2015_2016高中物理第一章1质点参考系和坐标系教案新人教版必修1
高中物理人教版必修1教案-1_质点_参考系和坐标系_教学设计_教案_1
教学准备1. 教学目标1.知识与技能:(1)理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
(2)理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
(3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2.过程与方法:(1)体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。
(2)通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法,让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。
3.情感态度与价值观:热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。
2. 教学重点/难点重点:质点概念的理解,如何选取参考系。
难点:什么情况下可以把物体看成质点。
3. 教学用具教学课件4. 标签教学过程(一)物体和质点1.质点:用来代替物体的有质量的点.2、为什么要引入质点的概念?质点是一种科学的抽象,在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的“物理模型”,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。
质点就是这种物理模型之一。
3、什么样的物体可以看作质点?(二)参考系关于机械运动,同学们肯定有许多的看法,下面我们一起来围绕几个常见的场景进行讨论。
(1)坐火车旅行图片(2)飞机投弹图片(3)地球绕太阳转动图片请同学们设想一下,你和一位同伴正坐在这辆火车上,铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景,而同伴认为你是怎样的。
地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况,而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的。
地球在绕太阳转动,而我们却没感觉到这又是为什么。
虽然说物体的运动是永恒的,但在描述某一物体的位置随时间的变化,却又总是相对于其它物体而言的,这便是运动的相对性。
看来,要描述一个物体的运动即位置随时间的变化,首先要选定“某个其它物体”做参考,然后再观察研究对象相对于这个选定物体的位置是否随时间变化以及怎样变化。
高中物理人教版必修1教案-1_质点_参考系和坐标系_教学设计_教案
如果一个物体可以看做质点的物体沿直线运,怎样定量的描述物体的位置变化呢?
请同学们看书的第12页回答上面的回题!
四、坐标系
1、坐标系:
2、全球卫星定位系(GPS)
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
教学准备
1.教学目标
知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用。
过程与方法
1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
GPS的定位是利用卫星基本三角定位原理,GPS接收装置以测量无线电信号的传输时间来量测距离,以距离来判定卫星在太空中的位置,这是一种高轨道与精密定位的 观测方式。假设卫星在11,000英哩高处,测量我们的距离,首先以11,000英哩为半径,以此卫星为圆心画一圆,而我们位置正处于球面上。再假设第二颗卫星距离我们12,000英哩,而我们正处于这二颗球所交集的圆周上。现在我们再以第三颗卫星做精密定位,假设高度13,000 英哩,我们即可进一步缩小范围到二点位置上,但其中一点为非我们所在的位置极有可能在太空中的某一点,因此,我们舍弃这一点参考点,选择另一点为位置参考点。 ???? 如果要获得更精确的定位,则必定要再测量第四个颗卫星,从基本物理的观念上来说,以讯号传输的时间乘以速度即是我们与卫星的距离,我们将此测得的距离称为虚拟距离,在GPS的测量上,我们测的是无线信号,速度几乎达18万6千英哩/Sec的光速,而时间却短的惊人,甚至只要0.06秒,时间的测量需要二个不同的时表,一个时表装置于卫星上以记录无线电信号传送的时间,另一个时表则装置在接收器上,用以记录无线电信号接收的时间,虽然卫星传送信号至接收器的时间极短,但时间上并不同步,假设卫星与接收器同时发出声音给我们,我们会听到二种不同的声音,这是因为卫星从 11,000英哩远的地方传来,所以会有延迟的时间,因此,我们可以延迟接收器的时间,从此延迟的时间╳速度,就是接收器到卫星的距离,此即为GPS 的基本定位原理。
【高中物理】高中物理第1章第1节 1.1质点、参考系和坐标系教案(新人教版必修1)
1.1质点、参考系和坐标系一、教材分析本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“怎样描述物体的机械运动”。
教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念,指导思想是强调一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型,然后用数学方法描述这个模型,并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题,首先必须解决位置确定问题,教科书把“物体和质点”当作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实际的“物体”都“占有一定的空间”,在通常的运动过程中,“不同部位的运动情况是不相同的”,从而“给描述运动带来了困难”,解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
二、教学目标1、知道参考系的概念。
知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
三、教学重点1、在研究问题时,如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
四、教学难点在什么情况下可把物体看出质点五、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
在研究某一问题时,对影响结果非常小的因素常忽略。
常建立一些物理模型,这是一种科学抽象。
那以前接触过这样的物理模型吗?如:光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。
今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。
质点,并完成下列问题:设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点填写:(1)质点就是没有,没有,只具有物体的点。
(2)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(3)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(4)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(5)运动的质点通过的路线,叫质点的运动;是直线,叫直线运动;是曲线,叫。
高中物理 第一章《质点 参考系和坐标系》教案 新人教版必修1
沿运动直线建立坐标系可解决问题,具体做法是···
学生做练习
板
书
设
计
一、物体和质点
1、质点的概念
有质量的点称为质点
2、对质点的理解
质点是一种理想模型
3、什么条件下物体可以看做质点
二、参考系
1、参考系概念
假定不动,用来做参考的物体称为参考系。
2、运动的相对性
(1)参考系的选择是任意的
(2)同一个物体运动,选择不同的参考系,运动情况会有所不同
研究地球绕太阳公转时,地球的大小和形状对所研究的问题几乎没有影响,所以可以把地球看做一个点;而研究地球自转时,地球的大小和形状是必须考虑的因素,不能忽视。
阅读教材得出质点的概念
现实生活中不存在有质量没有大小、形状的物体。
看物体的大小形状对所研究的问题是否有影响,不是根据物体的大小来判断。
学生练习
二、参考系
(3)不矛盾,甲说乘客是运动的,是一路旁的树为参考的;乙说乘客是静止的,是以其他乘客为参考,两个人的说法都对。
阅读教材
参考系选择不同造成的
学生练习
三、坐标系
提出问题
物体在一条直线上运动,若要定量描述物体的位置及位置的变化,该怎样做?
分析讨论
小结:
为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
(3)运动是相对的,相对于参考系
三、坐标系
为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标
作
业
教
后
札
记
1、质点的概念
有质量的点称为质点
2、对质点的理解
提出问题
现实生活中是否存在质点?
