《时间、位移》教学设计 -2025-2026学年高一物理上册人教版必修第一册

1.2时间位移教学设计

一、核心素养目标

1.物理观念

（1）通过生活实例与实验分析，准确建立“时刻”与“时间”的概念，明确时刻对

应“位置”、时间对应“过程”，理解二者的区别与联系，能在时间轴上清晰标识时刻和

时间间隔。

（2）掌握“路程”与“位移”的定义及本质区别，理解位移的矢量性（包含大小和

方向），明确位移是描述物体位置变化的物理量，能结合直线运动情境计算位移大小并判

断方向。

（3）建立“坐标系与位置坐标”的关联认知，能在一维坐标系中用坐标表示物体的

位置，通过坐标变化计算位移，理解“正方向”规定对位移方向的影响，初步形成“矢

量运算需关注方向”的物理观念。

2.科学思维

（1）经历“实例对比一概念辨析一规律总结”的思维过程，从“上学出发时间与在

校时长”“跑步路线与位置变化”等实例中提炼共性，区分标量与矢量的不同特征，培养

抽象概括能力。

通过“时间轴表示时刻与时间”“坐标系计算位移”的训练，掌握用数学工具（数轴）

描述物理量的方法，能将抽象的物理概念转化为直观的数学模型，提升数形结合的思维

能力。

在“路程与位移的辨析”“矢量方向的判断”中，形成“具体情境具体分析”的思维

习惯，突破“只关注大小忽略方向”的思维误区，培养严谨的逻辑推理能力。

3.科学探究

（1）参与“时间与时刻的区分”探究活动，小组合作收集生活中的时间表述（如列

车时刻表、课程表、比赛计时），分类整理“时刻”与“时间”的实例，交流分析二者的

不同应用场景。

开展“位移与路程的测量”实验，利用刻度尺、坐标纸等器材，测量小球沿直线和

曲线运动的路程与位移，记录数据并对比分析，探究“运动轨迹与位移大小的关系”，培

养实验操作与数据处理能力。

自主设计“一维坐标系中物体运动的位移计算”方案，通过改变物体的运动方向和

起点坐标，观察位移的正负变化，总结位移计算的规律,培养自主探究与归纳能力C

4.科学态度与社会责任

（1）通过了解时间与位移在交通（如列车调度、导航定位）、体育（如比赛计时、

运动轨迹分析）、航天（如卫星轨道计算）中的应用，认识物理概念对实际生活加科技发

展的重要作用，增强科技自信。

在概念辨析和实验探究中，培养严谨求实的科学态度，理解“准确区分物理概念”

