高中物理1.1《质点参考系空间时间》教案(教科版必修1)

1.1质点参考系空间时间

[三维目标]

知识与技能

1．知道机械运动的概念.理解运动是绝对的，静止是相对的.

2．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.

3．知道时间和时刻的含义以及它们的区别.知道在实验室测量时间的方法.会运用已学知识

过程与方法

1．在选择参考系时，能选择使研究问题方便的参考系.

2．能区分开时间和时刻的区别.

情感态度与价值观

让学生在运动的相对性中体会哲学的思想.

[教学重点]

1．在研究问题时，如何选取参考系。

2．时刻与时间的区别。

[教学难点]

如何选取参考系

[教具准备]

多媒体设备一套，手表一块，列车时刻表一张

[教学过程]

一、导入新课

同学们，在初中我们学过，一个物体相对于别的物体的位置改变叫做机械运动，简称运动.机械运动是最普遍的自然现象.宇宙中的一切物体，小到原子内部的质子、中子和电子，大到遥远的恒星和星系，都在不停地运动着.有些物体，例如耸立的山峰、马路两侧的房屋、路面上的铁轨，看起来是不动的，其实，这些物体是随着地球一起运动的.同学们回忆一下初中学过的有关知识，回答有关问题.

（1）物体相对于其他物体有________（位置的变动），叫机械运动.

（2）被选作标准的另外的物体叫________（参考系）.

二、机械运动

参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系.

选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同.

出示空投物资的投影片（飞机、物资都可以抽动，能显示出其实际的运动路径）.

学生分析：以飞机为参考系，看到投下的物资沿直线竖直下落，地面上的人以地面为参考系，看到物体是沿曲线下落的.

要求学生举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样.

学生举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的.

……

老师总结：参考系是可任意选取的，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单.比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单.

三、空间位置的描述

1．教师精讲

在生活中，我们怎样描述一个物体的位置呢？假设一辆汽车在天安门前的长安街上行驶，如果要知道汽车开到哪里了，通常我们会选取天安门作为参考标志，说明汽车离该标志有多远，在标志的哪个方向上.例如我们可以说“汽车目前在天安门东面5 km处.”如果只说汽车距离天安门5 km是不够的，因为这样的信息不明确，人们不知道汽车是在天安门的东面还是西面.

2．方法引导

在物理学中,通常借助数学方法，建立坐标系来描述物体的位置.例如仍然是描述上述汽车的位置，我们可以建立一个一维坐标系，假定坐标原点选在天安门,由西向东为坐标的正方向,汽车的位置可以记为x=5 km.

如果汽车在天安门西边5 km处,在上述坐标系中，汽车的位置则记为

x=-5 km

所以在物理学中，通常要建立一个坐标系，用正、负号表示物体所在位置的方向.

3．知识拓展

同学们都到电影院里看过电影：想想看你是如何找到自己的座位的.我们是根据电影票上的两个数字找到的某某排某某座.对于一个在平面上运动的物体，要描述其位置，仅用一维坐标系就不行了,就必须采用二维直角坐标系描述物体在一个平面上的位置.有时我们为了要确定一个物体的空间位置，还必须建立三维直角坐标系.

四、时刻、时间间隔（也称时间）

1．合作探究

这两个物理量与我们联系太密切了,根据同学们各自的理解，举一些关于时间、时刻的例子.

学生回答：

几点钟开会，几时上课，几点发车……

这都是时刻，而会议长达2个小时，这是从开始到结束的时间间隔等等.

老师：如果把时刻、时间在数轴上表示出来，那含义就一目了然了

学生回答有关问题：

(1)要指出时刻、时间间隔在数轴上的表示特点.

(2)时间的单位有____________、_____________、______________，符号分别为___________、_______________、___________________.

(3)在实验室研究物体运动情况时，需要测量和记录很短的时间，常用_____________来测量.

老师强调：要在时间轴上表示出时刻、时间：时刻表示为一点，时间表示为一线段.在以后的直线运动中的速度的研究中，常要用到这两个概念.

时间的单位:年、月、日、小时、分、秒、飞秒、阿秒.在国际单位制中用秒作为主单位.

［例题剖析］请你手托一石子匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况.再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗?

2．教师精讲

自己观察到的运动轨迹是直线，这是因为石子相对自己是自由落体运动；站在路边的人观察到的运动轨迹是抛物线，这是因为石子相对地面是平抛运动.二者观察到的运动轨迹是不一样的.

3．方法引导

物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的.

4．例题讲解

［例题1］有甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（）

A.甲向上、乙向下、丙不动

B.甲向上、乙向上、丙不动

C.甲向上、乙向上、丙向下

D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢分析:电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动.

答案:BCD

［例题2］如图2-1-3为游乐场中摩天轮示意图，开动后，轮子和客舱分别做什么运动？