分析讨论
高中物理第1章第1节1.1质点、参考系和坐标系教案(新人教版必修1)
1.1 质点、参照系和坐标系一、教材剖析本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“如何描绘物体的机械运动”。
教科书一开始就从参照系中明确地抽象出了坐标系的观点,指导思想是重申一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时第一把实质问题抽象成物理模型,而后用数学方法描绘这个模型,并追求解决的方法。
要研究物体地点的变化问题,第一一定解决地点确立问题,教科书把“物体和质点”看作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实质的“物体”都“据有必定的空间”,在往常的运动过程中,“不一样部位的运动状况是不同样的”,进而“给描绘运动带来了困难”,解决问题的要点是“可否用一个点来取代物体”。
二、教课目的1、知道参照系的观点。
知道对同一物体选择不一样的参照系时,察看的结果可能不一样。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种广泛的研究方法。
三、教课要点1、在研究问题时,如何选用参照系。
2、质点观点的理解。
四、教课难点在什么状况下可把物体看出质点五、教课过程( 一 ) 预习检查、总结迷惑检查落实了学生的预习状况并认识了学生的迷惑,使教课拥有了针对性。
(二)情形导入、展现目标。
在研究某一问题时,对影响结果特别小的因平素忽视。
常成立一些物理模型,这是一种科学抽象。
那从前接触过这样的物理模型吗?如:圆滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽视掉了。
今日我们又要成立一种新的物理模型——点。
点,并达成以下:意:步步入,吸引学生的注意力,明确学目。
(三)合作研究、精点。
1、物体和点填写:( 1)点就是没有,没有,只拥有物体的点。
(2)可否把物体看作点,与物体的大小、形状相关?(3)研究一汽在平直公路上的运,可否把汽看作点?要研究汽的状况,可否把汽看作点?(4)原子核很小,能够把原子核看作点?( 5 )运的点通的路,叫点的运;是直,叫直运;是曲,叫。
共:点是没有形状、大小、拥有物体所有量的点。
物理:1.1《质点参考系和坐标系》教案1(新人教版必修1)
物理:1.1《质点参考系和坐标系》教案1(新人教版必修1)第一篇:物理:1.1《质点参考系和坐标系》教案1(新人教版必修1)1.1 质点参考系和坐标系教学设计(一)质点模型是高中物理提出的第一个物理模型,也是最简单的模型,对质点概念的形成以及质点模型的建立过程,教学要求是初步的.由于运动的相对性,描述质点的运动时必须明确所选择的参考系,为了准确、定量地描述质点的运动,又要建立坐标系.质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,所以本教学设计是逐步展开的.本课程的教学设计要解决两个问题:一是通过在教学中创设多样的问题情景,引导学生讨论并总结质点的概念;二是合作探究引入参考系和坐标系的意义,以及如何建立合适的参考系和坐标系,然后介绍全球卫星定位系统,让学生了解信息,拓展视野.教学重点1.质点、概念的建立.[来源:]2.明确参考系的概念及运动的关系.教学难点1.质点模型的条件判断.[来源:Z。
xx。
]2.坐标系的建立.时间安排1课时三维目标知识与技能[来源:学科网ZXXK]1.知道质点的概念及条件.2.知道参考系的概念及作用.3.掌握坐标系的简单应用.过程与方法1.体验质点的条件及意义,初步掌握“科学抽象”这种研究方法.2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较.增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.情感态度与价值观1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然,关心科技发展,勇于探索的精神.2.通过分析不同参考系中的运动现象不同,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.课前准备1.自制课件、羽毛、竹蜻蜓.[来源:学§科§网Z§X§X§K]2.课前观察各种物体的实际运动,并能粗略描述它们的运动特点.教学过程[来源:学科网ZXXK]导入新课情景导入如图1-1-1所示,静坐在汽车里的乘客,司机说他静止没动,路旁的孩子赞叹他前进得真快.一个说他静止,一个说他运动,谁说的对呢?通过这节课的学习,我们就能解决这个问题了.[来源:学#科#网] 图1-1-1故事导入某天,上海市某出租车公司经理正在办公室忙碌着.突然,本公司司机小赵急匆匆赶来报告,说他驾驶的汽车在昨夜被盗.公司经理听完汇报后,及时报警.警方询问后得知该车装有GPS全球卫星定位系统,迅速采取了应急预案,由技术部启动全球定位追踪系统,马上发现该车位置在“N29°59.913′,E116°23.505′”附近.警方根据该信息迅速布置警力,警察仿佛从天而降,使犯罪分子转眼间落入法网.这主要还是GPS全球定位系统的功劳.那什么是GPS全球卫星定位系统呢?通过本节课的学习,你就会对它的工作原理有个简单的认识.影片导入(课件展示)特技跳伞运动员在某次高空特技表演中的精彩片断,那惊心动魄的场面让同学们激动不已.让学生仔细观察,思考为什么其中的一名运动员看身边的队员,好像没有下落;可当他俯视大地时,看到大地迎面而来,这是为什么?学习了本节知识,你就会知道其中的道理了.推进新课一、物体和质点教师演示1:教师将课前准备好的羽毛举高后释放,让同学们认真观察羽毛的运动情景.提出问题羽毛在下落的过程中有什么特点?[来源:学*科*网]学生认真思考后回答出羽毛的下落情况:一方面有自转;一方面整体下落.教师演示2:教师将漂亮的竹蜻蜓双手一搓,竹蜻蜓便飞到同学们中间.提出问题竹蜻蜓的运动跟羽毛的运动一样吗?它又有什么特点?学生合作讨论得到结果:既有向前的飞行,又有自身的转动.课件展示:通过大屏幕播放各种各样的物体的运动:雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,火车在田野里高速行驶,刘翔箭一般冲向终点线……教师点评:自然界物体的运动是多种多样的,要想详细而准确地描述物体上各部分的运动,是一件十分困难的事.根据刚才的演示实验思考,描述物体运动的困难和麻烦出在哪里?能不能克服这些麻烦呢?结论归纳:详细描述的困难就在于物体有自己的大小和形状.教师点评:物体的大小和形状在一些问题的描述过程中,起着重要的作用,不可忽略,如教练研究刘翔跨栏的动作要领;裁判根据田亮在空中翻滚的动作打分时,大小和形状就起了关键作用.讨论交流:是不是我们研究的所有问题,大小和形状都起关键作用而不可忽略呢?创设情景(大屏幕播放)情景一:地球绕太阳公转.(flash动画模拟)情景二:远洋航行的轮船,指挥部要确定它在海洋中的位置.(视频)情景三:从斜面上滑下的木块.情景四:火车在从南京开往上海的途中.合作讨论:在情景一中研究地球公转一周的时间;情景二中研究轮船的位置坐标;情景三中研究木块的运动;情景四研究火车全程所用的时间.在以上四种情景中,物体的形状和大小对所研究的问题有没有影响?学生合作讨论后得到结论:在以上所研究的问题中,物体的大小和形状对所研究的问题没有影响.看来,在某些情况下,真的可以不考虑物体的大小和形状.但是能忽略掉物体的质量吗?显然是不行的.因此,我们突出“物体具有质量”这一要素,把它简化为一个有质量的点,称为质点.那么,对实际运动的描述,就转化为对质点的运动描述.教师引导:引导学生对比以上所看到的物体的各种运动,并作对比,讨论在什么情况下物体的大小和形状可以忽略,即探究可看作质点的条件.问题:沿一个方向推动桌面上的书(如图1-1-3),如果测量书本移动的距离,是否可以将书本视为质点,为什么?如果测量桌面上的书经过桌面上A点所需要的时间,是否可以将书本视为质点,为什么?图1-1-3结论:可见,将一个物体看作质点是有条件的.同样是一本书的运动,在研究不同的问题时,前者可以看作质点,后者就不能看作质点.教师设疑:哪些物体可以看作质点呢?学生在教师的引导下尝试总结:如情景三中物块的下滑属于物体的平动,平动时物体上各点的运动特征都是相同的,故有:1.平动的物体可以看作质点.在研究地球的公转周期时,虽然地球是转动的,但不影响周期时间,故有:2.物体有转动,但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时,物体本身的形状和大小已变成次要因素,可以看作质点.特别提醒:并不是很大的物体就不能当作质点,也不是很小的物体就一定能看作质点,关键看物体的形状和大小在研究物体的运动中是否为次要因素,或判断物体做怎样的运动,能否选一个点来代替.视野拓展(课件展示阅读材料)课题:质点与理想化模型内容:质点是一个理想化的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化.在物理的研究中,“理想化模型”的建立,具有十分重要的意义.引入“理想化模型”可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,在现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想化模型”十分接近,在一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想化模型”来处理,即可以将研究“理想化模型”的结果直接应用于实际事物:例如在研究地球绕太阳公转的运动时,由于地球的直径(约1.3×10 km)比地球和太阳之间的距离(约1.5×108 km)小得多,可以把地球上各点相对于太阳的运动看作是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计,在这种情况下,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.特别地,高中阶段我们主要研究能够简化为质点的物体的运动.方法指导:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的“物理模型”,将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.课堂训练有人说:“当一列客车从北京开往上海时,(如图1-1-4所示)就可以把这列车看成质点.”这种说法正确吗?4图1-1-4解析:这个人的说法是错误的.第一,研究的问题没有明确.第二,在没有明确研究的是什么问题之前就把这列车的大小和形状当成起作用很小的次要因素而不考虑是错误的.