高中物理人教版 (新课标)必修12 时间和位移学案设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修12 时间和位移学案设计，共8页。学案主要包含了使用说明，目标反馈等内容，欢迎下载使用。
【大成目标】（目标解读及课堂组织2分钟）       通过自学，了解什么是时间、时刻、位移、路程，应用位移概念描述机械运动；（重点）       理解矢量和标量，知道区别和联系；（难点）       通过位移、路程的学习，提高科学研究的思想和能力。【使用说明】
课前预习课本第二节和基础案，完成基础案中的练习，课中10分钟点评基础案，升华案20分钟，独立完成巩固案8分钟。中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不能见边际，抬头不见飞鸟。沙漠中不满了100m~200m高的沙丘，像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”。许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生。归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清楚三个问题：我在那里？我要去哪里？选哪条路线最佳？而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程。本节课主要研究时间与时间间隔、路程与位移、矢量与标量、直线运动的路程和位移。1、   把一天的学习活动在时间轴上画出来。    2、   如图所示一辆汽车从昆明行驶宜良，利用图中信息估算汽车位移。    知识点一  时刻和时间间隔(1)定义：①时刻指某一瞬时.在时间轴上表现为某一点.如下图所示F点表示第3s末或第4s初.②时间间隔指的是两个时刻之间的间隔，简称时间.在时间轴中用一条线段表示.时间间隔能展示运动的一个过程。如:上图中线段AD表示3s内或前3s(0~3s);线段CD表示第3s内(2s末~3s末).③二者关系:用t1和t2分别表示两个时刻，Δt表示两个时刻之间的时间，则Δt=t2-t1（2）时间的单位：秒(s)、分(min)、时(h)等. 例题1、关于时间和时刻，下列说法正确的是(AD)A.第4s末就是第5s初，指的是同一时刻。B.物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻。C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5、末这1s的时间。D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第Ss末这Is的时间。(3)测量时间的仪器:①       生活中常用各种钟表、摆钟等;②       实验室常用停表;   [     ③       研究物体运动情况常用打点计时器(如图甲所示);④       物理实验中还常用光电门和频闪照相机记录时间(如图乙、丙所示). 例题2、下列说法中正确的是(BCD)A.学校作息时间表上的“.学生早上第一节课的时间为8:00”是指时间间隔B.“北京时间8点整”指的是时刻C.体育老师用停表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔D.南非世界杯于2010年6月11日22:00开幕是指时刻 知识点二  路程和位移(1)路程:物体运动轨迹的长度.当物体从A运动到B时，可以沿不同的轨迹运动，走过不同的路程(如右图所示路程①②③).路程只有大小，没有方向.路程不能描述质点的位置变化，它与运动路径有关.“某一时间内路程等于零”表示这段时间物体处于静止状态.(2)位移:用来表示物体位置变化的物理量，它是从初位置到末位置的有向线段，如上图中的有向线段AB.位移既有大小，又有方向，位移的大小与路径无关，仅由初、末位置决定。“某一时间内位移等于零”表示这段时间物体的初末位置相同，而不表示这段时问内物体静止.(3)路程和位移的区别与联系: 位移区别物理意义   一条有向线段，表示质点的位置变化表示质点运动轨迹的长度[ ]大小等于物体初始位置到末位置的直线距离，与运动轨迹无关按运动轨迹计算的实际长度方向有向线段的箭头表示位移的方向无方向联系(1)国际单位:米.(2)都是描述质点运动的空间特征.(3)都是过程量.(4)一般来说，位移的大小不等于路程.在一个运动过程中，位移的大小不大于相应的路程，只有质.点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程例题3、.关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是(B)A.位移的方向即质点运动的方向B.位移的大小不会比路程大C.路程等于位移的大小D.当质点做直线运动时，路程等于位移的大小例题4、一操场跑道全长400m，如图所示，其中CD和FA为100m长的直道，弯道ABC和DEF均为半圆形，长度各为100m，一运动员从A点开始起跑，沿弯道ABC和直道CD跑到D点，求该运动员在这段时间内的路程和位移. 