是科学研究的基础，不混淆”时间与时刻”“路程与位移”等易混概念，养成规戒表述和

细致分析的习惯。

结合“位移在导航中的应用“分析生活中的实际问题（如外卖配送路线规划、快递

运输距离计算），认识物理知识在提高生活效率和保障社会运转中的作用，增强社会责任

意识。

二、教学重难点

1.教学重点

（1）时间与时刻的概念及区分：①明确时刻是某一瞬时（如8:00上课），时间是两

个时刻的间隔（如一节课45分钟）；②掌握用时间轴表示时刻和时间的方法一一时刻对

应时间轴上的点，时间对应时间轴上的线段；③能结合生活实例准确判断时刻与时间。

（2）位移与路程的概念及辨析：①明确路程是物体运动轨迹的长度（标量，只有大

小），位移是从初位置指向末位置的有向线段（矢量，有大小和方向）；②掌握位移的大

小计算（直线运动中为初末位置间的距离，曲线运动中小于路程）；③理解“位移与运动

路径无关，仅与初末位置有关”的特点。

（3）一维坐标系中位移的计算：①会在一维坐标系中建立正方向，用坐标表示物体

的初位置X】和末位置X2；②掌握位移的计算公式AX=X2-X],能根据计算结果的正负判断

位移方向（正号与正方向相同，负号相反）。

2.教学难点

（1）时间与时刻的准确区分：难以在复杂情境（如“列车8:30出发，12:00到达,

途中停靠15分钟”）中准确提取“时刻”（8：30、12:00）和“时间”（3.5小时、15分钟）,

容易混淆“运动开始/结束的时刻”与“运动持续的时间二

（2）位移矢量性的理解与应用：①难以理解“位移的方向”是从初位置指向末位置,

容易将“运动方向”与“位移方向”混淆；②在往复直线运动中（如从A到B再回到A）,

难以准确计算位移大小（为零）和判断方向；③对“矢量既有大小又有方向”的本质认

识不足，忽略位移的方向描述。

（3）一维坐标系中位移的计算与方向判断：①建立坐标系时，难以确定合理的正方

向和原点；②在物体沿负方向运动或初末位置坐标为负的情况下，难以通过AXMXZ-XI准

确计算位移大小和判断方向；③无法将“位移的正负”与“实际运动方向”对应起来。

（4）标量与矢量的本质区别：首次接触矢量概念，难以理解“标量只需描述大小，

矢量需同时描述大小和方向”的差异，无法将矢量概念迁移到后续物理量（如速度、力）

的学习中。

三、教学环节

（一）情境导入：时间与位置变化的描述需求

1.展示系列生活情境图片与问题：①情境1："小明7:00从家出发，7:20到达学校，

步行了20分钟”——“7:00、7:20”和“20分钟”分别描述什么？②情境2：“小红绕

操场跑一圈，路程是400米，她的位置变化了多少？“③情境3：“导航提示'退离目的

地还有5公里，预计10分钟到达一一“5公里”和“10分钟”分别反映什么物理意

义？

2.提出问题链：“我们在描述运动时，需要区分‘某一瞬时'和‘一段时间'，这分

别对应什么物理概念？跑一圈的路程400米'和'位置变化'是同一个物理量吗？”

“如何准确描述物体的位置变化，既体现大小又体现方向？”

3.学生自由发言后，教师总结：”描述机械运动，不仅要明确运动的时间特征（时刻

与时间），还要明确运动的空间特征（位置变化的大小与方向），今天我们就来学习描述

运动的两个基本物理量一一时间与位移J引出课题。

设计意图：通过生活化情境激发兴趣，制造“时间与时刻的混淆”“路程与位置变化

的差异”等认知冲突，让学生初步感知“准确描述运动需要明确的物理概念”，为核心概

念的学习铺垫基础。

（二）概念建构一：时间与时刻

1.从生活实例区分时刻与时间

（1）展示实例表格，学生分组讨论区分“时刻”与“时间”:

生活表述时刻还是时对应运动特征

间？

高铁G101次列车8：00从北京南站时刻运动开始的瞬

发车时

生活表述时刻还是时对应运动特征

间？

列车运行时间为4小时30分钟时间运动持续的过

程

运动员在100米赛跑中冲线的瞬间时刻运动结束的瞬

时

本次比赛冠军的成绩是9.83秒时间运动的持续时

长

（2）概念定义：教师明确一一时刻是指某一瞬k,在时间轴上用一个点表示；时间

（又称时间间隔）是指两个时刻的间隔，在时间轴上用一段线段表示。时间是描述物体

运动“过程长短”的物理量，时刻是描述物体运动“瞬时位置”的物理量。

2.时间轴的应用：直观表示时刻与时间

（1）绘制时间轴：以水平直线为时间轴，规定原点（t=0）,标注时间单位（秒、分

钟等），用点表示时刻，线段表示时间。

M

（2）实例标注：①在时间轴上标注“小明7:00出发（tj）,7:20到校（t2）,则

J和t2是时刻，线段tp2的长度（20分钟）是时间；②标注”一节课从8:00（t3）到

8：45（t4）”，t3x是时刻，时间△t=t4-13=45分钟。

（3）规律总结：①时间间隔At二末时刻t2-初时刻tl；②时刻具有先后顺序（如ti<t2

表示t］先于t2）；③时间轴上，越靠右的点表示的时刻越晚。

3.时间的测量与单位

（1）测量工具：生活中常用钟表、手表，物理实验中常用停表、打点计时器。

（2）国际单位：秒（s）,常用单位有分钟（min）、小时（h）,换算关系：lh=60min=3600so

（3）即时练习：“，3秒末''第3秒末''第3秒内''前3秒’分别是时刻还是时

间？”学生回答后教师点评：“3秒末、第3秒末是时刻；第3秒内（从2秒末到3秒末）、

前3秒（从0到3秒末）是时间。”

