人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案
人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案
第一章运动的描述1.1 质点参考系和坐标系【教材分析】教学设计内容选自高中物理必修1第一章《运动的描述》的第1节。
质点、参考系和坐标系都是描述物体运动的重要的基础性内容,是本章必不可少的基础内容,也是以后整个高中阶段物理学习的基础性内容,有广泛的、重要的应用。
此前学生在初中阶段也初步学习过机械运动、参照物,本节内容属于在原有基础上的深入和完善,为让学生进一步走进物理做铺垫。
【学情分析】本节面对学生为高一学生,他们在初中已经初步学习过机械运动、参照物等基本内容。
他们对运动早已有些许经验性的、社会性的及学性的认识,对运动和机械运动的关系大多模糊不清。
高中阶段,他们将陆续进一步学习物理中的机械运动及政治哲学中的运动,过程中会被提及这两种形式的运动及其他形式的运动。
学生属于来到新学校不久,怀揣着憧憬和希望,他们思维活跃,积极主动,好奇心、学习态度、学习劲头均处于良好及以上的状态,差生的问题暂未明显表露。
【教学目标】1、知识与技能(1)理解质点的概念,能根据实际情况把物体简化为质点,知道质点是学抽象的理想化物理模型,明白学抽象是一种普遍的研究方法;(2)理解参考系的选取对描述机械运动的作用,会根据实际情况选定参考系,会根据参考系判定物体的运动情况;(3)会用一维坐标系描述物体的位置及位置的变化,了解二维坐标系和三维坐标系对描述物体位置及位置变化的作用;(4)理解机械运动与哲学中运动的区别,理解他们的相对性和绝对性。
2、过程与方法(1)通过相互讨论,理解准确具体地描述物体运动状态不容易的原因,明白建立质点物理模型的意义;(2)通过师生互动,举例分析什么情况下可以把物体看做质点;(3)通过参考系的学习及分析,让学生明白参考系对判定运动的意义,体验物体运动的相对性;(4)通过用手机搜索资料,体验自我综合性学习;(5)通过手机搜索、投影仪展示、视频播放、电子白板书写、QQ创建的课堂研究成果共享平台、PPT课件,让学生体验使用现代信息手段教学;(6)通过对一维坐标系的学习及二维坐标系、三维坐标系的了解,让学生体会坐标系对描述物体位置及位置的变化的优越性(不仅定性而且定量)。
人教版高中物理必修1 第一章第1节《质点、参考系和坐标系》教案设计
质点、参考系和坐标系【教学目标】1.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。
2.过程与方法(1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。
(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法。
(3)通过数形结合的学习,认识数学工具杂物理学中的作用。
3.情感、态度和价值观(1)通过学生的观察、探究体验,使学生保持对科学的求知欲,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,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度。
(3)体验物理学研究问题的一种方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法,学会在研究问题总突出主要矛盾的哲学价值观。
【教学重难点】重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立。
教学策略:通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。
难点:理想化模型——质点的建立,及其相应的思想方法。
【教学方法】通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到认知的螺旋上升,攻克难点。
【设计思路】本节课以“创设情景,提出问题—观察思考,自主探索—讨论交流,总结归纳”为教学结构,采用“交流—互动”的探究模式进行教学。
充分开发和利用新课程资源,创设大量贴近学生实际生活的问题情景,激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望,产生思维的积极活动与共鸣。
同时,体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。
充分运用并发挥多媒体的教学功能,用音乐、图片、视频素材为学生提供一个更具趣味性和启发性的学习情境。
营造宽松、自主、合作的课堂氛围,帮助学生形成健康的人格。
除了让学生关注概念的静态结果,更关注学生对概念的主动建构,强调在问题中实现知识的意义建构。
【教学准备】(1)演示器材:乒乓拍、乒乓球。
人教版物理必修一质点参考系坐标系教案
教学难点
质点定义的理解及如何判定一个物体是不是质点
课前准备(教具、活动准备等)
知识回顾:回顾初中所学机械运动问题
课 题
质点参考系和坐标系
课 型
新授
使用时间
第三周第一课时
编号
教学目标
4、能够正确的认识并准确地判断什么是质点
5、理解参考系的概念并知道不同的参考系中同一物体的运动状态可能是不同的
①一维坐标:描述物体在一条直线上运动,即物体做一维运动时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。
②二维坐标:平面直角坐标,描述物体在一平面内运动,即二维运动时,需采用两个坐标确定它的位置。
③三维坐标:立体坐标系,描述物体在空间的运动。
注意以下几点:
1、坐标的三要素:原点、正方向、标度单位。
所以从本章开始我们将一起来研究我们身边简单的运动。而今天这节课我们要学习的是基础的基础,三个重要的概念。这三个概念对于我们理解和描述运动至关重要,它们就是(板书:1质点、参考系、坐标系)。
2、教学过程
同学们还记得什么是机械运动吗
机械运动是指.......
