質點、參考系和坐標系教案設計教案(20210225204252)

1、第一節(jié)質點參考系和坐標系一、教學目標1.知識與技能：(1)理解質點的概念.能明確物體在什么情況下可以看作質點.(2)知道參考系的概念.知道選取參考系時，要考慮到使運動的描述盡可能簡單.(3)知道坐標系的概念.能夠用坐標系描述物體的位置和位置的變化.2 .過程與方法：(1)領悟質點概念的提出和分析、建立的過程(2) 了解物理學研究中物理模型的特點，初步掌握科學抽象這種研究方法(3)通過數(shù)形結合的學習，認識數(shù)學工具在物理學中的作用3 .情感態(tài)度與價值觀：(1)通過學生的觀察、探究體驗，使學生保持對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理(2)通過小組討論，培養(yǎng)學生相互合作、共同探索的

2、團隊精神，并使學生學會合作與交流，逐步形成嚴謹求實的科學態(tài)度(3)體驗物理學研究問題的方法一一科學抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學會在研究 問題中突出主要矛盾的哲學價值觀 二、教學重點、難點1 .教學重點及其教學策略：重點：質點概念的理解、參考系的選取、坐標系的建立教學策略：通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。2 .教學難點及其教學策略：難點：理想化模型一一質點的建立，及相應的思想方法教學策略：通過問題的討論，在原有認知水平上進一步深化拓寬，達到認知的螺旋上升,攻克難點。、設計思路本節(jié)課以“創(chuàng)設情景，提出問題一一觀察思考，自主探索一一討論交流，總結歸納”為教學結構，采用“交流一互動”的探

3、究模式進行教學.充分開發(fā)和利用新課程資源，創(chuàng)設大量貼近實際學生生活的問題情景，激發(fā)出學生學習物理的興趣和強烈的求知欲望，產(chǎn)生思維的積極活動與共鳴。同時，體現(xiàn)物理與社會、 物理與技術、物理與生活等方面的密切聯(lián)系。充分運用發(fā)揮多媒體教學功能，如音樂、圖片、視頻素材等，為學生提供了一個更具趣味性和啟發(fā)性的學習情境。營造寬松、自主、合作的課堂氛圍， 幫助學生形成健康人格的。除了讓學生關注概念的靜態(tài)結果，更關注學生對概念的主動建構，強調在問題中實現(xiàn)知識的意義建構。四、教學資源1 .演示器材：乒乓拍、乒乓球2 .課件：飛機空投，地月系、太陽系運行，地球公轉和四季變化，火車運行的模擬動畫3 .音像文件：“神

4、舟” 5號發(fā)射、運行、返回過程；鴿子飛行；28屆雅典奧運會上張怡寧發(fā)球4 .圖片資料：學校平面圖，神州五號發(fā)射控制中心，GPS定位器，汽車、火車過橋、火箭等圖片。5 .多媒體教學設備一套。五、教學設計教師活動學生活動點評引入新課呈現(xiàn)“神舟” 5號從發(fā)射到返 回艙成功回收的主要階段。播放神州五號發(fā)射升空過程的 錄像。講述：飛船在茫茫太空遨游，如何描述它的運動呢文學家、藝術 家采用形象的手法。“凌云戲月游銀 漢，轉瞬翔天過太空”，短短一兩句觀看錄像，同時一位同學做 現(xiàn)場播音員，解說發(fā)射過程：“2003年10月15日，一個令 人驕傲的日子，一個彪炳史冊的 日子”小組討論后學生回答：創(chuàng)設“神舟” 5號

5、的 教學情景，不僅激發(fā)學生 的學習興趣，而且學生強 烈的民族自豪感將油然而 生，激發(fā)了學生的愛國主 義熱情。話就勾勒出航天飛船的雄姿。世界力物都在運動，對于不同物體的運動，小何的人(如文學家、 藝術家等)啟不同的描述，請舉例 說明。那么科學家怎樣描述物體的運動呢著名物理學家海森伯曾說過：“為了理解現(xiàn)象，首要條件就是引 入適當?shù)母拍睢Ｖ缓蠼柚谡_的 概念，我們才能真正知道觀察到了什么?！北菊挛覀兪紫纫朊枋鲞\動的一些基本概念，進而研允取間單取 基本的運動形式：直線運動。詩人常用“氣勢磅礴”，“驚 滔拍岸，卷起千堆雪”，“奔流凝 激電，驚浪似浮霜”等詩詞來描 述江水的運動；畫家則運用簡筆畫加線條

6、 來描述汽車的運動。開放性問題為學生創(chuàng) 設更多發(fā)言機會，更快加 入活動，活躍課堂氣氛。從小向視角米用不同 方法描述運動，引出對物 理方法的思考。應用名人名言不僅增 強了說服力，而且也對學 生進行方法教育，有利于 培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科 學精神。講授新課一、物體與質點1、播放 鴿子飛行的錄像。提問：(1)要準確描述鴿子身上各點 的位置隨時間的變化不是容易事， 困難和麻煩出在哪兒呢(2)如果我們研究它從家里出 發(fā)到你親戚家送信，需要了解它各 部分運動的區(qū)別嗎(3)如何才能較準確地描述它 的運動呢講述：有些時候為了便于分析，學生觀察思考、討論后回答：(1)主要由于它的身體在向 前運動的同時，它的翅膀

7、還在上 下運動。也就是鴿子有一定的大 小和形狀，各部分的運動情況不 一樣。(2)如果我們研究它長度飛 行就不需要了解它各部分運動 的區(qū)別。(3)如果忽略它的大小和形 狀就可以了。將學生置身H個真實的生活情景，然后設計一系列問題，讓學生進行多方面的主體性探究活動，在親身體驗中獲得對知識的精髓的領會與感悟。常常把物體簡化才-個點。呈現(xiàn)信息窗：“神舟” 5號飛船載人艙長7.4m,直徑 2.8m,用長 58m,重達480t的“長征” 2號火箭發(fā)射。如科學家研究“神舟”5號飛船在空中的運動位置、高度、速度 等問題時就把它簡化升-個有質量 的點。播放“神舟” 5號運行時在指 揮部熒光屏上的顯示為一個小小的

8、 光點。教師小結：這樣，在某些情況 下，我們可以把物體簡化汁-個有 質量的點。物理學中，用來代替物體的有質里的點叫質點( mass point )。信息快遞：在物理學中，突出問題的主要 方圓，忽略次要因素，經(jīng)過科學抽 象而建立理想化的“物理模型”，并 將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的 一種科學研究方法。質點就是這種 物理模型之一。2、提問：(1)研究地球繞太陽的公轉能否把地球視升-個點呢 播放太陽系 運行的模擬動畫。學生學習體會科學研究的 基本方法.學生觀察思考，小組討論后 作出回答：(1)研究地球繞太陽的公轉 能把地球視為點；因為日地距離 遠大于地球的直徑。(2)同理研究火車從上海到 北京的運

9、動也能把它簡化升- 個點；因為上海到北京的離遠大 于火車的長度。(3)研究地球上各處的季節(jié) 變化時，不能把它視為質點，因 為它的大小不能忽略。(4)向理研究火車通過南京 長江大橋的運動時，也不能把它為學生提供多樣化的 信息來源，給學生提供探 索機會。常用中英文對照，讓 學生知道常用概念的意 義。給學生一定的時間和 空間，盡可能拓展學生思(2) 一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它從上海到北京的運動能否把它簡化升-個點播放火車運 行模擬動畫。(3)研究地球上各處的季節(jié)變 化時，能否把它視為質點呢播放地球公轉和四季艾化的模擬動回。(4)研究火車通過南京長江大 橋的運動時，能否把它簡化升-個 質點呈現(xiàn)

10、火車過橋的圖片。3、通過以上幾個問題請同學們進,步討論：(1)物體是否在所有的情況下都能看作質點(2)物體看作質點的條件是什么(3)物理中的“質點”跟幾何學 中的點有什么相同和/、同的地方(4)大的物體一定小能看成質點小的物體隨時都看成質點嗎播放地月系運行模擬動畫，28屆雅典奧運會上張，怡寧發(fā)球錄像。演示乒乓球發(fā)球情況。視為質點，因為火車的長度可以 與大橋長度相比擬。引導學生討論交流、歸納總結：(1)同一物體能否看作質 點，要依據(jù)問題的具體情況決 定。(2)物體看作質點的條件 是：物體的形狀和大小對所研究 的問題影響很小時。(3)相同點是都無大小和形 狀，不同點是一個用質量，一個無質量。(4)

11、物體能否看成質點，與 物體本身的大小無關。大的物 體，如月球、飛船也可以看成質 點，小的物體，如乒乓球在發(fā)球 時要考慮旋轉，不能看成質點。維，使學生主動交流，加 強合作，讓學生在短暫的 爭論中自主找到解決問題 的辦法，體驗交流與合作 的樂趣。動畫、圖片、文字、 音樂組合從/、同感官提高 學生認知能力。歸納探究時教帥要注意調空，既要放得開，又 要收得攏。要及時充分肯定每一位學生的發(fā)言，以激發(fā)學生的積極性。通過四個問題的思考，領會質點的真實意義，理解科學抽象的含義，學 會獨立分析，排除機械記憶。一、經(jīng)巧系1、設想一下，你和你的同桌正 在太空站里一邊喝咖啡一邊聊天?！皠?chuàng)設情景，提出問題，觀察思考，自

