位移-时间图像、位移和时间的测量+教学设计 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册+

2/2人教版物理必修第一册第一章第2节教学设计第1章运动的描述第2节第2课时位移—时间图像位移和时间的测量目录一、学习任务二、新知探究（一）梳理要点（二）启发思考（三）深化提升三、课堂小结2/2第1章运动的描述第2节第2课时位移—时间图像位移和时间的测量一、学习任务1．了解位移—时间图像的物理意义，并能利用图像分析物体的运动。2．知道打点计时器的基本结构和工作原理，会用打点计时器记录物体运动的位移和时间。二、新知探究知识点一：位移—时间图像（一）梳理要点1．x-t图像：x-t图像实质是位置—时间图像，选取物体运动的初始位置为坐标原点，则位置坐标与位移大小相等，位置—时间图像就成为位移—时间图像。2．物理意义：描述了物体在不同时间内的位移。（二）启发思考如图所示，一位同学为了描述一列火车沿直线轨道的运动情况，画出了它的位移—时间图像。问题1火车离开出发点的最远距离是多大？提示：90m。问题2火车在2.5～3min时间内运动情况如何？提示：静止。问题3火车的位移—时间图像是火车的运动轨迹吗？提示：不是，位移—时间图像表示位移随时间变化的规律。（三）深化提升1．从x-t图像中获得的信息(1)任一时刻质点的位移。(2)质点发生某段位移所用的时间。(3)判断质点是静止还是运动；若图线与t轴平行，表示质点静止，如图中0～t1时间内；若图线是一条倾斜的直线，表示质点做匀速直线运动，如图中t1～t2时间内。(4)判断质点运动的快慢，运动的快慢由图线的斜率直观表示，斜率的绝对值越大，质点运动得越快，如图中乙比甲运动快。(5)交点：两图线的交点表示两质点在这一时刻相遇，如图中P点所示。(6)截距：图像不过原点时，若从纵轴开始，则表示开始计时时，位移不为零(如图中甲所示)。若从横轴开始，则表示计时一段时间后，质点才开始运动(如图中乙所示)2．常见的几种x-t图像的比较图像物理意义①②都表示物体处于静止状态，但静止的位置不同③表示物体从x1处沿正方向做匀速直线运动④表示物体从x＝0处沿正方向做匀速直线运动⑤表示物体从x2处沿负方向做匀速直线运动⑥表示物体从－x3处沿正方向做匀速直线运动⑦表示物体从x＝0处沿正方向做变速直线运动，且速度逐渐减小在分析处理位移—时间图像问题时的三点注意：(1)无论物体的位移—时间图像是直线还是曲线，物体均做直线运动。(2)物体开始运动的初始位置由t＝0时的位移即纵轴的截距决定。(3)物体的位移越来越大(带正、负号比较)，表示物体沿着正方向运动，反之物体沿负方向运动。知识点二：位移和时间的测量（一）梳理要点1．两种打点计时器(如图所示)(1)电磁打点计时器使用交变电源的计时仪器；工作电压约为8V，当电源频率是50Hz时，每隔0.02_s打一次点。(2)电火花计时器使用220V交变电源，打点周期为0.02_s。2．时间的测量从能够看清的某个点(起始点)开始，往后数出若干个点，例如数出n个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t＝0.02ns。3．位移的测量用刻度尺测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小。（二）启发思考如图所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器。问题1从点迹的分布情况可以断定纸带运动有什么特点？提示：纸带运动得越来越快。问题2若所用电源的频率为50Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时多长时间？提示：0.26s。（三）深化提升1．两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电源约为8V的交变电源220V的交变电源打点周期0.02s0.02s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能功能相同，都是计时仪器2．测量位移和时间的方法(1)测位移：照相法或频闪照相法、打点计时器法。(2)测时间：可用钟表、打点计时器。3．用打点计时器测量位移和时间的步骤(1)安装、固定打点计时器，并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。(2)接通电源待打点计时器稳定工作后，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后关闭电源。(3)取下纸带从便于测量的位置开始(起始点)，往后数出若干个点，如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。(4)用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。三、课堂小结回归本节知识，自我完成以下问题：1．如何绘制x-t图像？x-t图像的物理意义是什么？提示：在平面直角坐标系中，用纵坐标表示物体的位置，用横坐标表示时间，根据给出的(或测量的)数据，在坐标系中描点，用平滑的曲线连接各点，图像表示物体在每一时刻的位置或每一段时间间隔的位移。2．生活中我们通