不同的人对运动会有不同的描述。“飞流直下三千尺,疑是银河落九天。”是诗人在描绘气势磅礴的瀑布;听过着名的二胡独奏《赛马》,就可以感受音乐家用起伏变化的旋律来表现马的飞奔。
②坐标的三要素:原点、正方向、标度单位;
③用坐标表示质点的位置;
④用坐标的变化描述质点的位置改变。
教学反思:
咱们总结一下什么情况下可以把物体看成质点:
参考系:
师:大家再来思考一个问题:我们所处的这间教室是静止还是运动的
生:我们所在的教室是静止的。(或运动的)
质点 参考系和坐标系++教学设计 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
质点参考系一、教学目标1.物理观念(1) 理解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型.(2) 初步体会物理模型在探索自然规律中的作用.(3) 理解坐标概念,会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化.2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象,具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究通过实践和探究,让学生感觉科学就在身边。
培养学生对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神,树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任培养学生观察思考,勇于发现乐于探究的学习习惯,以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点教学重点:理解质点的概念,知道物体可看作质点的条件。
教学难点:理想化模型——质点的建立。
三、教学分析本节是高中物理的第一章第一节,对高中物理来说起着奠定基础的作用。
由于学生的思维还停留在初中物理的思维阶段,第一次用理想模型的观点来思考问题可能会有困难,要让学生从实际情况出发,认识到把物体看作点的确可行。
四、教学过程(一)新课导入视频引入:播放视频《生活中的机械运动》师:在物理学中,研究物体机械运动规律的分支叫力学,我们在第一章来研究怎样描述物体的运动(二)新课讲解(一)质点的条件参考系的选择师:对于诗人,可以用生动优美的诗句来描述运动,画家可以用几个线条表示运动,物理学家应该怎样描述运动呢?下面请大家观看视频,描述视频中摇篮的运动学生观看,尝试描述,发现在摇篮随水流漂下的开始比较容易描述,但当水流湍急,摇篮发生转动时,描述变得困难。
课本上也给大家举了个例子,让同学们描述展翅翱翔的雄鹰,播放电影片断,让学生观看鹰飞翔的视频,让学生描述。
学生发现由于它的头部,翅膀,尾巴各部分动作不同,要精确描述十分困难。
师:你们可能会想:如果所有运动都像摇篮刚开始那样不发生转动,又或者只是一个点,这样描述起来就简单多了。
那么,把物体看成点,到底行不行呢?下面我们来看几个例子。
人教版 高一物理 必修一 第一章:1.1质点参考系和坐标系-教案
质点参考系和坐标系教案教学设计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.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.教学模式:情境展示、合作探究、分组讨论及多媒体等多种教学模式教学用具:PPT课件时间安排1课时教学流程设计一、新课引入“不了解运动就不了解自然----亚里士多德”作为高中物理的第一章,我们从《运动的描述》开始说起。
生活中存在着各种各样的运动(火车在行驶、乌龟在跑、鸟在飞翔、火箭飞向太空),这些运动都有着共同的特点,就是空间位置随着时间发生变化,这就是我们物理学中所说的机械运动,简称运动。
(学生在课本中找出相对应的概念)在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。
在今后的学习中我们会重点学习力学这一部分内容,而在这一章,我们研究怎样描述物体的运动。
新高一人教版必修一物理第一节质点参考系和坐标系教案
新高一人教版必修一物理第一节质点参考系和坐标系教案【学习目标】 1.明白建立质点模型的意义和要领,能根据具体环境将物体简化为质点。
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际环境选定参考系。
3.明白一维直线坐标系,掌握坐标系的简略应用。
【重点、难点剖析】学习重点:1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采取的抽象思维要领。
2.在研究具体标题时,怎样选取参考系。
3.怎样用数学上的坐标轴与实际的物理情形连合起来建立坐标系。
学习难点:在什么环境下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件。
先通读讲义,按要求预习导学案中自主学习部分,按指导要求完成合作探究。
一、阅读P9第一部分:物体与质点并完成下列标题。
1.雄鹰拍打着翅膀在空中飞翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。
详细描述物体的运动有什么困难? 困难出在哪里?任何物体都有一定的巨细和形状,物体各部分的运动环境一般来说并不一样。
