物体在10 s初时，指的是时刻 C．物体在10 s内指的是物体在9 s末到10 s初这1 s的时间间隔 D．物体在第12 s内指的是物体在11 s末到12 s末这1 s的时间间隔 【答案】D 【详解】A．前一秒末和后一秒初指的是同一时刻，即第2 s末就是第3 s初，指的是时刻，故A错误； B．10 s时指的是11 s初这一时刻，故B错误； C．10 s内指的是0到10 s末这一段时间间隔，故C错误； D．物体在第12 s内指的是物体在11 s末到12 s末这1 s的时间间隔内，故D正确。故选D。 分组讨论并 交流分享 学生记忆并时间时刻的概念 学生掌握时间轴上时间和时刻的表示方法 学生根据刚才所学和实际生活经验回答问题 学生动手练习 新课讲授 二、位置和位移 思考与讨论：机器人在百米比赛中，你如何定量直观的描述物体位置呢? 1.坐标系：为定量描述物体的位置及位置变化，需在参考系上建立适当坐标系。若要定量直观描述物体位置，可借助数学知识建立直线坐标系。它的三要素：原点、正方向、单位长度。 【思考与讨论】 (1)如图，从北京到重庆走高速公路有多种路径可选，这些路径虽不同，却有共性，你能找出来吗？ (2)我们应该如何描述沿不同路径、不同方向发生的物体位置变化情况呢？ (3)若从北京到某一地点的线段长度，与北京到重庆的线段长度相等，两处位置变化是否相同？ (4)我们该如何调整，才能更精准地描述沿不同路径的位置变化？ 2.路程与位移 （1）路程：物体运动轨迹的长度； （2）位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段. ①大小：初、末位置间线段的距离 ②方向：初位置指向末位置 3.矢量和标量 （1）矢量：既有大小又有方向的物理量叫作矢量。如：位移 （2）标量：只有大小没有方向的物理量叫作标量。如：路程。 （3）注意： ①矢量有方向，常以正负表方向； ②描述矢量，需兼具大小与方向； ③唯有大小、方向均相同，两矢量才相等。 4.路程和位移的区别 位移 路程 有方向、矢量 没有方向、标量 只与初、末位置有关 只与运动路径有关 质点作单向直线运动时，位移的大小等于路程。否则路程总是大于位移的大小。 【例2】小李驾车从图书馆出发到公园的手机导航路线图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图中“8分钟”指的是时刻 B．图中“2.1公里”指的是位移的大小 C．图中三种路线的位移相同 D．图中研究汽车在导航图中的位置时，不能把汽车看成质点 【答案】C 【详解】A．题图中“8分钟”指的是从图书馆出发到公园的时间，故A错误； B．题图中“2.1公里”指的是运动轨迹的长度，是路程，故B错误； C．题图中三种路线都是从图书馆到公园，三种路线的起点和终点相同，因此位移相同，故C正确； D．题图中研究汽车在导航图中的位置时，汽车的形状和大小可以忽略，因此能把汽车看成质点，故D错误。故选C。 学生思考分享 学生掌握坐标系的概念及建立的三要素 学生分组讨论并分享 学生掌握路程和位移的概念 学生掌握矢量和标量的概念 学生明确路程和位移的区别 学生动手练习 新课讲授 三、直线运动的位移 思考与讨论：我们已经学习了用一维坐标系描述物体位置，那在一维坐标系中，位移该如何表示呢？ 做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段，常用Δx表示位移Δx＝x2-x1。　 【思考与讨论】 1.某物体从A点运动到B点，坐标xA为-2m，xB为3m，物体的位移大小为多少？方向如何？　 2.某物体从A点运动到B点，坐标xA为3m，xB为-2m，物体的位移大小为多少？方向如何？ 3.式子中（-2m）中的“-”号表示的含义是什么？ 4.结果中的“-”号又表示什么？ 5.两个结果绝对值相同说明什么？符号相反说明什么？ 【例3】如图所示，在距离地面高的位置竖直向上抛出一枚网球，观测到网球上升后回落，最后落回地面。空气阻力忽略不计，规定竖直向上为正方向。以抛出点为坐标原点建立一维坐标系，下列说法正确的是（　　）    A．最高点的位置坐标为，落地点的位置坐标为 B．网球从抛出点到最高点的位移为 C．网球从抛出点到落地点的位移为 D．网球从最高点到落地点的位移为 【答案】C 【详解】A．以抛出点为坐标原点建立坐标系，竖直向上为正方向，从高出地面的位置开始抛出小球，所以落地点的坐标为，网球上升后回落，则最高点的坐标为，故A错误； B．网球上升后回落，则网球从抛出点到最高点的位移为，B错误； C．落地点的坐标为，网球从抛出点到落地点的位移为，故C正确； D．网球在最高点的坐标为，落地点的坐标为，所以网球从最高点到落地点的位移为，故D错误。故选C。 