如果研究这列车在整个路段的运行速度或运行时间,这个人的说法是正确的;如果研究这列车能运送多少旅客或研究通过某一站牌所用的时间,就不能把列车看成质点了.二、参考系公路上向左匀速行驶的汽车如图1-1-5甲,经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从上面自由落下,图乙是其运动的轨迹.地面上的观察者看到的运动轨迹是C,车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹却是B.(不计阻力)[来源:学科网]图1-1-5同样的苹果落地,为什么会观察到不同的轨迹呢?学生分组积极思考讨论:是因为观察者所处的位置,即观察角度不同.师生活动:找一位同学站到讲台前面,站好不动.教师从讲台一侧走向另一侧,同时问该同学:“我是静止的还是运动的?”该同学回答:“老师是运动的.”第二次与该同学并排同速走动,再次询问:“我是运动的吗?”该生回答:“我没有看到老师运动.”但是坐在教室里的其他同学说老师运动了,为什么?教师设疑:为什么对于同一物体的同一状态,关于运动和静止的说法不一样呢?学生合作讨论后回答:是因为观察的角度即所选参考系不同.总结:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的;运动是绝对的.运动又具有相对性.因此,要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作参考,观察物体相对于这个物体的位置是否随时间变化,以及怎样变化.描述物体的运动时,另外选来作为标准的物体,称为参考系.课堂交流:下述物理过程中选择什么为参考系较恰当?课件展示问题:1.2004年,所有的目光都集中在火星.继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后,欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2号火星登陆车投放至火星表面.从地球表面向火星发射火星探测器的过程中,若要研究探测器的运动情况,各应选择什么为参考系?参考答案:前者为地球,后者为火箭.2.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资.在不考虑空气阻力的情况下,飞机上的人以飞机作为参考系,他看到投下的物体是沿什么路线下落的?地面上的人以地面作为参考系,观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?参考答案:前者为竖直直线,后者为曲线(抛物线).3.第一次世界大战期间的一次空战中,一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行,忽然,他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞,他以为是一只小昆虫,于是就伸手轻松地把它抓了过来,仔细一看,把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的,是德国飞机射向他的一颗子弹.请根据上述信息讨论回答以下问题,并注意体会参考系的选取与运动的相对性.(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒),为什么没有把他的手打穿?体会一下,同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗?(2)受类似现象的启发,人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油,在航天飞行中,宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么?参考答案:(1)因同一物体相对于不同的参考系有不同的运动状态,相对于发射子弹的枪而言,子弹的初速度虽然为几百米每秒,但相对于其他以不同方向和速度运动着的物体,其运动速度就会有明显不同.当子弹和飞机的速度大小方向相同,则子弹相对于飞机静止,即出现上述情况.(2)除了飞行员具有高超的飞行技术外,相对于同一参考系时两个“物体”的速度要相同,即二者相对速度为零,处于相对静止状态即可完成.拓展延伸:一跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?参考答案:跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,是以自己作参考系,即以跳伞运动员为标准,它们间的距离在不断增大.如果以地面为参考系,这种情况的出现有以下几种可能性:(1)直升机静止在空中不动;(2)直升机向上升;(3)直升机下落,但速度比跳伞运动员慢.以上三种情况都能使跳伞运动员与直升机间的距离不断增大.因此,跳伞运动员无法根据自己看到的现象来判断直升机相对于地面的运动情况.三、坐标系学习了参考系后,我们就能定性粗略地描述物体的运动状态,但是在实际的生产、生活、军事中对物体的位置及位置变化有更详细的要求.图1-1-6问题:如图1-1-6所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点的位置如何表示?学生分组讨论,可能说法较多,如B点在A点南面50 m处、C在A的东南方向等.教师点评:学生的描述在日常生活中是能够简单表明意思的.但严格地说是不准确的.对于上述问题有下面的解决方式:可以A点为坐标原点,向东为x轴正向,向北为y轴正向,则各点坐标分别为:A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m).总结归纳:一般说来,为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系.在坐标轴上,刻度应均匀分布.课堂探究创设一个实例让学生思考,可以结合本地实际选取相应的例子.参考示例:如图1-1-7所示,一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向,思考汽车的位置随时间怎样变化.问题:1.如何选择坐标轴和正方向?2.如何选择坐标原点?3.如何确定坐标轴上的刻度值?图1-1-7 课堂小结本节课主要学习了质点概念的建立,能够看作质点的条件判断;参考系及坐标系的建立.本节课不仅对运动的描述奠定了知识基础,而且确立了物理模型的思想.本节主要内容包括:1.质点的概念;2.物体可以看作质点的条件判断;3.参考系;4.坐标系.布置作业1.教材第11页第1、2、3题.2.了解并应用全球卫星定位系统(GPS),记录显示屏中关于你所在地的信息并与同学交流.[来源:学科网ZXXK]板书设计质点参考系和坐标系[来源:学*科*网Z*X*X*K]活动与探究课题:了解GPS全球卫星定位系统的应用.内容:让学生课下通过查找资料或上网等方式,了解讨论GPS全球卫星定位系统的应用.参考资料:应用领域有交通管理、测量、海洋调查、海洋捕捞、辅助农业和林业的大面积作业(除虫、播种)、资源开发等,今后世界各国的飞机、船舶、火车、汽车、便携式个人电脑、手持电话、都将安装GPS 接收机,将使GPS技术深入到社会生活的各个领域,它的巨大经济效益正日渐显现.南京大学善邻信息技术有限公司已开发出北京、江苏、上海、广州、深圳、香港等地的卫星车载导航系统,并走向应用.车载GPS定位系统由两部分组成,一部分是由计算机、打印设备、电台组成的实时监控中心,另一部分是由接收机、处理器、调制解调器、发射机组成的移动终端,两部分用无线电通信联系,监控中心通信电台既接收车辆的定位信息,并在数字化电子地图上显示,又将监控中心的命令发送给受监控的车辆实施管理和指挥.“出车前,只要指定目的地和必经地点,车载定位系统就能帮助你选择一条最佳路线,既省钱、又省时、又能绕开交通堵塞的地方;不熟悉道路,它随时告诉你怎样走,在离交叉路口300 m处显示路口示意图,并用语言提示你往哪拐;你去某单位,不知道地点,用单位名称或电话号码即可确定电子地图上的位置;没有汽油了,它会告诉你最近的加油站在哪;沿途它可提示经过的商店,风景名胜……”显示了车载定位系统的先进功能.军用领域可为飞机、舰船、坦克、导弹作实时导航和制导,为目标提供精确定位,提高中、远程武器的命中率.美国国防部认为,研制GPS系统虽耗资130多亿美元,历时20年,但在20世纪90年代初期海湾战争中的收益已超过全部投资.据有关资料报道,在海湾战争的沙漠风暴行动中,美国和联合国军队,大约使用了7 000台GPS接收机,帮助空军飞行员与前线指挥机构保持联系,在沙漠中寻找道路,并成为战场上精确指挥控制、中远程精确打击和精确兵力投送的关键设备.习题详解1.解答:“一江春水向东流”是水相对地面(岸)的运动,“地球的公转”是说地球相对太阳的运动,“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动,“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动.说明:要求学生联系一些常见的运动指认参考系,可加深学生对参考系的理解.这类问题有时也需要仔细、深入地思考才能得出正确的答案.如我们说通信卫星是静止卫星、说静止卫星相对地球静止是模糊的.说静止卫星相对地面(某点)静止是正确的,静止卫星相对地球中心是运动的.2.解答:诗中描写船的运动,前两句诗写景,诗人在船上,卧看云动是以船为参考系.云与我俱东是说以两岸为参考系,云与船均向东运动,可认为云相对船不动.说明:古诗文和现代文学中,我们会发现一些内容与自然科学有关,表明人文科学与自然科学是相关的.教材选用本诗是为了凸现教材的人文因素.3.解答:xa=-0.44 m,xb=0.36 m设计点评本节内容是运动描述的入门篇,而质点模型的建立又是一项非常重要的知识点.所以本设计通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的,分析困难的原因,并逐步指出建立质点概念的必要性,继而分析条件判断,本设计充分展示了物理学研究的科学思维过程,让学生体验什么是科学思维的方法.本教学设计通过实例解决,突破了坐标系的建立这一教学重点.新课引入和教学过程中,提出了许多实际生活中的真实问题,把这些问题引入课堂,不仅能引起学生的兴趣、激发学生强烈的学习欲望,而且可以将所学和所用紧密联系在一起,使学习变得更有意义.第二篇:【物理】1.1《质点、参考系和坐标系》学案(新人教版必修1)知识改变命运,学习成就未来质点、参考系和坐标系学案一、课前预习1、叫做机械运动,简称运动。
高中物理第一章第一节质点、参考系和坐标系教案新人教版必修1