2.描述物体运动,我们需要明白物体各部分运动的区别吗?可以将标题简化吗?为什么?一个物体的巨细和形状能否忽略由标题的性质决定。
若物体的巨细和形状对所研究的标题没有影响或影响很小,则可以忽略物体的巨细和形状。
3.什么是质点?总结物体可以看成质点的条件是什么?质点是一种为了研究方便而引入的理想模型,是一种科学抽象。
质点是对实际物体的类似,在实际生活中是不存在的。
从上面的标题可以看出:一个物体能否看成质点,取决于它的形状和巨细在所研究的标题中是否可以忽略不计。
自主学习若物体的巨细和形状对所研究的标题没有影响或影响很小,则可以忽略物体的巨细和形状,将其看成质点。
二、阅读P10第二部分:参考系并完成下列标题。
1.什么是参考系?要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,查看物体相敷衍这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化。
这种用来做参考的物体称为参考系。
2.看课本中的图1.1—4,选择不同参考系来查看联合物体运动,终于怎样?选择不同的参考系来查看联合物体的运动,其终于会有所不同。
人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案
1.1 质点参考系和坐标系教学设计:本节学习的参考系和质点的概念是运动学甚至整个力学的最基本、最重要的概念,并且还提供了重要的科学思维方法.了解参考系的概念,对于观察、比较、研究物体的运动有实际的意义.要使学生明白,严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的,是一种理想化模型,是对实际物体的近似,是一种科学抽象.自然界中任何一种事物及其运动变化,都是比较复杂的,研究问题,要暂时撇开起作用很小的因素,抓住主要因素.如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小,以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看成质点.【三维目标】知识与技能1.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,了解二维平面直角坐标系,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。
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。
3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性。
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.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系,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,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣.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。
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。
教学难点在什么情况下可以把物体看作质点。
自主探究、交流讨论、自主归纳教学方法学、交、导、练、悟任务一:物体和质点【阅读】P9第一部分:物体与质点并完成下列问题。
A级1、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。
高中物理新课标人教版必修一优秀教案质点参考系和坐标系
1 质点参考系和坐标系从容说课本节首先让学生阅读一段有关运动和静止的描述,让学生了解更宽泛意义上的运动和静止.在回顾了机械运动的根本特征后,让学生知道如何确定物体的运动和怎样看待运动的物体的问题.通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用.用多个讨论与交流的目的在于让学生从生活中的实际联系物理中的概念.通过讨论与交流将生活中的经验升华为物理概念.本节是高中学生学习物理的起始章节,激发学生的学习兴趣是教师在教学中应该注意的主要问题.教学内容看起来似乎浅显,但其中蕴涵着许多学生在初中学习时很少接触过的方法,教师在教学中要创设丰富多彩的情景,要使学生在愉悦的心境中开始高中阶段的物理学习.教师的教学手段要多样化,教学气氛要热烈,在教学中建立融洽、和谐、平等的师生关系,使学生感受到物理的魅力.通过课堂教学让学生学会归纳,学会表达,学会设想,学会讨论,学会交流,学会比较,学会换位思考,学会建立物理模型,学会小结.三维目标知识与技能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.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的这个理想化的模型.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中的概念.