例题5、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，所以位移才不等于路程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，路程描述曲线运动思路解析:A表述的因果关系没有意义，故A错误.位移的方向是由从初位置指向末位置的，物体只有做单向直线运动时。位移大小才等于路程，通常情况下是位移的大小小于路程，故B错误.位移和路程是两个不同的物理量，位移描述物体位置的变化，路程描述物体运动路径的长短，所以C正确.位移的大小和路程不一定相等，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程.无论是位移还是路程都既可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，故D错误. 例题5、如图所示.某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点，则它通过的位移和路程分别是()A.0,0  B.2r,向东;πr  C.r，向东;πr D.2r，向东;2r思路解析:位移有大小同时还有方向，它是指从初位置指向末位置的有向线段，而路程是指质点运动轨迹的长度，只有大小，则位移为2r，向东，路程πr. 知识点三  矢量和标量(1)标量:在物理学中只有大小没有方向的物理量叫做标量.如:时间、质量、温度、路程等都是标量.标量运算遵循算术法则.(2)矢量:在物理学中矢量是既有大小又有方向的物理址.如:位移、速度、力等.①矢量可用带箭头的线段表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向.②矢量的正负号只表示方向，不表示大小，矢量大小的比较用矢量的绝对值比较.③矢量运算遵循平行四边形定则(第三章四节会学到).例题6、一小汽艇在宽阔的湖面上，由A点出发，向北走了400m，到达C点，然后又向东走了300m，到达B点.用有向线段表示小汽艇第一次、第二次的位移和两次行驶的合位移(即代表小汽艇的位置变化的最后结果的位移)，三个位移的大小各是多少?   例题7、关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是(D)A.位移是矢量，位移的方向即为质点运动的方向B.路程是标量，即位移的大小C.质点做直线运动时，路程等于位移的大小D.位移的大小不会比路程大例题8、.氢气球升到离地面80m高空时从上面落下一物体，物体又上升了10m高后开始下落，若取竖直向上为正方向，则物体从掉落开始至地面时的位移和经过的路程分别为(B)A.80m，100m  B.-80m,100mC.80m,180m  D.-90m，180m知识点四  直线运动的位置和位移(1)一维坐标系中物体的位置:用坐标系中某点表示物体的位置.(2)直线运动中物体的位移:物体做直线运动，若物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2处于“位置”X2，那么，x2-x1，就是物体的“位移”，记为△x=x2-xl.即位置坐标的变化量△x表示物体的位移.(3)曲线运动中的位置与位移对在平面内做曲线运动的质点，则可用平面坐标(x，y)表示其位置.不论质点做直线运动还是曲线运动，它的位移总是由初位置指向末位置的有向线段.    1.关于时间和时刻，下列说法正确的是(AD)A.第4s末就是第5s初，指的是同一时刻。B.物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻。C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5、末这1s的时间。D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第Ss末这Is的时间。  2、一操场跑道全长400m，如图所示，其中CD和FA为100m长的直道，弯道ABC和DEF均为半圆形，长度各为100m，一运动员从A点开始起跑，沿弯道ABC和直道CD跑到D点，求该运动员在这段时间内的路程和位移. 3、一小汽艇在宽阔的湖面上，由A点出发，向北走了400m，到达C点，然后又向东走了300m，到达B点.用有向线段表示小汽艇第一次、第二次的位移和两次行驶的合位移(即代表小汽艇的位置变化的最后结果的位移)，三个位移的大小各是多少?4、从高为1m处以某一初速度竖直向下抛出一个篮球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则篮球在运动过程中（A）A.位移为1m，方向竖直向上，路程为3mB.位移为3m，方向竖直向上，路程为3mC.位移为1Im，方向竖直向下，路程为1mD、位移为3m，方向竖直向下，路程为1m5、如图甲所示，运动质点沿折线从A到B(位移为x1),B到C(位移为x2),C到D(位移为x3).求出合位移.并由此总结出求多个矢从的合矢量的一般方法.  思路解析:根据位移的定义，从A经B到C的合位移为A→C的有向线段，如图乙中的x';A→B→C→D的合位移为A→D的有向线段，如图丙中的x.总结得出:求n个位移x1、x2、...,xn的合位移x，把位移x1、x2、...、x。依次首尾相接，则x为由x1的起点指向xn的末端的有向线段.结果构成一个矢量多边形.矢量有相同的加法法则，故上述求合位移的方法适用于其他矢量. 