第一章运动的描述第一节质点参考系和坐标系【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学目标】知识与技能1.理解质点的概念.能明确物体在什么情况下可以看作质点2.知道参考系的概念.知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单3.知道坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化过程与方法1.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点这一理想化模型,初步掌握经过科学抽象来抓住物体本质建立物理理想化模型的方法。
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法,让学生从熟悉的事例中体验运动描述的相对性。
3.体会用坐标系描述物体位置的优越性,让学生感受数学知识在物理研究中的作用情感态度与价值观出主要因素,忽略次要因素的辩证唯物主义价值观和科学思维方法。
2.通过学习和体会“参考系的选取不同对运动的描述可以不同”。
培养学生运用观察和比较研究物体运动的习惯,提高对周围世界的认识本领。
3.通过本节内容的学生,让学生体会物理与生活实际的联系,激发学生学习高中物理课程的兴趣。
【重点难点】重点:(1)理解质点概念以及初步建立质点所采用的抽象思维方法;(2)在研究具体问题时,如何选取参考系;(3)如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
难点:理想化模型——质点的建立,及相应的思想方法教学方法:探究法,问题法【教学过程】【新课引入】【展示】观看下列四幅图【介绍】这四幅图分别展示了雄鹰.小鸟在空中展翅飞翔,汽车在公路上急速行驶,行星.卫星在宇宙中运行,根据初中学过的机械运动的知识,可知这些物体都在做机械运动。
雄鹰的身体在向前运动,但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动,地球在绕太阳公转的同时自身还在自转,可见物体的具体运动都是很复杂的,想要精准的描述描述物体的运动并不是一件容易的事情。
【思考】想要精准的描述物体具体的运动,麻烦和困难出在哪儿?【答案】因为任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般说来并不一样【承接】本节课我们用一种科学的思维方式建立一种物理模型来解决我们在描述物体时遇到的困难【新课讲授】(一)物体与质点【启发】物体的大小和形状在一些问题的描述过程中,起着重要的作用,不可忽略。
高中物理1.1质点、参考系和坐标系教案新人教版必修1
《1.1 质点参考系和坐标系》【教学目标】1.理解质点是理想化模型,知道物体可看成质点的条件2.知道参考系的选取原则,理解运动的相对性3.会建立简单的直线坐标系,并会确立点的坐标【重点、难点】1.物体可看成质点的条件2.研究实际问题时参考系的选取【思想方法】1.科学抽象(理想化模型)2.突出主要因素,忽略次要因素的处理方法【教学过程】1.1 质点参考系和坐标系(一)主要内容1、机械运动(1)定义:物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。
(2)运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。
运动是绝对的,静止是相对的。
2、物体和质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点。
第一、质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。
第二、质点没有体积,因而质点是不可能转动的。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
第三、质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。
同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
(2)物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。
(3)突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。
质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
(二)问题与讨论(1)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(无关)(2)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?(可以)要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(不能)(3)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(作为整体研究时才可以)例1.(多选)下列说法正确的是()A.运动中的地球不能看作质点,而原子核可以看作质点B.研究火车通过路旁一根电线杆的时间时,火车可看作质点C.研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时,不能把乒乓球看作质点D.研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时,可将汽车看做质点课堂训练:(1)(多选)下述情况中的物体,可视为质点的是()A.研究小孩沿滑梯下滑B.研究地球自转运动的规律C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动(2)(多选)下列各种情况中,可以把研究对象看作质点的是()A.研究小木块的翻倒过程B.研究从桥上通过的一列队伍C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱D.汽车后轮,在研究牵引力来源的时3、参考系(1)定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。
新人教版必修1高中物理第1章1质点参考系和坐标系教案
1 质点参考系和坐标系[学习目标] 1.理解什么是质点,知道质点是一种理想化模型,初步体会物理模型在探索自然规律中的作用.2.能说出把物体看成质点的条件.(重点、难点)3.知道参考系,知道物体运动描述具有相对性.4.知道坐标系和坐标系的种类,会用一维坐标系定量计算物体位置的变化.(重点、难点)一、机械运动1.定义:物体的空间位置随时间的变化.2.运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的.(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.二、物体和质点1.定义:用来代替物体的有质量的点.2.将物体看成质点的条件:在研究物体的运动时,当物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点.3.质点是一种理想化模型,实际并不存在.三、参考系1.定义:在描述物体的运动时,被选定做参考、假定为不动的其他物体.2.选取原则:参考系可以任意选取,一般以地面为参考系.但在具体问题中,要考虑研究问题的方便性.3.参考系对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所不同.四、坐标系1.建立目的定量描述物体的位置及位置的变化.2.直线运动的描述建立直线坐标系,在直线上规定原点、正方向和单位长度.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)很小的物体一定能看成质点.(×)(2)做直线运动的物体一定能看成质点.(×)(3)自然界中没有绝对静止的物体.(√)(4)只能选择静止的物体作为参考系.(×)(5)描述直线运动,一般建立直线坐标系.(√)2.(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机.下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )A.调节飞机旋翼的转速B.调整飞机在空中的姿态C.观察飞机在空中的位置D.调整飞机上摄像机镜头的方向ABD[调节飞机旋翼的转速时,飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计,不能看作质点;调整飞机在空中的姿态,飞机部分运动不同,不可以将飞机看作质点;观察飞机在空中的位置,飞机的大小可以忽略;调整飞机上摄像机镜头的方向时,飞机的大小不能忽略.故选A、B、D.]3.公路上一辆卡车紧急刹车,由于惯性,卡车上的货物相对车厢向前滑行了x=15 mm,为了测出这个距离x,我们选择的最合理的参考系应该是( )A.树木B.行人C.卡车D.公路C[据题意,参考系是指为了研究问题的方便选来作为标准的物体.由于货物相对车厢向前滑行了15 mm,这是货物相对车厢的运动,为了测量出这个距离,选择最理想的参考系是卡车,这样方便测量,也是最合理的选择.]物体和质点1.质点的特点(1)质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是只有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别.(2)质点是一种“物理模型”.①物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一.②物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在.2.实际物体视为质点的常见情况【例1】如图所示,下列几种情况下的物体,哪些可将物体当作质点来处理( )甲乙丙丁A.甲:研究正在吊起货物的起重机的运动时B.乙:研究正在旋转的硬币的运动时C.丙:研究太空中宇宙飞船的位置时D.丁:研究门的运动时C[A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后,起重机、硬币、门的运动将无法研究,故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点.C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后,对于确定宇宙飞船的位置无影响,故C项中的宇宙飞船可以被当作质点.]假设法判断物体能否当作质点(1)确定问题的性质,即研究目的、观察的重点是什么.