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的生活经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,揭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.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.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系.3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想.4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣.教学重点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.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.教学难点在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件.教具准备录像资料、多媒体课件课时安排1课时教学过程[新课导入]师:请同学们观看一段录像后思考问题(有关运动的话题).(放映录像)选择有关反映物体运动的画面播放给学生看(可搜集整理电视片《科技之光》和《动物世界》中的图像).如:雄鹰、小鸟在空中飞翔,飞机在天空中划过,行星、卫星在宇宙中运行,航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照,汽车在公路飞驰,轮船在海水中搏击海浪。
人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案
1.1质点参考系和坐标系教案1一、三维目标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。
二、教学重、难点(1)重点1.理解质点的概念;2.从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。
(2)难点1.理解质点的概念三、教学流程设计(一)引入课题(二)物体和质点(三)参考系题?(例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方)小结①参考系是参照物的科学名称,是假定不动的物体。
一个物体一旦被选为参考系,就认为它是静止的。
在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动,即“参考系上长着观察者的眼睛”。
②比较两个物体的运动时必须选择同一参照系,比较才有意义。
③在运动学中,参考系的选取是任意的,但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。
在没有特别说明时,通常以地面为参考系。
例如,描述地面上物体的运动时,通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。
3.练习课本P13 练习2。
4.讨论①小小竹排江中游,巍巍青山两岸走;②月亮在莲花般的云朵里穿行;③坐地日行八万里,巡天遥看一千河。
在上述三例中,各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。
(四)坐标系教师活动学生活动(创设实例:多媒体播放视频刘翔的110m栏。
人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案
1.1 质点参考系和坐标系教学设计(二)多媒体教学设计导入新课打开“1.1质点参考系和坐标系.ppt”文件,点击目录中的“引入”,切换到如图所示:根据所给问题让学生思考,分析出当只考虑足球飞越的距离和蝴蝶上升的高度时,可以把足球和蝴蝶当作一个点来研究,这种点在物理上就是一个理想化的模型——质点(引入下面的课题)推进新课一、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:点击目录中的“质点”,切换到下图:先让学生思考其中的问题,然后再给出结论.点击“下一页”进入练习题部分:先让学生自己思考解答,然后再给出解析过程.二、参考系点击目录中的“参考系”,进入下图所示内容先让学生观察两个视频,并分别说出各自的结论,然后老师总结并分别给出下面的内容.点击“下一页”,切换到情景模拟部分:可以改变其中的各种参数改变小车的速度,让学生充分理解各种运动情况.继续点击“下一页”,进入练习部分:同样先让学生自己完成两题,然后再给出解析内容.三、坐标系点击目录中的“坐标系”,出现以下内容:先让学生根据图中提出的问题,说出自己确定物体位置的办法,然后老师再给出参考答案.在此问题中实际涉及了三种不同的坐标系,它们都是以人的位置为坐标起点.1.是一维坐标系,2.是二维坐标系,3.是三维坐标系.点击“下一页”给出坐标系的有关内容:点击其中的“下一页”给出坐标系的知识拓展部分:继续点击其中的“下一页”给出坐标系的练习题部分:对于此题,也是先让学生思考、解答,然后再给出解析和最后的归纳总结. 课堂小结点击目录中的“小结”,出现以下内容:提问学生本节主要学习了哪些内容,然后展示本节所学内容以及本节的学习目标,以供学生掌握本节的重点和难点.设计点评物体的相对运动问题是学生学习的难点之一,正确地选择参考系是解题的关键.对于有些事例很难用实物模拟,所以这里就采用了实物录像和flash课件模拟的方法很好地解决了这个问题.。
人教版必修一《质点 参考系和坐标系》教案
人教版必修一《质点参考系和坐标系》教案1质点参考系和坐标系1.物体和质点(1)提出问题“嫦娥一号”卫星为立方体,两侧太阳能电池帆板最大跨度达18.1 m,重2350kg,近观相当庞大,但相对苍茫宇宙空间又是如此渺小,出现在指挥荧光屏上也仅是一个光点,科学工作者在研究其运行位置、飞行速度和轨道等问题时,有没有必要考虑其大小和形状?(没有必要)实际研究中会采取一种怎样的科学模型呢?(质点)(2)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:物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。
如:地球很大,但地球绕太阳公转时,地球的大小就变成次要因素,我们完全可以把地球当作质点看待.当然,在研究地球自转时,就不能把地球看成质点了。
研究火车从到的运动时可以把火车视为质点,但研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点了.当研究的问题不明确时,可遵循分析问题的习惯:一般来说当物体上各个点的运动情况都相同时,可用物体上一个点的运动代替整个物体的运动,研究其运动性质时,可将它视为质点;做转动的物体.当研究其细微特征时不能将其视为质点;但是当物体有转动,且因转动而引起的差异对研究问题的影响可忽略时,物体也可视为质点.此外物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据.③质点是一个理想模型,要区别于几何学中的点.(3)质点的物理意义实际存在的物体都有一定的形状和大小,有质量而无大小的点是不存在的,那么定义和研究质点的意义何在?质点是一个理想的物理模型,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。
在物理学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.引入“理想模型”,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“理想模型”来处理,即可以将研究“理想模型’’的结果直接地应用于实际事物。
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。
人教版高中物理必修一 质点 参考系和坐标系 公开课优质课课件教案
人教版高中物理必修一质点参考系和坐标系公开课优质课课件教案人教版高中物理必修一质点参考系和坐标系公开课优质课课件教案视频 -教材分析:要对实际物体的运动进行物理学角度分析,必须忽略次要因素,建立物理模型进行研究。
这不仅是本节“质点”模型建立的依据,也是电学中“点电荷”、机械振动中“单摆”、热学中“理想气体”等模型建立的依据。
所以本节教学蕴含的思想方法贯穿整个高中物理的始终。
同时整个高中物理力学部分都是以“质点”作为研究对象进行展开的。
三维教学目标: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,并能用之于表示直线运动质点的位置。
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。
3.体会用坐标系精确描述物体位置的方法。
三、情感态度与价值观1.认识运动是物质世界的普遍现象,认识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.渗透研究事物抓住主要因素、忽略次要因素的哲学思想。
3.渗透具体问题具体分析、多角度观察事物的辩证唯物主义思想。
教学重点:1.质点模型建立的物理思想,物体能不能看成质点的条件。
2.利用直线坐标系定量描述直线运动中物体的位置。
教学难点:1.选取不同的参考系描述物体的运动。
2.在实际的运动情景中建立坐标系。
教学过程引入新课:Step1:展示国画“马”,请同学们思考:1.你能感受到这匹马的运动吗?画家用何种方式表达运动?2.文学家,也常用诗句描述马的运动?你能列举几例吗?3.物理教师,也想描述这匹马的运动,困难在哪里?新课教学:一、质点教学马的各部分运动情况一样吗?前蹄如何运动?前腿如何运动?后蹄如何运动?后腿如何运动?……看来,物理老师要把这匹马的运动描述出来,太困难了!太复杂了!展示:物理上描述实际物体的运动,困难在哪里?Step2:1.思考:有些问题中,物体的形状大小真的那么重要吗?例如,杨贵妃要关心荔枝从岭南运输到西安所用的时间,马的形状还重要吗?2.阅读教材P9第6段,计算:研究地球的公转时,其形状能否忽略?3.演示:平动的物体,其各部分运动轨迹是否相同?转动的物体,其部分运动轨迹是否相同?Step3:回答问题:1.什么是质点?2.为什么说质点是理想的物理模型?3.物体在什么条件下能够抽象为质点?二、参考系Step4:阅读教材P10第4-6段,回答什么是参考系?Step5:说一说:选树木作参考系,小朋友作何运动?选火车作参考系,小朋友作何运动?Step6:议一议:甲小孩为什么始终位于飞机的正下方?选飞机为参考系,甲小孩运动的路径是什么?在乙小孩眼中,“甲小孩的运动”和“水平抛出的粉笔运动”类似,你接受这个吗?谈谈你的看法。
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1.1 质点参考系和坐标系教案一、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。
二、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,揭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。
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。
四、教学内容:要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。
由于运动的相对性,描述质点运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确的、定量的描述质点的运动,还要建立坐标系。
质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,教材中逐步展开这些内容,最后介绍全球卫星定位系统。
本节介绍质点、参考系和坐标系,不仅是这一章学习的基础知识,也是以后力学各章学习的基础知识。
这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。
一、物体和质点在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小,把物体看成是一个具有质量的点,这样的物体模型称为“质点”。
1.物理学中的理想化方法、理想化模型物理学的研究对象受许多因素的影响,如果同时考虑这诸多因素,那就无法使用数学知识达到定量研究的目的。
物理学及其他许多学科,都是把非本质的次要因素找出来,加以剔除,而把本质的起主要作用的因素突出出来,在此基础上进行概括抽象,把十分复杂的问题归结为比较简单的问题进行研究,这就是物理学研究中的理想化方法。
用这种方法建立起来的为代替研究对象而想象出的模型就叫做理想化模型,如“质点”就是一个典型的理想化模型。
研究问题时用质点代替物体,可不考虑物体上各点之间运动状态的差别。
注意:真正的质点是不存在的;可看成质点的物体往往并不很小,因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来。
2.质点是只有质量而无大小和形状的点;质点占有位置但不占有空间。
3.物体能简化为质点的条件:①平动的物体通常可视为质点.平动,就是物体上任意一点的运动与整体的运动有相同特点的运动,如水平传送带上的物体随传送带的运动。
②有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
如汽车在运行时,虽然车轮转动,若我们关心的是车辆整体的运动快慢,故汽车可看成质点。
③物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时,不论物体大小如何,都可将其视为质点。
【讨论】物理中的“质点”与几何中的“点”的有何异同?参考答案:(1)相同点:都是没有形状和大小的点。
(2)不同点:物理中的“质点”是一个科学抽象的“理想模型”,忽略其大小及形状,但是有质量。
看成质点的物体,体积可能很大(如公转中的地球),也可能很小(如运动的电子)。
几何中的“点”是绝对的,无大小、形状和质量,仅表示在空间的位置。
【针对练习】(2013届·广东增城一模)在下面研究的对象中可以被看作质点的是A.研究张继科打出的弧旋乒乓球B.研究火车通过某路标的时间C.研究跳水比赛中吴敏霞的优美动作D.研究火车从广州开往北京的平均速度【参考答案:D 解析:在研究弧旋乒乓球时,乒乓球的形状不能忽略,乒乓球不能被看作质点,A错误;火车的长度相对于路标来说,特别大,不可被看作质点,B错误;火车相当于从广州到北京的距离特别小,可以忽略不计,火车可被看作质点,D正确;跳水比赛中吴敏霞的各种姿势对研究其动作起着重要作用,不能忽略不计,所以吴敏霞不能被看作质点,C错误。
】二、参考系为了研究物体的运动,被选来做参考..的其他物体称为“参考系”。
对参考系的理解:(1)运动是绝对的,静止是相对的。
一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的。
(2)参考系的选取可以是任意的。
(3)判断一个物体是运动还是静止,如果选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论。
(4)参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体,在讨论问题时,被选为参考系的物体,我们常假定它是静止的。
(5)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系。
注意:有了参考系,才能确定物体的位置,并且假设参考系是不运动的;选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动;参考系选得不同,对同一个物体的运动作出的结论也不同;研究地面上物体的运动时,通常取地面或相对地面不动的物体做参考系。
【思考一】如何选择参考系?解答:参考系的选择是可以任意的,但为了研究问题方便,应选择最合适的参考系,一般研究地面上运动的物体,常选地面或固定在地面上的物体做为参考系,在研究运动着的车厢中人的运动时,可以选择运动着的车厢做为参考系,但要注意,参考系不能选研究对象本身,因为机械运动是相对“另一个物体”的运动,选研究对象本身做参考系,研究对象只可能处在唯一的静止状态。
【思考二】 如何理解运动的绝对性,静止的相对性?解答:整个宇宙是由运动着的物体组成的绝对静止的物体是没有的,所以物体的运动是绝对的,而物体的静止只是相对的,平时我们所说的运动和静止都是相对于参考系而言的,参考系选择得不同,描述同一物体的运动情况就不同,例如坐在行驶的汽车里的人,如选择车厢为参考系,则人是静止的,如选地面为参考系,人就是运动的。
所以,确定物体是运动,还是静止,关键是选什么物体做参考系。
【思考三】 为什么人在沙漠中或森林中容易迷路?解答:人站在沙漠中或者森林中向四周观望时,四周的景物都相同,找不到不同的物体作为参考系,因此无法判断自己处于什么位置,应该如何走,所以人在沙漠中或森林中容易迷路。
【针对练习】下列说法正确的是A .参考系是为了研究物体运动而选取的B .宇宙中的物体有的静止,有的运动C .只能选取不动的物体作为参考系D .同一物体的运动对不同的参考系,其观察结果一定相同【参考答案:A 解析:宇宙中一切物体都是运动的,绝对不动的物体是不存在的,B 错;在研究物体的运动时,必须要选取参考系,并且参考系的选取是任意的,选取不同的参考系,对同一物体的运动得出的结论可能是不同的,故A 正确,C 、D 错误。
】三、坐标系的选取及应用所谓位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。
当物体做机械运动时,其位置发生变化,为了定量地描述物体的位置及位置的变化,就需要在参考系上建立适当的坐标系。
1.初步认识坐标系(1)坐标系相对参考系是静止的;(2)坐标的三要素:原点、正方向、单位长度;(3)用坐标表示质点的位置;(4)用坐标的变化描述质点的位置改变。
2.三种常见的坐标系(1)一维坐标系:描述物体在一条直线上(一维空间)运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置。
即以这条直线为x 轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,如图1所示。
图1 -1 1 2x O【思考1】 为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车的位置,我们可以取x 轴表示长安街的东西方向,x 轴的正方向指东,并且取天安门前的旗杆作为坐标轴的原点,那么汽车的位置就由它的坐标完全确定了。
若汽车的坐标是1 km ,则表示汽车处于什么位置?汽车的坐标是-2 km 呢?解答:坐标的绝对值表示汽车离开坐标原点的距离,正负号表示方向。
若汽车的坐标是1 km ,则表示汽车在旗杆以东1 km ;汽车的坐标是-2 km ,则表示汽车在旗杆以西2 km 。
注意:用坐标确定了物体的位置,我们就能定量地描述物体的运动了。
这里,特别要注意坐标正负号的含义。
2.二维坐标系:如果物体在同一平面(二维空间)内运动,就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置,如图2所示,采用两个坐标确定它的位置。
【思考2】 如图3所示,一辆汽车从市民广场的钟楼出发沿人民路驶向孩儿巷和更俗剧场方向,要描述汽车的位置随时间的变化情况,我们应当首先解决什么问题?解答:要描述清楚汽车的运动,就需要建立平面直角坐标系,我们首先要解决下列问题:(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?小结:研究在二维空间运动的物体,就要建立平面直角坐标系,确定物体各个时刻的位置坐标(x ,y ),才能判断物体的具体运动情况。
例如冰场上的花样滑冰运动员,要描述他(她)们的位置及运动情况,就要采用这种方法。
3.三维坐标系:当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系,如图4所示。
【思考3】 要描述随风飘落的树叶、在池塘中自由游泳的小鱼等的位置及运动情况,我们需要建立什么样的坐标系?可操作性如何?。
孩儿巷图2解答:飘落的树叶、游泳的小鱼的运动,虽然常见,但非常复杂,都属于三维空间的运动形式,需要建立三维坐标系。
因为物体的速度大小和方向随时都可能变化,很难精确的描述出他们的具体位置坐标(x,y,z)和运动情况。
注意:三维空间内的运动形式,一般都较复杂,对中学生不做过多的要求。
但要知道描述三维空间内物体的位置及运动情况,就必须建立三维坐标系。
四、GPS定位仪——确定地球上物体具体方位,提供准确时间的高科技装置全球卫星定位系统(GPS)是一种高精度卫星导航系统。
它为各类用户提供三维位置(x,y,z)、三维速度(v)和时间(t)信息,实现全天候、全球实时导航定位,保障运载工具的安全。
参考答案:从GPS定位器上显示屏中的信息可以知道:第1行的“西”和第2行的“航向267°”表示的是航向,如图5所示。
“航速0.0km”说明定位器现在相对地面静止。
第3行的“航程1.0 km是指从出发到现在的里程,“累计13:32”是指从开始启动定位器到现在的时间。
第4行的“N39°55.451′”和“E116°23.504′”是指定位器所处位置在北纬39°55.451′、东经116°23.504′。
第5行“时间:10:29:57”显示的是北京时间10点29分57秒。
通过地理知识或查阅地图手册可以知道定位器此刻正处于北京市城区的西部。