 A级（4分钟） 1.下列说法中表示时间间隔的是（BD）A.上午8点上课    B.一节课的时间为45分钟C.火车7:00出发    D.乘火车从成都到重庆需要2小时2.关于位移和路程，下列说法正确的是(ABC) A.在某段时间内物体运动的位移为零，该物体不一定是静止的B.在某段时间内物体运动的路程为零，该物体一定是静止的C.在曲线运动中，物体的路程大于位移的大小D.做匀速直线运动的物体位移大小和路程相等，这时位移和路程是同一物理量3.从水平匀速飞行的飞机上向地面空投救灾物资，地面上的观察者以地面为参考系，观察被投下的物资的运动情况正确的是(B) A.物资是竖直下落的，其位移的大小等于飞机的高度B.物资是沿曲线下落的，其位移的大小大于飞机的高度C.物资是竖直下落的，其位移的大小小于路程D.物资是竖直下落的，其位移的大小等于路程 B级（4分钟） 4.如图所示，一个质点沿两个半圆从A经过B到C的过程中，它的位移大小和路程分别是(C) A、4R，4πR  B、4R，-2πRC、-4R，2πR  D、-4R，-2πR5、一个人从北京去重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江到重庆，如图所示，这几种情况下:①       的运动轨迹不一样;②他走过的路程相同;③他的位置变动是不同的;④他的位移是相同的.以上说法正确的是(C)A.①② B.③④ C.①④ D.②③6.在运动场的一条直线跑道上(如图所示)，每隔5m远放置一个空瓶子，运动员在进行往返跑训练，从O点瓶子处出发，跑向最近的空瓶将其扳倒后再返回扳倒出发处的第一个瓶子，之后再往返到前面的最近处的瓶子，依次下去，当他扳倒第6个空瓶时，他跑过的路程是多大?位移是多大?（80、10）   C级（课外练习） 7.紫珠拿出了一枚一元硬币，绿妹找来了一把刻度尺，她们想办法测出了硬币的直径，然后令它在水平课桌上沿直线滚动了10圈.她们合作探究，提出了下面的问题，请你帮她们解决.（1）、硬币圆心的位移和路程相同吗?如果不同，各是多少?（2）、硬币圆周上的每一点的位移和路程的大小是否相同?      8、在训练场上，一辆实习车在沿规定好的场地行驶，教练员在车旁记录了汽车在各个时刻所在的位置情况(假设每一秒汽车都在做单方向直线运动)，其各个时刻对应的位置如下表所示: 时刻/s0l234位置坐标/m010-8-2-14根据教练员记录的数据请你找出:(1)几秒内位移最大.(2)第几秒内的位移最大.(3)几秒内路程最大.(4)第几秒内的路程最大. 思路解析:(1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间，位移的大小是从初始位里到末位置的有向线段的长度.本题中，汽车在1s内、2s内、3s内、4s内的位移大小分别是10m,8m,2m,14m，故4s内位移最大.(2)第几秒内指的是第几个1s的时间内，即第几秒初到第几秒末的1s时间内.本题中汽车在第1s内、第2，内、第3s内和第4s内的位移大小分别为10m,18m,6m,12m，故第2s内的位移A大. 点评:(1)注意“n秒内”“第n秒内”“，n秒初”“n秒末”“第n秒初”“第n秒末”等概念的区别.(2)位移是从初位置到末位置的有向线段，位移的理解关健是抓住“起点”和“终点”.而路程是质点实际运动轨迹的长度.巧记位移和路程的方法:位移大小看两头，方向看箭头;路程看完中间找两头.  9.如图甲所示，一根细长的轻弹黄系着一个小球，弹黄的另一端固定在天花板上，静止时，小球处于位置O，现手握小球把弹簧拉长，放手后小球便在竖直方向上下来回运动，B,C分别为小球到达的最低点和最高点，小球向上经过位里O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示.若测得OB=OC=10cm,AB=3cm，则自0时刻开始0.2s内小球发生的位移大小是多少，方向怎样，经过的路程是多少?0.5s内和0.8s内呢?【D级】    【目标反馈】1、   本节课的目标是否达成：  2、   在达成的过程中还存在什么问题：  3、   有什么收获：