学生分组讨论 学生掌握直线运动位移的求解 学生分组计算并分享结果 学生动手练习 新课讲授 四、位移-时间图像 【思考与讨论】 若已知某辆汽车任一时刻的位置或某时段内的位移，有何办法可直观表示该汽车每一时刻对应的位置？ 1.列表法： 时间t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位移x/m 0 100 200 300 400 2.图像法： (1)建立平面直角坐标系，横轴表时间t，纵轴表位移x； (2)描点法描出数据； (3)以平滑曲线尽可能连接绝大部分点。 3.x-t 图像的物理意义： （1）x-t图象中A点表示的含义？ （2）x-t图象是否反映物体的运动轨迹？ 【例4】甲、乙两物体在同一直线上运动的图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点则从图像中得出的结论，正确的是（　　） A．甲比乙先出发 B．乙比甲先出发 C．甲开始运动时，甲在乙前面处 D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙 【答案】D 【详解】AB．由图像可知，甲乙由t=0时刻同时出发，AB错误； C．甲开始运动时，乙在甲前面处，C错误； D．由图像可知，甲在中途停了一会儿（与t轴平行的一段），但最后还是追上了乙（在两图像的交点位置），D正确。故选D。 学生分组讨论 学生明确列表法 学生学会绘制图像的方法 学生分组讨论问题，初步明确位移时间图像的物理意义 学生动手练习 新课讲授 五、位移和时间的测量 【回顾与思考】 结合初中所学知识与生活常识，说一说你了解哪些记录物体位置和时间的工具与方法？ 1.两种打点计时器 2.两种打点计时器的工作电压及应用 （1）工作电压：电磁打点计时器：8v低压交流电；电火花打点计时器：220v交流电。 （2）日常应用： ①测时间：电源频率50Hz，每隔0.02s打一个点 ②测位移 ③研究纸带——研究物体的运动 3.打点计时器使用步骤 （1）熟悉打点计时器构造，再将其固定。 （2）安装纸带并调整位置。 （3）先启动电源，再拉纸带，随后立即关电源。 （4）取下纸带，以参考点为基准用刻度尺测位移，设计表格记录数据。 区间 0-5 0-10 0-15 0-n x/m t/s （5）利用表格记录数据，合理选取标度做出x-t图像。 （6）整理器材。 【例5】电磁打点计时器是一种使用____电源的计时仪器，其工作电压约为____V。若电源频率为50Hz，则打点的时间间隔为____s。如果每打5个点取一个计数点，那么相邻两个计数点间的时间间隔为____s。如图A、B、C、D是打点计时器在纸带上打下的四个点，从图中读出A、B两点间距s=____cm。 【答案】 交变 8 0.02 0.10 0.70 【详解】[1][2]电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，其工作电压约为8V； [3]电磁打点计时器使用频率为50Hz的电源，打点周期即相邻两个计时点间的时间间隔为0.02s，如果每打5个点取一个计数点，那么相邻两个计数点间的时间间隔为0.10s； [4]由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，A、B两点间的距离为s=1.70cm－1.00cm=0.70cm。 【科学漫步—全球导航卫星系统】 学生认识两种打点计时器的构造、工作电压等 学生练习使用打点计时器 学生测量数据并绘制x-t图像 学生动手练习 学生了解导航卫星 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．以下的计时数据指时间的是（　　） A．2020年7月12日6时38分，在河北唐山市古冶区发生5.1级地震 B．某同学百米赛跑时在14 s末冲过终点线 C．期中物理考试时间为90 min D．开往上海的动车于07∶42从济南站发车 【答案】C 【详解】A．2020年7月12日6时38分指某一瞬间，不是时间，是时刻，故A错误； B．14 s末指一个瞬间，是时刻，不是时间，故B错误； C．期中物理考试时间为90 min，90 min是指时间，是开考与考试结束的时间间隔，故C正确； D．07∶42是时刻，是指一个瞬间，故D错误。 故选C。 2．对于体育比赛的论述，下列说法正确的是（　　） A．运动员跑完800m比赛，指的是路程大小为800m B．运动员铅球成绩为4.50m，指的是位移大小为4.50m C．某场篮球比赛打了两个加时赛，共需10min，指的是时刻 D．足球比赛挑边时，上抛的硬币落回地面猜测正反面，该硬币可以看作质点 【答案】A 【详解】A．运动员跑完800m比赛，运动员的轨迹是曲线，因此指的是路程大小为800m，A正确； B．