（三）概念建构二：腐程与位移

1.从位置变化引入位移概念

（1）实验演示：①演示1：小球从A点沿直线运动到B点；②演示2：小球从A点

沿曲线运动到B点；③演示3：小球从A点沿直线到B点，再沿直线返回A点。

（2）提出问题：“三种情况下，小球的运动轨迹长度相同吗？小球的位置变化相同

吗？”

（3）分析总结：①运动轨迹长度不同（演示1与2轨迹不同，演示3轨迹长度是演

示1的2倍）；②位置变化：演示1与2中，小球从A到B,位置变化相同；演示3中，

小球从A出发回到A,位置变化为零。

（4）概念定义：①路程：物体运动轨迹的长度，描述物体运动的“路径长短”；②

位移：从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，描述物体位置变化的“大小加方向二

2.位移与路程的核心区别

（1）矢量与标量：①位移是矢量，既有大小（有向线段的长度），又有方向（有向

线段的指向，从初位置到末位置）；②路程是标量，只有大小，没有方向。

（2）与运动路径的关系：①位移与运动路径无关，仅由初末位置决定；②路程与运

动路径有关，路径不同，路程可能不同。

（3）大小关系：①单向直线运动中，位移的大小等于路程；②曲线运动或往复直线

运动中，位移的大小小于路程；③物体静止时，位移大小和路程都为零。

（4）实例对比：①小明从家（A）沿直线到学校（B）,位移大小二AB距离，路程二AB

距离；②小明从家沿曲线到学校，位移大小仍二AB距离，路程＞AB距离；③小明从家到学

校再回家，位移大小=0,路程=2XAB距离。

3.位移的表示方法

（1）文字表示：说明位移的大小和方向，如“从A点到B点，位移大小为5米，方

向水平向右

（2）符号表示：用符号Ax表示位移（△为变化量符号），大小用IAx|表示，方向

用正负或文字描述。

（3）图示表示：在坐标系中，用从初位置指向末位置的有向线段表示，线段的长度

表示位移大小，箭头方向表示位移方向。

（四）规律应用：一维坐标系中位移的计算

1.建立一维坐标系的方法

（1）适用场景：物体沿直线运动（如水平路面上的汽车、竖直下落的物体）。

（2）建立步骤：①确定研究的直线为坐标轴（如x轴）；②选择合适的原点（通常

选初位置或运动的起点为原点）；③规定正方向（通常选物体运动的初始方向为正方向，

用箭头表示）；④标注单位长度（如Icni代表1米）。

2.位置坐标与位移的关系

(1)位置坐标：物体在坐标系中的位置用坐标值表示，如物体在X轴上的位置为

X1或X2,坐标的正负表示位置在原点的哪一侧(正方向一侧为正，反之为负)。

(2)位移计算公式：Ax=末位置坐标X2-初位置坐标XI。

(3)位移方向的判断：①若Ax>0,位移方向与正方向相同；②若AxVO,位移方向

与正方向相反；③若Ax=0,物体初末位置相同，位移为零。

3.典型实例计算

(1)实例1：物体沿x轴运动，初位置xi=2m,末位置X2=7m,求位移Ax。

①计算：△x=X2-Xi=7m-2nF5m；②方向：△x>0,与x轴正方向相同。

(2)实例2：物体沿x轴运动，初位置Xi=5m,末位置X2=lm,求位移Ax。

①计算：Ax=lm-5m=-4m；②方向：Ax<0,与x轴正方向相反，位移大小为4m。

(3)实例3：物体从叼二-3川出发，沿x轴正方向运动到xz=4m,再沿负方向运动到

X3=2M,求全程的位移和路程。

①位移：△x=X3-Xi=2m-(-3m)=5m,方向与正方向相同；②路程：

(4m-(-3m))+(4m-2m)=7m+2m=9mo

4.位移的单位

国际单位：米(m),常用单位有千米(km)、厘米(cm),换算关系：IkmWO'm,icnFfni。

(五)综合应用：标量与矢量的区别及概念辨析

1.标量与矢量的本质区别

(1)标量：只有大小，没有方向的物理量，如路程、时间、质量、温度等；运算遵

循代数运算(直接加减)。

(2)矢量：既有大小，又有方向的物理量，如住移、速度、力等；运算遵循矢量运

算规则(后续学习平行四边形定则)，描述时必须同时说明大小和方向。

(3)对比表格：

物理量类型有无方向描述要素实例运算规则

标量无仅大小路程、时间代数运算

矢量有大小和方向位移、速度矢量运算

2.易混概念辨析

(1)时间与时刻

①关键区别：时刻对应“瞬时”，时间对应“过程”；②辨析技巧：“某一”"瞬时”

