1、位移和時間的關系的教學設計浙江省奉化中學 林飛達 315500一、教學內容分析新編高中物理第一冊第二章第二節位移和時間的關系一節，看起來內容較少，知 識也很簡單，許多老師未給予足夠的重視，常常用寥寥數語帶過。其實這一節內容對后面 知識的學習影響非常大。研究物體的運動規律都是從研究位移和時間關系入手的，頻閃照 相和打點記時器記錄的正是運動物體的位移和時間關系。對實驗數據采用列表法和圖象法 進行分析和研究，是許多探索性實驗中采用的基本方法，是中學物理的重點之一。許多學 生難以理解位移圖象，一個重要的原因就是由于學生不知道如何得到位移圖象，難以將運 動圖象與實際的運動情況聯系起來。所以筆者以為對這節

2、課的教學應該給予足夠的重視。 這節課的教學內容主要有：.測量運動物體位移和時間的實驗方法。.運用列表法和圖象法對實驗數據進行研究，。.勻速直線運動的概念。.變速直線運動的概念。重點顯然是前面二條，對位移和時間的關系研究透了，引進勻速直線運動的概念或變 速直線運動的概念是順理成章的事情。要研究位移和時間關系，首先必須給學生提供一個可以進行時間和位移測量的運動物 體作為研究對象。教材中安排了一個想象的實驗：“我們研究汽車在一段平直公路上運動 的情況，可以在公路旁每100m站一名拿著停表的觀察者，記下汽車到達每個觀察者的時間，測量結果如下表所示。”這種先敘述實驗環境然后直接給出實驗數據的教學方法，由

3、 于學生沒有身臨其境的體驗，教學效果不會太理想。如果采用真實的課堂演示實驗，則應 使用氣墊導軌及電子計時器等精密儀器，不但操作復雜而且費時，過多的精密儀器也會分 散學生的注意力，也不宜采用。筆者以為對于本節課采用計算機輔助教學能起到事半功倍 的效果，利用計算機提供一個虛擬的實驗環境，然后進行真實的測量和研究，操作簡單， 重點突出，學生的學習積極性十分高漲，教學效果很好。位移和時間關系有兩種測量方法，第一是測量通過相等位移需要的時間，即如上述提 到的教材中采用的方法；第二是測量相等時間內通過的位移。可以設想，觀察者坐在做直 線運動的汽車上，每隔相等時間向路面發射一顆橡皮泥子彈，只要測量路面上這些

4、橡皮泥 之間的距離，就可以得到汽車的位移和時間的關系。對于研究勻速直線運動來說，兩種方 法是一樣的，通過相等位移需要的時間相等或相等時間內通過的位移相等都是勻速直線運 動。如果考慮到在研究位移和時間關系的基礎上要進一步研究速度和時間關系，則兩種方 法是不一樣的。相等時間內速度變化相等是勻變速直線運動，屬于一種比較簡單的運動， 且在自然界里普遍存在，研究這種運動具有實際意義。而通過相等位移速度變化相等則屬 于復雜的運動，且在自然界里很難找到這種運動，沒有實際研究意義。所以筆者認為在這 一節課里，采用第二種測量方法更科學。r鼻時口言r tjw-T r青耳廠里標二、課件的制作制作課件時，要重點突出，

5、畫面簡潔，具有良好的交互性，操作按扭盡可能隱藏，但又能提供足夠的提示信息，以便操作。以下對筆者用Authorware 6.0制作的課件位移和時間的關系作簡單介紹。運行程度后的主畫面如圖 1所示。課件的主要部分是可以沿平直公路運動的紅色小汽車，為了演示各種不同的運動，小汽車的運動方式用編制程序代碼的方法進行控制，使其做勻變速直線運動，初速度（vo=0100）和力口速度（a= -50+50）都可以調節，當 a=0時做勻速直線運動，當a0時做勻力口速直線運動，當 a0時做勻減速直線運動。在運動的過程中可以每隔相等時間標記汽車的位置，并同步地發出等時聲響，強化演示效果，同時能動態地顯示小汽車的運動時間

6、及標記位置的時間間隔。課件的交互部分由屏幕底下的菜單欄和四個選擇框組成。菜單項由“110” 10個數字及“EXIT”標記，只要把鼠標移到某個數字處，會自動顯示該菜單項的操作內容，本課件 中有效的菜單項有：1:調節初速度vo和加速度a的值。（默認值為 vo=40,a=0）2：把小汽車恢復到初始位置或隨時終止小汽車的運動并恢復到初始位置。3:起動小汽車，使小汽車按照設定的V0和a值從左向右做勻變速直線運動。4：練習。有5道練習題供選用。EXIT :退出程序。四個選擇框的功能是：等時位置：選擇時，在小汽車運動的同時標記相等時間的位置。刻度尺：選擇時顯示可以移動的刻度尺，用來測量小汽車的位移。表格：選

7、擇時顯示位移和時間關系的數據表格，用來記錄實驗數據。坐標：選擇時顯示 s-t圖象的坐標，并可以畫出相應的圖象。屏幕中間部分的空白處顯示表格和坐標，整個畫面設計得十分簡潔、和諧。三、教學過程安排.引入。首先播放小汽車運動（設置為V0=40,a=0）的動畫，然后提出問題：小汽車的運動有什么規律或特點？然后引出課題，我們首先應該研究小汽車的位移和時間的關 系。.研究位移和時間的關系。選擇“等時位置”后，重新播放小汽車運動的動畫，然后選擇“刻度尺”，播放后畫面如圖2所示，已知時間間隔 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)對小汽車的位移和時間關系展開充分討論，利用屏幕中的標記和刻度尺測出t=0,1,2,3,4s時的位移值，然后將得到的實驗數據記錄在表格中并畫出相應s-t圖象（表格和坐標可以按照圖 3和圖4的式樣課前發給學生）。選擇課件的“表格”選擇框，顯示如圖3所示的表格，用鼠標單擊表格中“1”處顯示測量結果，再選擇“坐標”選擇框，顯示如圖4所示的坐標，并畫出其中一條相應的圖線。調節初速度，使分別為 Vo=60和V0=80,重復上述演示和討論，最后得到實驗數據和圖象如圖3和圖4所示。位

9、移和時間的關系1時間幾01.02.03.0L0位移了足00.100.200,3。0,4。2時司/總01.02.03.04.0位修/m00.150.300.450.603時間/器0L02.03.04.000,200.400.600,80對小汽車三次運動的特點展開討論，找出共同規律：相等時間內位移相等或s-t圖象是一條通過原點的直線。.勻速直線運動的概念。在上述討論的基礎上，引進勻速直線運動的概念，接著可以 舉一些勻速直線運動的例子。.變速直線運動的概念。調節初速度和加速度值（使vo=10, a=20），播放小汽車運動動畫，播放后的畫面如圖 5所示。通過 與上述同樣的方法研究位移和時間的關系，然后引入 變速直線運動的概念。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（圖5）.適當安排課堂練習和作業。（略）四、教學體會通過這一節課的教學，使學生對位移和時間的關系有了比較深刻的理解，在下一節課里，再引進速度的概念就水到渠成了。更重要的是使學生同時掌握了研究物體運動的方 法，接著可以用同樣的方法研