空间和时间-教案

空间和时间

【教材分析】

本节内容选自鲁科版新教材高中物理必修第一册第1章《运动的描述》的第1节，是描述物体运动的基础性内容。此前学生在初中阶段也初步学习过机械运动、参照物，本节内容属于在原有基础上的深入和完善，为让学生进一步走进物理做铺垫。

【教学目标与核心素养】

物理观念：

能根据实际问题选择合适的参考系并对运动进行准确的描述。

科学思维：

1．能创新运用数学思维来描述位置信息，科学推理得出参考系对运动描述的意义；

2．掌握描述运动的方法，学会用坐标轴确定物体位置；

3．学会时间、时刻的区别。

科学探究：

对参考系的选取给描述运动带来的影响分析、讨论、举例说明，经历对问题的发现、分析、解释过程。

科学态度与责任：

培养勤于思考问题留心自然，勇于探索的习惯。

【教学重难点】

教学重点：

1．参考系的选取及作用；

2．坐标系的建立及描述位置。

教学难点：

参考系的选取及根据参考系物体运动情况的判断。

【教学过程】

导入新课：

教师课件展示4幅运动图片，引导学生观察4幅运动图片，让学生总结其运动情况。进一步向学生提出“什么是运动？”“这些运动有何共同特点”“我们怎么来描述它？”

新课讲授：

一、机械运动

机械运动：一个物体相对于其他物体的位置随时间的变化。

问题：如何描述物体的运动？

以课本上运行的电梯为例。

问题：描述电梯内物体的运动。站在电梯内的甲说物体不动，站在电梯外广场上的乙说，物体在随电梯向上运动。两人的说法对么？

学生根据自身经验，可以轻松回答该问题。

问题：为什么两人描述同一物体的运动会得出不同的结果？

进一步向学生提出问题引发学生的思考，得出参考系的概念。

参考系：动与静是相对的，人们必须确定一个参照物来描述物体的运动，这种参照物称为参考系（reference frame）。

根据甲乙两人对电梯内物体运动的描述，引导学生得出“1．在描述同一物体运动时，选择不同的参考系，观察的结果可能是不同的；2．运动是绝对的，静止是相对的”这两个结论。

随堂小练

1．宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写下诗句“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东”．请问诗句中的“云与我俱东”所对应的参考系是（A）

A．两岸

B．船

C．云

D．诗人

以此题为例，引导学生得出“3．参考系的选取是任意的。”；“4．选取物体作参考系时，我们通常假定它是固定不动的，而去比较其它的物体相对它又是如何的运动状态。”

2．两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树林在向西移动，乙车内的乘客发现甲车没有动，如以地面为参考系，上述事实说

明（D）

A．甲车向东运动，乙车不动

B．乙车向东运动，甲车不动

C．甲车向西运动，乙车向东运动

D．甲、乙两车以相同的速度向东运动

通过此题，得出“5．比较两个物体的运动时必须选择同一参考系。”

二、空间位置的描述

教师课件展示新闻报道中的震中位置描述图片。

通过新闻报道中对震中位置的不精确描述，引发学生对“如何准确描述震中位置？”的思考。

以课本上的汽车为例展开讲述。教师讲解完引导学生思考以下问题。

问题：汽车距离市中心西面5km的位置，怎么确定它的位置？

引导学生利用数学思维，引入一维坐标系来描述位置。进一步提出问题。

问题：如果汽车在市中心东面5km、北面5km处，怎么确定它的位置？

建立二维坐标系，描述位置。“如果是在三维空间中呢”。生活中熟悉的全球定位系统。

最后，回答最初的问题，为了更准确的描述震中位置，利用地理上的二维坐标系——经度、纬度来描述。

教师引导学生阅读“科学书屋”，认识卫星定位导航系统。

三、时间的描述

问题：列车6：20进站，停靠20分钟，请大家思考，这两个“时间”含义相同么？

引导学生利用已有知识回答问题，并得出时刻和时间的概念。

时刻：把某一瞬时称作时刻。时间：把两个时刻的间隔（一段时间）称作时间间隔。

根据时间轴，得出“时刻在时间轴上对应于一点”、“时间在时间轴上对应两点间的一段”

给出与神舟五号有关的几个时间：

“神舟五号”飞船飞行中的部分重要时刻和时间

及时的跟踪训练，加深学生对时间和时刻的认识和运用。

学生对时间轴上第n 秒、前n 秒、第n 秒初、第n-1秒末、第n 秒末比较易混，因此，让学生在教师的引导下强化练习，突破难点。

在时间轴上表示第3秒、前3秒、第3秒初、第2秒末、第3秒末。

教师引导学生阅读“科学书屋”，认识空间和时间的尺度。

四、课堂小结

（一）机械运动

（1）机械运动

（2）参考系

（二）空间位置的描述

（三）时间的描述

t/s 0 1 2 3 4 5 计时起点 前3秒 第3秒 第3秒末

第3秒初

第2秒末