(2)假设物体的形状、大小被忽略,成了一个有质量的“点”.(3)思考所要研究的问题,所进行的观察是否受影响.若受影响,物体不能被当作质点;若不受影响,物体就能被当作质点.1.下列关于质点的说法正确的是( )A.质点是客观存在的一种物体,其体积比分子还小B.很长的火车一定不可以看作质点C.为正在参加吊环比赛的运动员打分时,裁判们可以把运动员看作质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点D[质点是一种理想化的物理模型,没有大小和形状,故A错误;一个物体能不能看作质点,关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略,研究火车从北京开往上海的时间,火车可以看成质点,故B错误;吊环比赛要考虑运动员的动作,故此时不能看作质点,故C错误;如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点,故D 正确.]参考系1.选取参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选好参考系,只有选定参考系后,才能确定物体的位置、研究物体的运动.2.参考系的选取原则(1)参考系的选取是任意的,在实际问题中,参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则.(2)研究地面上物体的运动时,一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系,此时参考系可以省略不写.(3)要比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.3.参考系的四性【例2】为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利70周年,我国举行盛大的阅兵仪式,如图所示,空中编队排出“70”队形,飞过天安门观礼台上空,下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的思路点拨:①选择不同的参考系时,对物体运动的描述一般是不同的.②物体的运动具有相对性.C [飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行,而地面上的建筑物相对飞机向后运动.可见,地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系,飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系,A 、B 正确;由于飞机编队队形保持不变,所以以编队中某一飞机为参考系,其他飞机均是静止的,C 错误,D 正确.]判定参考系的两种方法(1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止的,静止的物体可能就是参考系.(2)假设法:假设以某物体为参考系,看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致.若一致,该物体可能就是参考系.2.(多选)在平直公路上,甲以10 m/s 的速度运动,乙以5 m/s 的速度运动,甲、乙从同一点出发,则( )A .同向运动时,甲观察到乙以5 m/s 的速度远离B .同向运动时,乙观察到甲以5 m/s 的速度靠近C .反向运动时,甲观察到乙以15 m/s 的速度远离D .反向运动时,乙观察到甲以15 m/s 的速度靠近AC [同向运动时,甲观察到乙时是以甲为参考系,此时乙以5 m/s 的速度远离,故A 正确;同向运动时,乙观察到甲时是以乙为参考系,此时甲以5 m/s 的速度远离,故B 不正确;反向运动时,甲观察到乙时是以甲为参考系,此时乙以15 m/s 的速度远离,故C 正确;反向运动时,乙观察到甲时是以乙为参考系,此时甲以15 m/s 的速度远离,故D 不正确.] 坐标系1.建立坐标系的物理意义(1)利用坐标可以定量描述物体的位置.(2)利用坐标差可以定量描述物体的位置变化.2.三种坐标系的比较直线坐标系 平面坐标系 空间坐标系 适用运动物体沿直线运动时 物体在某平面内做曲线运动时 物体在空间内做曲线运动时 建立方法 在直线上规定原点、正方向和标度,就建立了直线坐标系 在平面内画相互垂直的x 轴与y 轴,即可组成平面直角坐标系.物体的位置在空间画三个相互垂直的x 轴、y 轴和z 轴,即可组成三维坐标系.物体的位置由三个由一对坐标值确定坐标值来确定应用实例M点位置坐标:x=2 mN点位置坐标:x=3 m,y=4 m P点位置坐标:x=3 m,y=4 m,z=2 m【例3】一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向.小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 mC.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m思路点拨:①4 m和1 m都是小球到地面的距离.②抛出点在坐标原点上方2 m处.③注意所选坐标轴的正方向及坐标的正负.B[根据题意建立如图所示的坐标系,A点为抛出点,坐标为-2 m,B点为坐标原点,D 点为地面,坐标为2 m,C点为接住点,坐标为1 m,所以选项B正确.](1)上例中,若选择抛出点为坐标原点,向下的方向为坐标轴的正方向,则抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是多少?(2)抛出点与接住点之间的距离是多少?此距离与坐标原点的位置有无关系?[提示](1)改变坐标原点后三点的位置坐标分别是0,4 m,3 m.(2)抛出点与接住点之间的距离为x=3 m-0=3 m.此距离与坐标原点的位置无关.坐标系的建立及坐标值的正负判断(1)建立何种坐标系由物体的运动特点确定,建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化.(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值,与正方向的规定和原点的位置有关.3.如图所示,某人从学校的门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?[解析]选取A点为坐标原点建立平面直角坐标系,以正东方向为x轴正向,以正北方向为y轴正向,则各点坐标分别为:A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m).[答案]A(0,0),B(0,-50 m),C(100 m,-50 m),D(100 m,100 m)课堂小结知识脉络1.质点是一种“理想化模型”,物体能看成质点的条件:物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略.2.参考系的选择是任意的.3.坐标系可定量地描述物体的位置及位置的变化.1.物理学中引入“质点”概念,从科学方法说,是属于( )A.观察、实验的方法B.逻辑推理的方法C.类比的方法D.建立理想模型的方法D[“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的物理模型,所以从科学方法上来说属于理想物理模型,选项D正确,A、B、C错误.]2.南朝梁代僧人傅大士,是中国维摩禅祖师,他有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流.”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )A.水B.桥C.人D.河岸A[“桥流水不流”可以理解为桥在运动,水在静止.以水为参考系,桥相对于水的位置发生了变化,则桥是运动的,选项A正确;以桥为参考系,则桥是静止的,而水相对于桥的位置发生了变化,则水是运动的,选项B错误;以人为参考系,因为人在桥上走,人相对于桥的位置发生了变化,桥是运动的,而水相对于人的位置也发生了变化,所以水也是运动的,选项C错误;以河岸为参考系,河岸相对于桥的位置没有发生变化,桥是静止的,水相对于河岸的位置发生了变化,所以水是运动的,选项D错误.]3.如果操场上国旗平台离地面的高度是0.5 m,将坐标系的原点定在平台上,取旗杆所在直线向上方向为坐标轴的正方向,旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为10.9 m 和9.4 m,那么A、B两点的坐标分别是( )A.10.9 m,9.4 m B.11.4 m,9.9 mC.10.4 m,8.9 m D.10.9 m,-9.4 mC[A、B两点离平台的距离分别为10.9 m-0.5 m=10.4 m和9.4 m-0.5 m=8.9 m,以平台为坐标轴原点,向上方向为正方向,则A、B两点坐标值为10.4 m和8.9 m,选项C正确.]4.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如表:t/s01234 5x/m05-4-1-7 1(1)请在图中的x轴上标出质点在各时刻的位置.(2)哪个时刻离开坐标原点最远?有多远?[解析](1)以运动路径所在的直线为x轴,标出各时刻质点的位置坐标如图所示.(2)由图可知第4 s末质点离开坐标原点最远,有7 m.[答案](1)见解析图(2)4 s末7 m。
高中物理 1.1《质点 参考系和坐标系》教案1 新人教版必修1
