运动的描述《质点、参考系和坐标系》参考教案

1、第一节 质点 参考系和坐标系一、教学目标知识与技能：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。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。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：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。渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。渗透具体问

2、题具体分析的辩证唯物主义思想。4通过本节学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣。二、教学内容剖析本节课的地位和作用：要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。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。为了准确地、定量地描述质点的运动，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，教材逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力学的基础。本节课教学重点：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。在研究具体问题时，如何选取参考系。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。本节课教学难点：质点模型的建立。三、教学思路与方法质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。我们对质点概念的形成，以及质点模型的建立过程，其教学要求是初步的。学生对科学思维方法也只能是有所认识，要求不能太高。教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑：1物理概念、规律是对一定的物理模型来说的，物理模型的建立过程体现了科学思维方法2质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模

3、型的过程。为此，教材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，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。本节可采用的教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。四、教学准备液晶投影机、笔记本电脑、三角尺。五、课堂教学设计教学环节教学内容师生互动设计意图备注引入机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。师：请同学们观看一段录像后思考问题(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。师：雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”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、分子等请大家根据刚才观看的录像片，回顾初中学过的机械运动，提出一些关于运动的话题生1：宇宙中一切物体都处在永恒的运动中 生2：运动是绝对的，静止

4、是相对的 生3：物体空间位置随时间的变化就是机械运动，片中记录了大量物体的运动情景 生4：描述物体的运动要选择参照物生5：“坐地日行八万里”，我怎么没感觉到呢? 教师总结学生发言，讲述机械运动师：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。生：机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。如：刮风、下雨；人的心脏跳动、身体中血液的流动；大到天体的运动，小到原子内部的运动。通过“话题”自主思考，激发学生探索自然并从中发现问题的热情。引导学生思考、想象、归纳、总结；物体和质点只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，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。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。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。例

5、1：撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程 (1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点? (2)分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点? (3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点? 参考答案：(1)不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作，也就是说不能忽略运动员的形状和大小(2)能，分析助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作(3)能在刚才同学们所列举的心脏的跳动这一运动实例中我们发现要描述这一物体的运动不容易，我们需要了解物体各部分运动的区别吗?师：可以将问题简化吗？为什么？生：思考讨论要准确描述物体的运动，特别是物体各部分的详细运动情况，并不是一件很容易的事因为物体本身都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般并不一样 师：2003年10月15日9时，“神舟”五号飞船成功发射升空，9时34分航天员杨利伟向地面报告：“感觉良好”，这就是让我们激动不已的那一刻据报道，“神舟”五号飞船载人

6、舱长74m，直径28m，用长58 m、重达480t的“长征”2号火箭发射升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗? 生：不需要，我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀!师：在地球绕太阳转动的图片中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化，可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。分析：当我们讨论地球的公转时怎么看待地球？有什么巧妙的方法。地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1.5108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。生：因此，研究地球公转时，由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小，可以忽略不计，也就是说可以忽略地球的大小，把它视为一个点。引入质点：用来代替物体的有质量的点根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法师：物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处?生：相同之处为：都是没有形状

7、和大小的点不同之处为：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对得小”师：请同学们对质点进行小结：生：对质点小结：1质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型2质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法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作质点，取决于所研究问题的性质注重引导学生对物理研究方法的选择，让学生明确物理研究的一种重要方法是：抓住主要因素、忽略次要因素；以“神舟”五号为例讲述，能激发学生的科学探索热情和爱国热情。参考系参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。运动和静止都是相对的。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。展示问题： 1电影闪闪的红星中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的? 2“月亮在莲花般的云朵里穿行” 3坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八

8、万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由 4敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?答案：1河岸竹排 2云朵 3地心、地面这种说法不矛盾，是参考系的选择不同人随地球一起围绕地轴自转，而地球赤道周长大约是s40X104 krn，即大约为八万里 4这两种现象是由于选取的参考系不同造成的第一种现象是以人为参考系，人看到远处的山向人靠近；第二种现象是以地面为参考系，山是静止的，船在行驶例2、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；丙中乘客看到甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是？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、乙都慢请你设想一下，你和一位同伴正坐在火车中去旅行在飞快地离去，铁路边的人看到火车中的乘客，而乘客自己却认为自己是静止的； 教师可展示F1ash动画课件，动画内容描述为： 两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车，

9、大声叫喊， “唉呀!你看他们跑得真快啊!” 车中的人对司机说：“你动了吗?” 引导学生分析片中的对话为什么路边的同学说车上的人跑得快? 为什么车中的一个人又认为他和司机没有动? 投影教材中的图113图，让学生自己分析，教师加以引导 生1：车中两个小孩都是静止的，他们都没动 生2：这两个小孩是运动的，因为在车窗玻璃上有几个线条表示“风”，这是画家描述运动时常用的手法 师：两个小孩和车都是运动的，这是相对地面来说的，而两个小孩之间是相对静止的，他们的相对位置没有改变 师：平时我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢作标准来说的在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体参考系师：观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题：得出什么结论？就图1.1-4能否提出一些问题？ 生：1、参考系可以任意选择，但选择不同的参考系观察同一物体的运动结果会有所不同2为什么跳伞者总是在飞机的正下方培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。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系，如果物体在一维空间运动，即沿一条直

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