运动员铅球成绩为4.50m，指的是铅球在水平方向的分位移大小为4.50m，B错误； C．某场篮球比赛打了两个加时赛，共需10min，10min指的是一段时间，是时间间隔，C错误； D．足球比赛挑边时，上抛的硬币落回地面猜测正反面，该硬币的大小和形状不能忽略，否则就分不出硬币的正反面，因此该硬币不可以看作质点，D错误。故选A。 3．周末爷爷奶奶要来玩，小聪乘坐出租车从小区门口出发，到汽车站接到爷爷奶奶后立即乘坐同一辆出租车回家，出租车票据部分信息如图所示。下列说法正确的是（　　） A．10:21指的是时间间隔 B．10:54指的是时刻 C．整个过程的路程为0 D．整个过程的位移大小为20.6 km 【答案】B 【详解】A．图中10：21是上车的时间点，表示时刻，故A错误； B．图中10：54是下车的时间点，表示时刻，故B正确； C．路程是运动物体的轨迹长度，故整个过程的路程为20.6km，故C错误； D．位移的大小指从初位置指向末位置的有向线段的长度，由题意可知，出租车返回出发地，故位移为零，故D错误。 故选B。 4．某人驾车从国家体育场到沈阳奥林匹克体育中心。他利用手机地图的导航功能规划路线，在“距离最短”的方案中显示的“8小时58分”“724公里”分别指的是（　　） A．时间间隔、位移 B．时间间隔、路程 C．时刻、位移 D．时刻、路程 【答案】B 【详解】“8小时58分”的时长为时间间隔，导航距离“724公里”为路程。故选B。 5．武当山位于湖北省十堰市丹江口市境内，以“四大名山皆拱揖，五方仙岳共朝宗”的“五岳之冠”地位闻名于世。如图所示是武当山太常观门上的半径为R的中国古代阴阳鱼太极图，中央“S”形部分是两个直径都为R的半圆。若将太极图放置于竖直平面，阴鱼在上，阳鱼在下，两鱼眼（恰好位于“S”形部分的圆心，可以近似看作质点）位于同一竖直线上，现将太极图沿水平地面无滑动滚动，当阴鱼鱼眼第一次运动到正下方时，阴鱼鱼眼的位移大小为（　　） A．πR B．2πR C．R D．R 【答案】C 【详解】由于太极图沿水平地面无滑动滚动（表明太极图前进的距离等于相应圆弧的长度），当阴鱼鱼眼第一次运动到正下方时，太极图在地面上滚动的距离恰好等于大圆圆周长的一半，即πR。两鱼眼间距为R，如图所示 由勾股定理可得阴鱼鱼眼的位移大小 故选C。 6．某校操场的国旗平台离地面的高度是0.5m，将坐标系的原点定在平台上，取旗杆所在直线向上为坐标轴的正方向，旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为10.9m和9.4m，那么A、B两点的坐标分别是（　　） A．10.9m，9.4m B．11.4m，9.9m C．10.4m，8.9m D．10.9m，－9.4m 【答案】C 【详解】A点的坐标为 xA＝10.9m－0.5m＝10.4mB点的坐标为 xB＝9.4m－0.5m＝8.9m 故选C。 7．要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置，可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来（    ） A．如果汽车的坐标是30m，表示它在岗亭以西30m处 B．如果汽车的坐标是－20m，表示它在岗亭以东20m处 C．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了10m D．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了50m 【答案】D 【详解】A．如果汽车的坐标是30m，表示它在岗亭以东30m处，故A错误； B．如果汽车的坐标是－20m，表示它在岗亭以西20m处，故B错误； CD．如果汽车的坐标由30m变为－20m，则汽车的坐标变化量为 表示它由东向西运动了50m，故C错误，D正确。 故选D。 8．滑冰者在冰面上滑行的路径由两个半圆组成，如图所示，则从A运动到B的过程中滑冰者的滑行路程和位移大小分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】滑冰者滑行的路程为实际路径的长度，故从A运动到B的过程中滑冰者的滑行路程为位移为初、末位置的直线距离，方向由初位置指向末位置，故从A运动到B的过程中滑冰者的位移大小为故选C。 9．如图所示为甲、乙两个物体在同一直线上运动的位移—时间图像，由图像可知（　　）    A．乙开始运动时，两物体相距 B．在这段时间内，两物体间的距离越来越小 C．在这段时间内，两物体间的距离逐渐减小 D．两物体在时相距最近，在相距最远 【答案】B 【详解】AB．甲的出发地与乙的出发地相距，乙比甲晚出发；内两者之间的距离逐渐减小，乙出发时距离甲的位置小于，故A错误，B正确； C．