1.1 质点参考系和坐标系教学设计(一)质点模型是高中物理提出的第一个物理模型,也是最简单的模型,对质点概念的形成以及质点模型的建立过程,教学要求是初步的.由于运动的相对性,描述质点的运动时必须明确所选择的参考系,为了准确、定量地描述质点的运动,又要建立坐标系.质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,所以本教学设计是逐步展开的.本课程的教学设计要解决两个问题:一是通过在教学中创设多样的问题情景,引导学生讨论并总结质点的概念;二是合作探究引入参考系和坐标系的意义,以及如何建立合适的参考系和坐标系,然后介绍全球卫星定位系统,让学生了解信息,拓展视野.教学重点1.质点、概念的建立.2.明确参考系的概念及运动的关系.教学难点1.质点模型的条件判断.2.坐标系的建立.时间安排1课时三维目标知识与技能1.知道质点的概念及条件.2.知道参考系的概念及作用.3.掌握坐标系的简单应用.过程与方法1.体验质点的条件及意义,初步掌握“科学抽象”这种研究方法.2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较.增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.情感态度与价值观1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然,关心科技发展,勇于探索的精神.2.通过分析不同参考系中的运动现象不同,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.课前准备1.自制课件、羽毛、竹蜻蜓.2.课前观察各种物体的实际运动,并能粗略描述它们的运动特点.教学过程导入新课情景导入如图1-1-1所示,静坐在汽车里的乘客,司机说他静止没动,路旁的孩子赞叹他前进得真快.一个说他静止,一个说他运动,谁说的对呢?通过这节课的学习,我们就能解决这个问题了.图1-1-1故事导入某天,上海市某出租车公司经理正在办公室忙碌着.突然,本公司司机小赵急匆匆赶来报告,说他驾驶的汽车在昨夜被盗.公司经理听完汇报后,及时报警.警方询问后得知该车装有GPS全球卫星定位系统,迅速采取了应急预案,由技术部启动全球定位追踪系统,马上发现该车位置在“N29°59.913′,E116°23.505′”附近.警方根据该信息迅速布置警力,警察仿佛从天而降,使犯罪分子转眼间落入法网.这主要还是GPS全球定位系统的功劳.那什么是GPS全球卫星定位系统呢?通过本节课的学习,你就会对它的工作原理有个简单的认识.影片导入(课件展示)特技跳伞运动员在某次高空特技表演中的精彩片断,那惊心动魄的场面让同学们激动不已.让学生仔细观察,思考为什么其中的一名运动员看身边的队员,好像没有下落;可当他俯视大地时,看到大地迎面而来,这是为什么?学习了本节知识,你就会知道其中的道理了.推进新课一、物体和质点教师演示1:教师将课前准备好的羽毛举高后释放,让同学们认真观察羽毛的运动情景.提出问题羽毛在下落的过程中有什么特点?学生认真思考后回答出羽毛的下落情况:一方面有自转;一方面整体下落.教师演示2:教师将漂亮的竹蜻蜓双手一搓,竹蜻蜓便飞到同学们中间.提出问题竹蜻蜓的运动跟羽毛的运动一样吗?它又有什么特点?学生合作讨论得到结果:既有向前的飞行,又有自身的转动.课件展示:通过大屏幕播放各种各样的物体的运动:雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,火车在田野里高速行驶,刘翔箭一般冲向终点线……教师点评:自然界物体的运动是多种多样的,要想详细而准确地描述物体上各部分的运动,是一件十分困难的事.根据刚才的演示实验思考,描述物体运动的困难和麻烦出在哪里?能不能克服这些麻烦呢?结论归纳:详细描述的困难就在于物体有自己的大小和形状.教师点评:物体的大小和形状在一些问题的描述过程中,起着重要的作用,不可忽略,如教练研究刘翔跨栏的动作要领;裁判根据田亮在空中翻滚的动作打分时,大小和形状就起了关键作用.讨论交流:是不是我们研究的所有问题,大小和形状都起关键作用而不可忽略呢?创设情景(大屏幕播放)情景一:地球绕太阳公转.(flash动画模拟)情景二:远洋航行的轮船,指挥部要确定它在海洋中的位置.(视频)情景三:从斜面上滑下的木块.情景四:火车在从南京开往上海的途中.合作讨论:在情景一中研究地球公转一周的时间;情景二中研究轮船的位置坐标;情景三中研究木块的运动;情景四研究火车全程所用的时间.在以上四种情景中,物体的形状和大小对所研究的问题有没有影响?学生合作讨论后得到结论:在以上所研究的问题中,物体的大小和形状对所研究的问题没有影响.看来,在某些情况下,真的可以不考虑物体的大小和形状.但是能忽略掉物体的质量吗?显然是不行的.因此,我们突出“物体具有质量”这一要素,把它简化为一个有质量的点,称为质点.那么,对实际运动的描述,就转化为对质点的运动描述.教师引导:引导学生对比以上所看到的物体的各种运动,并作对比,讨论在什么情况下物体的大小和形状可以忽略,即探究可看作质点的条件.问题:沿一个方向推动桌面上的书(如图1-1-3),如果测量书本移动的距离,是否可以将书本视为质点,为什么?如果测量桌面上的书经过桌面上A点所需要的时间,是否可以将书本视为质点,为什么?图1-1-3结论:可见,将一个物体看作质点是有条件的.同样是一本书的运动,在研究不同的问题时,前者可以看作质点,后者就不能看作质点.教师设疑:哪些物体可以看作质点呢?学生在教师的引导下尝试总结:如情景三中物块的下滑属于物体的平动,平动时物体上各点的运动特征都是相同的,故有:1.平动的物体可以看作质点.在研究地球的公转周期时,虽然地球是转动的,但不影响周期时间,故有:2.物体有转动,但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时,物体本身的形状和大小已变成次要因素,可以看作质点.特别提醒:并不是很大的物体就不能当作质点,也不是很小的物体就一定能看作质点,关键看物体的形状和大小在研究物体的运动中是否为次要因素,或判断物体做怎样的运动,能否选一个点来代替.视野拓展(课件展示阅读材料)课题:质点与理想化模型内容:质点是一个理想化的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化.在物理的研究中,“理想化模型”的建立,具有十分重要的意义.引入“理想化模型”可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,在现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想化模型”十分接近,在一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想化模型”来处理,即可以将研究“理想化模型”的结果直接应用于实际事物:例如在研究地球绕太阳公转的运动时,由于地球的直径(约1.3×104 km)比地球和太阳之间的距离(约1.5×108 km)小得多,可以把地球上各点相对于太阳的运动看作是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计,在这种情况下,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.特别地,高中阶段我们主要研究能够简化为质点的物体的运动.方法指导:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的“物理模型”,将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.课堂训练有人说:“当一列客车从北京开往上海时,(如图1-1-4所示)就可以把这列车看成质点.”这种说法正确吗?图1-1-4解析:这个人的说法是错误的.第一,研究的问题没有明确.第二,在没有明确研究的是什么问题之前就把这列车的大小和形状当成起作用很小的次要因素而不考虑是错误的.如果研究这列车在整个路段的运行速度或运行时间,这个人的说法是正确的;如果研究这列车能运送多少旅客或研究通过某一站牌所用的时间,就不能把列车看成质点了.二、参考系公路上向左匀速行驶的汽车如图1-1-5甲,经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从上面自由落下,图乙是其运动的轨迹.地面上的观察者看到的运动轨迹是C,车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹却是B.(不计阻力图1-1-5同样的苹果落地,为什么会观察到不同的轨迹呢?学生分组积极思考讨论:是因为观察者所处的位置,即观察角度不同.师生活动:找一位同学站到讲台前面,站好不动.教师从讲台一侧走向另一侧,同时问该同学:“我是静止的还是运动的?”该同学回答:“老师是运动的.”第二次与该同学并排同速走动,再次询问:“我是运动的吗?”该生回答:“我没有看到老师运动.”但是坐在教室里的其他同学说老师运动了,为什么?教师设疑:为什么对于同一物体的同一状态,关于运动和静止的说法不一样呢?学生合作讨论后回答:是因为观察的角度即所选参考系不同.总结:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的;运动是绝对的.运动又具有相对性.因此,要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作参考,观察物体相对于这个物体的位置是否随时间变化,以及怎样变化.描述物体的运动时,另外选来作为标准的物体,称为参考系.课堂交流:下述物理过程中选择什么为参考系较恰当?课件展示问题:1.2004年,所有的目光都集中在火星.继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后,欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2号火星登陆车投放至火星表面.从地球表面向火星发射火星探测器的过程中,若要研究探测器的运动情况,各应选择什么为参考系?参考答案:前者为地球,后者为火箭.2.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资.在不考虑空气阻力的情况下,飞机上的人以飞机作为参考系,他看到投下的物体是沿什么路线下落的?地面上的人以地面作为参考系,观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?参考答案:前者为竖直直线,后者为曲线(抛物线).3.第一次世界大战期间的一次空战中,一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行,忽然,他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞,他以为是一只小昆虫,于是就伸手轻松地把它抓了过来,仔细一看,把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的,是德国飞机射向他的一颗子弹.请根据上述信息讨论回答以下问题,并注意体会参考系的选取与运动的相对性.(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒),为什么没有把他的手打穿?体会一下,同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗?(2)受类似现象的启发,人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油,在航天飞行中,宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么?参考答案:(1)因同一物体相对于不同的参考系有不同的运动状态,相对于发射子弹的枪而言,子弹的初速度虽然为几百米每秒,但相对于其他以不同方向和速度运动着的物体,其运动速度就会有明显不同.