“末”“初”等词通常对应时刻，“一段时间”“持续”“内”等词通常对应时间。

（2）路程与位移

①关键区别：路程是“路径长度”（标量），位移是“位置变化”（矢量）；②辨析技

巧：判断物体位置是否变化一一位置不变（如回到起点），位移为零，路程不为零；位置

变化，位移大小W路程。

（3）位移的大小与距离

①距离是标量，仅指两点间的长度；②位移的大小是初末位置间的距离，是矢量的

大小部分，位移还包含方向。

3.综合实例分析

（1）情境：”某同学沿400米环形跑道跑一圈，用时100秒”

①分析：①时刻与时间：“跑一圈的开始瞬间”“结束瞬间”是时刻，“100秒”是时

间；②路程与位移：路程=400米（标量），位移大小二0（初末位置相同），方向尢意义；

③速度相关：后续将学习，平均速度与位移有关（为零），平均速率与路程有关（4m/s）。

（2）情境："汽车从A地沿直线行驶到B地，距离30km,耗时0.5小时，然后沿原

路返回A地，耗时0.6小时”

①分析：①时间：总时间=0.5h+0.6h=l.lh；②路程：30km+30km=60km；③位移：△

x=0（回到起点）；④单向行驶时，位移大小二30km,方向从A到B。

四、核心知识归纳：时间与位移知识体系

1.时间与时刻核心知识

核心内容具体说明

时刻某一瞬时，时间轴上的点，如t=3s；描述“何时”，无长

短，有先后

时间（间两个时刻的间隔，时间轴上的线段，At=t2-t1；描述“多

隔）久”，有长短

单位国际单位：秒（s）,常用min、h,lh=3600s

测量工具生活：钟表；实验：停表、打点计时器

核心内容具体说明

易混区分第n秒末（时刻）vs第n秒内（时间，1秒）；前n秒（时

间，n秒）vsn秒末（时刻）

2.位移与路程核心知识

核心内位移（Ax）路程（s）

容

定义从初位置指向末位置的有向物体运动轨迹的长度

线段

矢量/标矢量（有大小和方向）标量（只有大小）

量

决定因仅由初末位置决定，与路径无由运动路径决定，与初末位

素关置无关

大小关IAx|Ws,单向直线运动中|s2|Ax|,永不小于位移大

系Ax|=s小

单位米（m）,常用km、cm米（m）,常用km、cm

一维计Ax=x2-Xi,正负表示方向路径长度之和，直接累加

算

3.一维坐标系中位移计算步骤

（1）建立坐标系：①确定坐标轴（如x轴）；②选择原点（方便计算，通常选初位

置）；③规定正方向（如物体初始运动方向）；④标注单位长度。

（2）确定坐标：记录物体的初位置坐标X1和末位置坐标X2。

（3）计算位移：AX=X2-X1,计算结果的正负表示方向，绝对值表示大小。

（4）描述位移：同时说明大小和方向，如方向与X轴正方向相同”或“△

x=-3m,方向水平向左”。

4.核心思想方法

(1)理想化模型思想；时间轴将抽象的时间与时刻转化为直观的几何模型，便于分

析。

(2)数形结合思想：利用坐标系将位移的大小和方向转化为坐标计算，实现物理概

念与数学工具的结合。

(3)对比辨析思想：通过对比时间与时刻、位移与路程、标量与矢量的区别，加深

对概念的理解，避免混淆。

五、课堂练习

(一)基础巩固题

1.关于时刻和时间，下列说法正确的是()

A.时刻表示时间较短，时间表示时间较长

B.时刻对应物体的位置，时间对应物体的位移

C.“第3秒内”和“3秒内”都是指3秒的时间间隔

D.”北京时间8点整''指的是时刻

2.关于位移和路程，下列说法正确的是()

A.位移是矢量，位移的方向就是物体运动的方向

B.路程是标量，即位移的大小

C.物体做直线运动时，路程一定等于位移的大小

D.物体做曲线运动时，位移的大小一定小于路程

3.物体沿x轴运动，初位置坐标Xi二-2m,末位置坐标X2=3ni,则物体的位移A

x=m,方向与x轴正方向；若物体从x2=3ni运动到X3=1m,位移△x'=m,

方向与X轴正方向______O

4.下列物理量中，属于矢量的是()

A.时间B.路程C.位移D.质量

(二)能力提升题

5.关于时间和位移，下列说法正确的是()

A.物体在5秒内指的是物体在4秒未到5秒末这1秒的时间

B.物体在第5秒内指的是物体在0到5秒末这5秒的时间

C.物体的位移为零，说明物体一定静止不动

D.物体的位移为零，路程不一定为零

6.一物体沿直线运动，先从A点运动到B点，再从B点运动到C点，其中AB=5m,

BC=3m,若A、B、C三点在同一直线上，且B在A、C之间，则物体的位移大小和路程分

别为（）

A.8m,8mB.2m,8mC.8m,2mD.2m,2m

7.某同学从学校（位置0）出发，先向东走100m到达A点，再向西走150m到达B

点，最后向东走50田到达C点，以向东为正方向，建立一维坐标系，原点为0,求：（1）

A、B、C三点的坐标；（2）从0至4A、A到B、B到C的位移；（3）全程的总位移和总路

程。

8.物体沿x轴做往复直线运动，从X]=10m出发，先沿正方向运动到X2=20m,再沿负

方向运动到X3=5m,最后沿正方向运动到X4=15m,求：（1）各段的位移大小和方向；（2）

全程的位移和路程。

（三）拓展创新题

9.某同学发现“跑步时，沿直线跑和沿曲线跑相同的时间，感觉位置变化不同”，请

设计一个实验探究“运动轨迹对位移和路程的影响二要求：（1）写出实验目的；（2）列

出实验器材；（3）简述实验步骤；（4）说明如何分析实验数据以得出结论。

10.结合时间与位移知识，分析“导航软件如何计算'预计到达时间要求：（1）

说明导航软件中“距离”对应的是位移还是路程；（2）分析“预计到达时间”的计算依

据（结合时间、路程/位移与速度的关系）；（3）若导航提示“距离目的地10公里，预计

15分钟到达“，但实际行驶中因堵车速度减慢，到达时间延迟，说明此时路程、位移和

时间的变化情况，解释“导航软件需要实时更新路线和时间”的原因。

六、练习答案与解析

（一）基础巩固题答案与解析

1.答案：D

解析：A错误，时刻与时间的区别不是长短，而是瞬时与过程；B错误，时间对应物

体运动的过程，与位移无直接对应关系；C错误，“第3秒内”是1秒，“3秒内”是3秒;

D正确，“8点整”是瞬时，为时刻。

2.答案：D

解析：A错误，位移方向是初位置指向末位置，不一定是运动方向（如往复运动）；

B错误，路程是轨迹长度，位移大小是初末位置距离，二者不同；C错误，往复直线运动

中路程大于位移大小；D正确，曲线运动中轨迹长度大于初末位置距离，位移大小小于

路程。

3.答案；5；相同；-2；相反

解析：Ax=X2-Xi=3m-(-2m)=5m,正号表示方向与正方向相同；Ax'=lm-3m=-2ni,负

号表示方向与正方向相反。

4.答案：C

解析：时间、路程、质量均为标量，只有大小；位移为矢量，有大小和方向，C正

确。

(二)能力提升题答案与解析

5.答案：D

解析：A错误，“5秒内”是0到5秒末，5秒时间；B错误，“第5秒内”是4秒末

到5秒末，1秒时间；C错误，位移为零可能是运动后回到起点(如绕操场跑一圈)；D

正确，回到起点时位移为零，路程不为零。

6.答案：A

解析：位移大小二AC距离=AB+BC=8m,方向从A到C；路程=AB+BC=8m,A1E确。

7.答案：

(1)A点坐标x_A=100m,B点坐标x_B=100m-150rr=-50m,C点坐标x_C=-50m+50m=0m；

(2)0至||人位移4*1=*_八一*_0=100111-0:100111,方向向东；A至ijB位移△

X2=x_B-x_A=-50m-100m=-150m,方向向西；B到C位移△x3=x_C-x_B=0m-(-50m)=50m,方

向向东；