1.1质点参考系和坐标系教案

1.1 质点参考系和坐标系
教学目标
（一）知识与技能
1、知道质点的概念及条件。

2、知道参考系概念及作用。

3、掌握坐标系的简单应用。

（二）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）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、不同的参考系中现象不同，帮助学生建立辨证唯物主义的世界观。

教学重点
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。

教学难点
将一个实际的物体抽象为质点的条件。

教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学过程
（一）引入新课教师活动：指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课将从哪几个方面去描述？
学生活动：通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运而引入的，要研究物体的运动首先从学好这些基本概念入手。

（二）进行新课
1、对质点概念的学习教师活动：指导学生仔细阅读“物体和质点”一部分，同时提出问题： 1、为什么在某些情
况下要把物体转化为质点？ 2、什么情况下才可以把物体转化为质点？
3、把物体转化为质点是一种怎样的研究方法？
学生活动：首先留出时间让学生阅读教材，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表发表见解，提出疑问；
教师活动：教师帮助学生总结，回答学生可能提出的问题，进行点评。

学生活动：思考 P13 “问题与练习”第1小题，讨论后作出解答。

教师活动：针对学生的回答进行点评。

2、对参考系和坐标系概念的学习
教师活动：指导学生认真阅读教材，仔细观察插图 1.1-3 和图 1.1-4，并思考图中所提出的问题，想一想为什么要选参考系？应怎样选择参考系？
学生活动：学生阅读教材，思考问题，在阅读中自己寻求答案。

就“说一说”栏目所提问题展开讨论，并发表见解，
教师活动：针对学生的见解作点评，对学生可能提出的问题进行解答。

学生活动：思考 P13 “问题与练习”第2、3小题，讨论后作出解答。

教师活动：针对学生的回答进行点评。

（三）课堂总结、点评
1、质点一一理想模型质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体的
近似，是
一个理想化模型。

一个物体能否视为质点，要具体情况具体分析。

例如：一列火车从北京开往上海，在计算运行时间时，可以忽略
列车的长短，把它视为质点；但是，同样这列火车，要计算它通过黄河铁路大桥所需时间时，必须考虑列车的长度，不可把列车视为质点。

一个物体能否看作质点，主要取决于物体的大小和形状在所研究的问题中是否属于次要的、可以忽略的因素，而不是仅仅取决于物体的大小。

地球虽然很大，但在研究地球绕太阳的公转时，地球的大小相对它到太阳的距离可以忽略，故可视为质点；乒乓球虽然小，在研究它的旋转对运动的影响时，却不能看成质点。

2、实际物体在下列三种情况下都可简化为质点：
（1）物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。

（2）物体上的各点的运动情况都是相同的，所以研究它上面某“点”的运动规律就可以代表它的整体运动情况了，故此物体也可当质点处理。

（3）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，虽然车轮有转动，但我们关心的是车辆整体运动的快慢，故汽车可以看成质点。

（四）实例探究
关于机械运动的认识
［例 1］下列哪些现象是机械运动
A .神舟5号飞船绕着地球运转
B •西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中
C.钟表各指针的运动
D .煤燃烧的过程
解析：A、B、C三种现象中物体都有机械位置的变化，所以是机械运动；D煤的机械位置没有变化，
所以不是机械运动。

故 ABC 正确
关于质点的应用
［例 2］在研究下列哪些运动时，指定的物体可以看作质点（）
A •从广州到北京运行中的火车
B •研究车轮自转情况时的车轮.
C.研究地球绕太阳运动时的地球 D .研究地球自转运动时的地球
解析：物体可简化为质点的条件是：物体的大小和形状在所研究的问题中应属于无关或次要的因素。

一般说来，物体平动时或所研究的距离远大于物体自身的某些几何尺寸时，便可简化为质点。

答案： AC
［例 3］下列关于质点的说法中正确的是（）
A •体积很小的物体都可看成质点
B •质量很小的物体都可看成质点
C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时，就可以看成质点
D •只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点解析：一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的快慢无关，主要决定于这个物体的尺寸和它与周围物体间距离相比是否能忽略，同时还跟所要研究的问题的性质有关。

例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约 1.28x 107m，质量达6X 1024kg,，在太空中绕太阳运动的速
度达几百米每秒。

但由于其直径与地球离太阳的距离（约 1.5 x 1011m ）相比甚小，因此在研究地球公转运
动时，完全可忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点。

而同样的这个地球，在研究其昼夜交替及一年四季的成因时，就不能把它看成质点，本题的答案选C。

答案：C
关于参考系选择的应用
［例4］第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。

飞行员能抓到子弹，是因为（）
A •飞行员的反应快
B •子弹相对于飞行员是静止的
C.子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了 D .飞行员的手有劲
解析：在日常生活中，我们经常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其实，地面上静止的物体（包括人）都在永不停息地随地球自转而运动，在地球赤道处，其速度大约为465m/s。

正因为
相对地面静止的物体都具有相同的速度，相互间保持相对静止状态，才使人们没有觉察到这一速度的存在。

当飞行员的
飞行速度与子弹飞行的速度相同时，子弹相对于飞行员是静止的，因此飞行员去抓子弹，就和我们去拿放在桌上的物品的感觉和道理一样。

答案B
点评：从题中可体会出静止的相对性，其实地面上静止的物体（包括人）都在永不停地随地球自转而运动。

用坐标描述质点位置及位置变化
［例5:质点由西向东运动，从 A点出发到达C点再返回B点静止。

如图，若 AC=100m , BC=30m ,
以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则：出发点的位置为m, B点位置是m, C点位置为m, A至U B位置变化是m,方向。

C到B位置变化为m,方向.
解析：以B为原点、建立坐标系，如图
A (-70m)
B (0m)
C ( +30m)
A到B的变化+ 70向东：C到B变化为-30向西 B C
1 J
答案见上
课余作业
书面完成P13 “问题与练习”第 4题。

教学体会
本节学习的质点等概念是运动学乃至整个力学的最基本、最重要的概念。

一方面，这些概念的运用贯穿于力学中的各个章节，另一方面还提供了重要的科学思维方法：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，并寻求解决的办法。

学习质点的概念时，重在让学生理解体会质点是一种理想化的模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象，其含义：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，要突出问题的主要方面，忽略次要因素。

让学生在自主学习中，通过对多个实例的讨论分析，逐渐领会这种科学思维方法，学会独立分析，切忌机械记忆。