在这段时间内，甲、乙两者之间的距离先减小后变大，故C错误； D．由图知，时两物体间的距离在继续减小，故D错误。 故选B。 10．如图所示，左图是打点计时器在某次实验中打出的纸带，右图是某打点计时器的示意图，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 C．纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为，两点间距离为，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 【答案】D 【详解】A．该打点计时器应接在交流电源上。故A错误； B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方，所需时间越长，表示纸带的运动速度越小。故B错误； C．纸带上相邻两点间的时间间隔为故C错误； D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为，两点间距离为，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度。故D正确。 故选D。 11．电磁打点计时器工作时使用___（选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，每隔___s打一次点．其工作时的基本步骤如下： A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭电源 B．将电磁打点计时器接上相应的电源 C．将纸带穿过两个限位孔并从复写纸下面通过 D．接通开关，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是___．（按顺序填写步骤编号） 【答案】 交流 0.02 CBDA 【详解】第一二空、交流、0.02电磁打点计时器使用低压交流电源，工作电压为46V，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点．第三空、CBDA 工作时，先安装纸带，将纸带穿过两个限位孔并从复写纸下面通过，然后将电磁打点计时器接上相应的电源，接通开关，立即拖动纸带运动，当纸带完全通过计时器后，及时关闭电源，所以上述步骤正确的顺序是CBDA． 12．电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用______ 电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是______ V，电火花打点计时器工作电压是______ V，当电源频率是50Hz时，它每隔______ 打一个点．在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到纸带如图，由图可知点O与点D之间的距离d= ______ ．    【答案】 交流 4-6 220 0.02 8.45cm 【详解】[1][2][3][4][5]高中所用打点计时器都是用的交流电源，电磁打点计时器用的是4-6V的交流电压，电火花打点计时器工作电压220V，，根据刻度尺读法可得。 课 堂 小 结 板 书 设 计 第2节 时间 位移 一、时刻和时刻间隔 1.时刻：是指某一瞬时，在表示时间数轴上，用点来表示。 2.时刻间隔：是指两时刻的间隔，在表示时间数轴上用线段来表示，时间间隔简称时间。 二、位置和位移 1.路程：物体运动轨迹的长度。 2.位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段，有大小有方向。 三、直线运动的位移 常用Δx表示位移Δx＝x2-x1。 四、位移-时间图像 物理意义：描述位移随时间变化的规律。 五、位移和时间的测量 电磁打点计时器、电火花打点计时器 作业 布置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 本节课重点讲解时刻与时间、位移与路程的核心概念，学生基本能够掌握基础定义，初步建立了标量、矢量的物理认知。课堂通过实例对比、轨迹画图辅助教学，帮助学生区分易混概念，整体教学效果较好。 教学中仍存在不足：部分学生仍习惯性用生活经验替代物理概念，难以深刻理解位移的矢量性，做题时容易混淆路程和位移；对时间节点的精准辨析不够敏锐，存在概念模糊、表述不规范的问题。 后续教学将增加针对性辨析习题与情境实例，强化矢量思维训练，规范学生物理表述，帮助学生摆脱生活化误区，建立严谨、准确的运动学概念体系。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $