《位移和时间的关系》的教学设计

1、位移和时间的关系的教学设计浙江省奉化中学 林飞达 315500一、教学内容分析新编高中物理第一册第二章第二节位移和时间的关系一节，看起来内容较少，知 识也很简单，许多老师未给予足够的重视，常常用寥寥数语带过。其实这一节内容对后面 知识的学习影响非常大。研究物体的运动规律都是从研究位移和时间关系入手的，频闪照 相和打点记时器记录的正是运动物体的位移和时间关系。对实验数据采用列表法和图象法 进行分析和研究，是许多探索性实验中采用的基本方法，是中学物理的重点之一。许多学 生难以理解位移图象，一个重要的原因就是由于学生不知道如何得到位移图象，难以将运 动图象与实际的运动情况联系起来。所以笔者以为对这节

2、课的教学应该给予足够的重视。 这节课的教学内容主要有：.测量运动物体位移和时间的实验方法。.运用列表法和图象法对实验数据进行研究，。.匀速直线运动的概念。.变速直线运动的概念。重点显然是前面二条，对位移和时间的关系研究透了，引进匀速直线运动的概念或变 速直线运动的概念是顺理成章的事情。要研究位移和时间关系，首先必须给学生提供一个可以进行时间和位移测量的运动物 体作为研究对象。教材中安排了一个想象的实验：“我们研究汽车在一段平直公路上运动 的情况，可以在公路旁每100m站一名拿着停表的观察者，记下汽车到达每个观察者的时间，测量结果如下表所示。”这种先叙述实验环境然后直接给出实验数据的教学方法，由

3、 于学生没有身临其境的体验，教学效果不会太理想。如果采用真实的课堂演示实验，则应 使用气垫导轨及电子计时器等精密仪器，不但操作复杂而且费时，过多的精密仪器也会分 散学生的注意力，也不宜采用。笔者以为对于本节课采用计算机辅助教学能起到事半功倍 的效果，利用计算机提供一个虚拟的实验环境，然后进行真实的测量和研究，操作简单， 重点突出，学生的学习积极性十分高涨，教学效果很好。位移和时间关系有两种测量方法，第一是测量通过相等位移需要的时间，即如上述提 到的教材中采用的方法；第二是测量相等时间内通过的位移。可以设想，观察者坐在做直 线运动的汽车上，每隔相等时间向路面发射一颗橡皮泥子弹，只要测量路面上这些

4、橡皮泥 之间的距离，就可以得到汽车的位移和时间的关系。对于研究匀速直线运动来说，两种方 法是一样的，通过相等位移需要的时间相等或相等时间内通过的位移相等都是匀速直线运 动。如果考虑到在研究位移和时间关系的基础上要进一步研究速度和时间关系，则两种方 法是不一样的。相等时间内速度变化相等是匀变速直线运动，属于一种比较简单的运动， 且在自然界里普遍存在，研究这种运动具有实际意义。而通过相等位移速度变化相等则属 于复杂的运动，且在自然界里很难找到这种运动，没有实际研究意义。所以笔者认为在这 一节课里，采用第二种测量方法更科学。r鼻时口言r tjw-T r青耳厂里标二、课件的制作制作课件时，要重点突出，

5、画面简洁，具有良好的交互性，操作按扭尽可能隐藏，但又能提供足够的提示信息，以便操作。以下对笔者用Authorware 6.0制作的课件位移和时间的关系作简单介绍。运行程度后的主画面如图 1所示。课件的主要部分是可以沿平直公路运动的红色小汽车，为了演示各种不同的运动，小汽车的运动方式用编制程序代码的方法进行控制，使其做匀变速直线运动，初速度（vo=0100）和力口速度（a= -50+50）都可以调节，当 a=0时做匀速直线运动，当a0时做匀力口速直线运动，当 a0时做匀减速直线运动。在运动的过程中可以每隔相等时间标记汽车的位置，并同步地发出等时声响，强化演示效果，同时能动态地显示小汽车的运动时间

6、及标记位置的时间间隔。课件的交互部分由屏幕底下的菜单栏和四个选择框组成。菜单项由“110” 10个数字及“EXIT”标记，只要把鼠标移到某个数字处，会自动显示该菜单项的操作内容，本课件 中有效的菜单项有：1:调节初速度vo和加速度a的值。（默认值为 vo=40,a=0）2：把小汽车恢复到初始位置或随时终止小汽车的运动并恢复到初始位置。3:起动小汽车，使小汽车按照设定的V0和a值从左向右做匀变速直线运动。4：练习。有5道练习题供选用。EXIT :退出程序。四个选择框的功能是：等时位置：选择时，在小汽车运动的同时标记相等时间的位置。刻度尺：选择时显示可以移动的刻度尺，用来测量小汽车的位移。表格：选

7、择时显示位移和时间关系的数据表格，用来记录实验数据。坐标：选择时显示 s-t图象的坐标，并可以画出相应的图象。屏幕中间部分的空白处显示表格和坐标，整个画面设计得十分简洁、和谐。三、教学过程安排.引入。首先播放小汽车运动（设置为V0=40,a=0）的动画，然后提出问题：小汽车的运动有什么规律或特点？然后引出课题，我们首先应该研究小汽车的位移和时间的关 系。.研究位移和时间的关系。选择“等时位置”后，重新播放小汽车运动的动画，然后选择“刻度尺”，播放后画面如图2所示，已知时间间隔 T=1so|iiii|iiiijn i|iiiipiii|iiiqiiii|iiii|iiii|iiii|iiii|i

8、iir|iirirri|rnirririiiriiiriiriiffl口里非)020 JO J0 5 M M SO 9c(S2)对小汽车的位移和时间关系展开充分讨论，利用屏幕中的标记和刻度尺测出t=0,1,2,3,4s时的位移值，然后将得到的实验数据记录在表格中并画出相应s-t图象（表格和坐标可以按照图 3和图4的式样课前发给学生）。选择课件的“表格”选择框，显示如图3所示的表格，用鼠标单击表格中“1”处显示测量结果，再选择“坐标”选择框，显示如图4所示的坐标，并画出其中一条相应的图线。调节初速度，使分别为 Vo=60和V0=80,重复上述演示和讨论，最后得到实验数据和图象如图3和图4所示。位

9、移和时间的关系1时间几01.02.03.0L0位移了足00.100.200,3。0,4。2时司/总01.02.03.04.0位修/m00.150.300.450.603时间/器0L02.03.04.000,200.400.600,80对小汽车三次运动的特点展开讨论，找出共同规律：相等时间内位移相等或s-t图象是一条通过原点的直线。.匀速直线运动的概念。在上述讨论的基础上，引进匀速直线运动的概念，接着可以 举一些匀速直线运动的例子。.变速直线运动的概念。调节初速度和加速度值（使vo=10, a=20），播放小汽车运动动画，播放后的画面如图 5所示。通过 与上述同样的方法研究位移和时间的关系，然后引入 变速直线运动的概念。iiiii n| min i ii ii ill i m i ini in nil i i n ii i ii ii uh i iiiiiI mi hiiiiiiiiii 。匣多 102030 M 507C 90（图5）.适当安排课堂练习和作业。（略）四、教学体会通过这一节课的教学，使学生对位移和时间的关系有了比较深刻的理解，在下一节课里，再引进速度的概念就水到渠成了。更重要的是使学生同时掌握了研究物体运动的方 法，接着可以用同样的方法研