当子弹和飞机的速度大小方向相同,则子弹相对于飞机静止,即出现上述情况.(2)除了飞行员具有高超的飞行技术外,相对于同一参考系时两个“物体”的速度要相同,即二者相对速度为零,处于相对静止状态即可完成.拓展延伸:一跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?参考答案:跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,是以自己作参考系,即以跳伞运动员为标准,它们间的距离在不断增大.如果以地面为参考系,这种情况的出现有以下几种可能性:(1)直升机静止在空中不动;(2)直升机向上升;(3)直升机下落,但速度比跳伞运动员慢.以上三种情况都能使跳伞运动员与直升机间的距离不断增大.因此,跳伞运动员无法根据自己看到的现象来判断直升机相对于地面的运动情况.三、坐标系学习了参考系后,我们就能定性粗略地描述物体的运动状态,但是在实际的生产、生活、军事中对物体的位置及位置变化有更详细的要求.图1-1-6问题:如图1-1-6所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点的位置如何表示?学生分组讨论,可能说法较多,如B点在A点南面50 m处、C在A的东南方向等.教师点评:学生的描述在日常生活中是能够简单表明意思的.但严格地说是不准确的.对于上述问题有下面的解决方式:可以A点为坐标原点,向东为x轴正向,向北为y轴正向,则各点坐标分别为:A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m).总结归纳:一般说来,为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系.在坐标轴上,刻度应均匀分布.课堂探究创设一个实例让学生思考,可以结合本地实际选取相应的例子.参考示例:如图1-1-7所示,一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向,思考汽车的位置随时间怎样变化.问题:1.如何选择坐标轴和正方向?2.如何选择坐标原点?3.如何确定坐标轴上的刻度值?图1-1-7课堂小结本节课主要学习了质点概念的建立,能够看作质点的条件判断;参考系及坐标系的建立.本节课不仅对运动的描述奠定了知识基础,而且确立了物理模型的思想.本节主要内容包括:1.质点的概念;2.物体可以看作质点的条件判断;3.参考系;4.坐标系.布置作业1.教材第11页第1、2、3题.2.了解并应用全球卫星定位系统(GPS),记录显示屏中关于你所在地的信息并与同学交流.板书设计1 质点参考系和坐标系活动与探究课题:了解GPS全球卫星定位系统的应用.内容:让学生课下通过查找资料或上网等方式,了解讨论GPS全球卫星定位系统的应用.参考资料:应用领域有交通管理、测量、海洋调查、海洋捕捞、辅助农业和林业的大面积作业(除虫、播种)、资源开发等,今后世界各国的飞机、船舶、火车、汽车、便携式个人电脑、手持电话、都将安装GPS接收机,将使GPS技术深入到社会生活的各个领域,它的巨大经济效益正日渐显现.南京大学善邻信息技术有限公司已开发出北京、江苏、上海、广州、深圳、香港等地的卫星车载导航系统,并走向应用.车载GPS定位系统由两部分组成,一部分是由计算机、打印设备、电台组成的实时监控中心,另一部分是由接收机、处理器、调制解调器、发射机组成的移动终端,两部分用无线电通信联系,监控中心通信电台既接收车辆的定位信息,并在数字化电子地图上显示,又将监控中心的命令发送给受监控的车辆实施管理和指挥.“出车前,只要指定目的地和必经地点,车载定位系统就能帮助你选择一条最佳路线,既省钱、又省时、又能绕开交通堵塞的地方;不熟悉道路,它随时告诉你怎样走,在离交叉路口300 m处显示路口示意图,并用语言提示你往哪拐;你去某单位,不知道地点,用单位名称或电话号码即可确定电子地图上的位置;没有汽油了,它会告诉你最近的加油站在哪;沿途它可提示经过的商店,风景名胜……”显示了车载定位系统的先进功能.军用领域可为飞机、舰船、坦克、导弹作实时导航和制导,为目标提供精确定位,提高中、远程武器的命中率.美国国防部认为,研制GPS系统虽耗资130多亿美元,历时20年,但在20世纪90年代初期海湾战争中的收益已超过全部投资.据有关资料报道,在海湾战争的沙漠风暴行动中,美国和联合国军队,大约使用了7 000台GPS接收机,帮助空军飞行员与前线指挥机构保持联系,在沙漠中寻找道路,并成为战场上精确指挥控制、中远程精确打击和精确兵力投送的关键设备.习题详解1.解答:“一江春水向东流”是水相对地面(岸)的运动,“地球的公转”是说地球相对太阳的运动,“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动,“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动.说明:要求学生联系一些常见的运动指认参考系,可加深学生对参考系的理解.这类问题有时也需要仔细、深入地思考才能得出正确的答案.如我们说通信卫星是静止卫星、说静止卫星相对地球静止是模糊的. 说静止卫星相对地面(某点)静止是正确的,静止卫星相对地球中心是运动的.2.解答:诗中描写船的运动,前两句诗写景,诗人在船上,卧看云动是以船为参考系.云与我俱东是说以两岸为参考系,云与船均向东运动,可认为云相对船不动.说明:古诗文和现代文学中,我们会发现一些内容与自然科学有关,表明人文科学与自然科学是相关的.教材选用本诗是为了凸现教材的人文因素.3.解答:x a=-0.44 m,x b=0.36 m设计点评本节内容是运动描述的入门篇,而质点模型的建立又是一项非常重要的知识点.所以本设计通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的,分析困难的原因,并逐步指出建立质点概念的必要性,继而分析条件判断,本设计充分展示了物理学研究的科学思维过程,让学生体验什么是科学思维的方法.本教学设计通过实例解决,突破了坐标系的建立这一教学重点.新课引入和教学过程中,提出了许多实际生活中的真实问题,把这些问题引入课堂,不仅能引起学生的兴趣、激发学生强烈的学习欲望,而且可以将所学和所用紧密联系在一起,使学习变得更有意义.111111。
高中物理1.1质点参考系和坐标系教案新人教版必修1
质点 参考系和坐标系时间课型 新授课 课时教学 目标一、知识与能力1.理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究 方法。
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3.会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
二、过程与方法 体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。
三、情感态度与价值观热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。
重点 难点重点1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法. 2.在研究具体问题时,如何选取参考系.难点 如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系.教法教具教学过程设计教材处理师生活动【课内学习】 一、物体与质点1.实例讨论:(1)要准确描述鸟儿身上各点位置随时间的变化,是件容易的事吗?困难和麻烦出在哪里呢?(2)如果我们研究汽车从小市开往本溪的过程,需要了解它各部分运动的区别吗?(3)如何才能用简单并且较准确的方法描述物体的运动呢?有些时候为了便于分析,常常把物体简化为 有质量的点 。
例:“神舟”5号飞船载人舱长7.4m ,直径2.8m ,用长58m ,重达480t 的“长征”二号火箭发射。
科学家在研究“神舟”5号在太空中的运动教学过程设计教材处理师生活动在物理学中,突出问题的 主要方面 ,忽略 次要因素 )同一物体能否看作质点,要依据 问题的性质 决定。
)物体看作质点的条件是:物体的形状和大小对所研究的问题 没有影响或影响不大教学过程设计教材处理师生活动描述某一个物体的位置及其随时间的变化,总是相对于其他物体而言的。
这便是运动的相对性。
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,这种用来做参考的物体称为参考系.例:我们应该都听过这首歌:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走……”作者为什么会有“竹排江中游”“青山两岸走”这样两种不同的感觉?练习:看书本10页的两幅漫画图,思考后回答书上提出的问题。
1质点参考系和坐标系-人教版必修1教案
质点参考系和坐标系-人教版必修1教案一、质点1.1 定义物理上,一个没有大小的质点有着很重要的意义。
质点是一种理想情况,用来研究物体的特定物理属性,如质量、位置和速度。
1.2 质点的质量质点没有大小,但有着质量。
物理上,一个质点的质量是指质点在没有受到外力作用下保持不变的惯性大小。
质点的质量可以用公式 $m=\\frac{F}{a}$ 来表示,其中m是质量,F是受到的力,a是加速度。
二、参考系和坐标系2.1 参考系参考系是指用来描述物体运动状态的基准。
在物理学中,通常将实验室作为一个固定参考系。
参考系对物体的运动状态起着很重要的作用。
2.2 坐标系坐标系是描述物体位置的一种工具,是以一个参考点为原点建立的一维、二维或三维的直角坐标系。
在物理学中,经常使用三维坐标系来描述物体的位置。
三、质点在坐标系中的运动3.1 表示位置一个质点在坐标系中的位置可以用坐标表示。
在二维坐标系中,一个质点的位置一般用(x,y)来表示。
在三维坐标系中,一个质点的位置一般用(x,y,z)来表示。
坐标系坐标系3.2 表示速度一个质点在坐标系中的速度可以用速度向量表示。
在二维坐标系中,一个质点的速度向量可以用一个带有正负号的二维向量表示。
在三维坐标系中,一个质点的速度向量可以用一个带有正负号的三维向量表示。
3.3 表示加速度一个质点在坐标系中的加速度可以用加速度向量表示。
在二维坐标系中,一个质点的加速度向量可以用一个带有正负号的二维向量表示。
在三维坐标系中,一个质点的加速度向量可以用一个带有正负号的三维向量表示。
四、总结本文介绍了质点、参考系和坐标系在物理学中的基本概念和应用。
质点是用来研究物体的特定物理属性的理想情况,参考系和坐标系则是用来描述物体运动状态的基准和工具。
在坐标系中,一个质点的位置、速度和加速度都可以用相应的向量表示。
理解这些基本概念对深入学习物理学很有帮助。
高中物理第1章运动的描述1.1质点参考系和坐标系教案新人教版必修1
⾼中物理第1章运动的描述1.1质点参考系和坐标系教案新⼈教版必修1第⼀节质点、参考系和坐标系物理核⼼素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个⽅⾯构成。
教材分析:本节教科书的第⼀段道出了全章教科书的⽬标,就是研究“怎样描述物体的机械运动”。
教科书⼀开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念,指导思想是强调⼀般性的科学⽅法,即为这样的思想做准备:解决问题时⾸先把实际问题抽象成物理模型,然后⽤数学⽅法描述这个模型,并寻求解决的⽅法。
要研究物体位置的变化问题,⾸先必须解决位置确定问题,教科书把“物体和质点”当作⼀个知识点,说明质点是针对物体⽽⾔的,实际的“物体”都“占有⼀定的空间”,在通常的运动过程中,“不同部位的运动情况是不相同的”,从⽽“给描述运动带来了困难”,解决问题的关键是“能否⽤⼀个点来代替物体”。
教学⽬标:(⼀)物理观念1.认识建⽴质点模型的意义和⽅法能根据具体情况将物体简化为质点,知道它是⼀种科学的抽象,知道科学抽象是⼀种普遍的研究⽅法。
2.理解参考系的选取在物理中的作⽤,会根据实际情况选定参考系。
3.认识⼀维直线坐标系,掌握坐标系的简单应⽤。
(⼆)科学思维、科学探究1.体验质点的条件及意义,初步掌握科学抽象这种研究⽅法。
2.体验不同参考系中运动的相对性,促使学⽣形成勤于观察、勤于思考的习惯,提⾼学⽣⾃主获取知识的能⼒。
3.体会⽤坐标⽅法,描述物体位置的优越性,可⽤不同的⽅法设计实验并体会⽐较。
增强学⽣发现问题并⼒求解决问题的意识和能⼒。
(三)科学态度与责任1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静⽌的相对性,培养学⽣热爱⾃然、勇于探索的精神。
2.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。
3.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点:1.在研究问题时,如何选取参考系。
2.质点概念的理解。
教学难点:在什么情况下可以把物体看作质点。
教学过程:(⼀)引⼊新课我们知道宇宙中的⼀切物体都在不停地运动着,机械运动是最基本、最普遍的运动形式,那么什么是机械运动呢?请列举⼏个运动物体的例⼦。
高中物理第一章第1节质点参考系和坐标系教案新人教版
第一章第1节质点参考系和坐标系教学目标:1.知识与技术:(1)理解质点的概念.能明确物体在什么情形下能够看做质点.(2)明白参考系的概念.明白选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单.(3)明白坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的转变.2.进程与方式:(1)领悟质点概念的提出和分析、成立的进程(2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种研究方式(3)通过数形结合的学习,熟悉数学工具在物理学中的作用3.情感态度与价值观:(1)通过学生的观察、探讨体验,使学生维持对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理(2)通过小组讨论,培育学生彼此合作、一路探索的团队精神,并使学生学会合作与交流,慢慢形成严谨求实的科学态度(3)体验物理学研究问题的方式——科学抽象,养成正确处置问题的方式,学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观学情分析:抽象能力差,难以将物体抽象出质点模型。
分析能力差,不会分析相关的问题。
重点难点重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的成立难点:理想化模型——质点的成立,及相应的思想方式教学进程引入新课(3-5分钟)播放几个运动的例子,给咱们最强烈的感受是什么?“都在运动”古代著名科学家亚里士多德说:“不了解运动,就不了解自然。
”那么人类要想了解自然,就要从了解运动开始。
教学新课(30-35分钟)(一)物体与质点1、在咱们生活的周围,处处都能够看到运动。
播放各类运动的录像。
哪些物体是运动的哪些物体是静止的?学生回答。
师总结:运动的特点,是物体的位置发生了转变。
在物理学中,物体的空间位置随时刻的转变是自然界中最大体,最简单的运动形态,称为机械运动,对机械运动咱们很熟悉了。
播放幻灯片,直线运动的飞机。
要研究飞机的运动情形,用不用整个飞机上各点全数研究一遍?只取一个点代替飞机就好了。
播放幻灯片,一只大雁从抚远飞往南方,若是我想准确研究大雁离地面的高度,飞行的速度,困难和麻烦出此刻哪?此刻让大雁变小、再变小,若是变成了一个点后问题研究是不是变简单了呢?提问:(1)要准确描述大雁身上各点的位置随时刻的转变不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢?(2)若是咱们研究它飞行时刻,需要了解它各部份运动的区别吗?(3)为何把活生生的一只大鸟看成一个点?(4)能够忽略质量吗?那个点能代替大雁的形状和大小吗?再举一例:火车从抚远开往哈尔滨用多长时刻,用不用考虑火车的形状?没必要教师小结:如此,在某些情形下,咱们能够把物体简化为一个有质量的点。
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质点参考系和坐标系
教学目标
一、知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3.认识直线坐标系,掌握坐标系的简单应用。
二、过程与方法
1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。
三、情感、态度与价值观
1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
2.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。
3.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点
1.理解质点概念以及初步建立质点要点所采用的抽象思维方法。
2.在研究具体问题时,如何选取参考系。
教学难点
1.在什么情况下可以把物体看作质点。
2.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
教学过程
一、导入新课
我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着,机械运动是最基本、最普遍的运动形式。
那么怎么描述运动呢?
不同的人可能有不同的答案,这一章我们就来学习物理学中对运动的描述。
二、进行新课
(一)物体和质点
问题:选择一个较复杂的运动(例如鸟的飞行),我们如何描述它?
引导学生分析:
1.描述起来有什么困难?
2.我们能不能把它看做一个点来处理?
3.在什么条件下可以把物体看作质点来处理?
老师小结:
1.只有质量,没有形状和大小的点叫作质点。
2.质点是一种科学抽象,一种理想化的模型,这种忽略次要因素、突出主要因素(质量)的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。
3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
4.一个物体能否被看成质点,取决于所研究的问题的性质,同一个物体在不同的问题中,有的能被看作质点,有的却不能被看成质点。
学生讨论:1.是不是只有很小的物体才能看作质点?
2.地球的自转和转动的车轮能否被看作质点?
3.物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处?
(二)参考系
坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的,却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着,这里面蕴含了什么问题呢?
学生活动:
小结:
1.参考系是参照物的科学名称,是假定不动的物体。
2.运动和静止都是相对的。
3.参考系的选择是任意的,一般选择地面或相对地面静止的物体。
(三)坐标系
创设实例:从家到学校的公交车或刘翔的110m栏。
提出问题:怎样定量(准确)地描述车或刘翔所在的位置。
教师提示:你的描述必须能反映物体(或人)的运动特点(直线)、运动方向、各点之间的距离等因素。
学生讨论。
教师总结:
1.为了定量描述物体的位置随时间的变化规律,我们可以在参考系上建立适当的坐标系,这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。
2.对于质点的直线运动,一般选取质点的运动轨迹为坐标轴,质点运动的方向为坐标轴的正方向,选取计时起点为坐标轴的原点。
单位长度的选定要根据具体情况。
3.位置的表示方法,例:x=5m。
学生讨论:如果物体在平面上运动(例如滑冰运动员),我们应如何建立坐标系?
教师小结:可以建立一个直角坐标系,此时可以用(x,y)表示物体的位置。
(四)巩固练习
1.下列关于质点的说法中,正确的是()。
A.地球很大,一定不能看作质点
B.原子核很小,一定能看作质点
C.同一物体在不同的情况中,有时可看作质点,有时则不可看作质点
D.质点是一种理想化模型,无实际意义
答案:C
2.下列说法中正确的是()。
A.研究物体的运动,首先必须选定参考系
B.参考系必须选择地面
C.研究同一物体的运动时,选取地面或相对地面静止的物体为参考系,所得出的关于物体运动的结论是相同的
D.选取不同的参考系,所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
答案:ACD
3.诗句“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为()。
A.船和山B.山和船
C.地面和山D.河岸和流水
答案:A
三、课堂小结
这节课我们学习了有关运动的几个基本概念,质点是一个理想模型,现实中并不存在.要分清什么时候能把物体看成质点,在描述运动时首先选取参考系,参考系是可以任选的,只要有利于我们描述运动。
为了定量描述物体位置的变化,引入了坐标系。
这一节是基础,大家要充分理解书中的概念,为我们以后的学习打下坚实的基础。
四、布置作业。