12、主探索，在“地球人”看來，你們隨太空站 以很大的速度繞地球運動。提問：你和你的同桌能感到自 己在高速運動嗎為什么呈現(xiàn)太空站 的圖片。教師小結：物體的運動和靜止 是相對的。為描述物體的運動，需要另外 選取一個物體作為標準，否則無法 判斷。這個作為標準的物體叫做參 考系(reference frame ).提問：有一首唐代流傳下來的 詩詞：“滿眼風波多閃灼，看山恰似 走來迎，仔細看山山不動一一是船 行?！弊髡邽槭裁磿小吧接?、“船行”這樣兩種/、同的感覺2、播放飛機空投的模擬動畫。 提問：選擇不問的參考系觀察結果 如何從中你用什么發(fā)現(xiàn)呢3、提問：參考系的選擇是任 意的。但怎樣選擇比較好呢播放地月

13、系、太陽系運行的模 擬動回(幾何畫板制作)，請同學觀 察思考研究月球的運動選什么參考 系較好由此你得出的結論如何學生自由回答：雖然我們沒 有到過太空站，但地球上的生活 經(jīng)驗告訴我們，我和我的同桌都 會認為自己是靜靜地坐著。因為這與參照物的選取有 關。學生自由回答：“山迎”的感覺是由于選 船作為參考系，“船行”是選山 作為參考系。學生觀察思考，小組討論后 回答：以飛機為參考系，看到投下 的物資沿直線豎直卜落，地面上 的人以地面為參考系，看到物體 是沿曲線卜落的。我們發(fā)現(xiàn)：選擇不同的參考 系來觀察同一運動，觀察的結果 會后/、同。學生觀察思考，自由回答： 以地球為參考系比較好，因為此 時研究月球的

14、運動比較簡單。而 以太陽為參考系研究月球的運 動比較復雜。討論交流，總結歸納”是 隼-個概念建立的基本教 學程序。用他們學過的物理知 識去欣賞、鑒別前人的作 品，對于激發(fā)學生的好奇 心，培養(yǎng)廣泛的學生興趣， 強化物理概念，提高教學 效果還是大有益處的。多媒體技術的應用， 變抽象為具體，使教學更 加形象、直觀，便于學生 理解和掌握；以動態(tài)地、 對比地演示一些物理現(xiàn) 象，便于學生觀察和思維。因此我們認為：參考系的選擇應以對運動的描述越簡單越教師小結：參考系的選擇應以 對運動的描述簡單、方便為原則。要注意的是：若無特別說明， 通常是以地面或相對地面靜止的物 體為經(jīng)f系.三、坐標系1、假設你在學校攀登

15、樓前廣場 上，沿東西方向筆直地奔跑，如果 要問你到了哪里，我們會怎樣表示 呢(呈現(xiàn)學校平囿圖)對我們可以選擇大家所熟悉的 標志作為參考，說明你的位置。那 么能否借助數(shù)學方法呢教師小結：一般說來，為了定 量地描述物體的位置變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?coordinate system )。用坐標值 來表示物體的位置。提問：如何選擇坐標軸和止方 向如何選坐標原點如何確定坐標軸 上的刻度值如果我們以廣場上旗桿作為坐 標原點，x=5m,x=-10m 表小什么思 思正負號表示什么意思2、如果你在學校里從前校門到 后校門，對于這種平面運動，要描好。學生回答：可以說在廣場上 旗桿東向或四向幾米處。

16、學生思考，討論后回答：可 以建立坐標系來描述物體的物 質。教師引導學生回答：對質點 的直線運動，一般選質點運動軌 跡為坐標軸，質點運動的方向為 坐標軸正方向，選取質點經(jīng)過坐 標軸原點的時刻為時間的起點。學生回答：x=5m,表示在廣 場上旗桿東面5米處， x=-10m 表小仕廣場上旗桿四向 10米 處。正負方表小方向。學生回答：對于平面運動， 我們可以建立平面直角坐標系 描述位置或位置的變化；對于 “神舟” 5號可以建立三維坐標 系研究它的運動。運用貼近學生生活的 實際例子，從“最近發(fā)展 區(qū)”開始教學，喚起學生 心理上的激發(fā)狀態(tài).使學 生始終保持在一個旺盛求 知的氛圍中，并從解決實 際問題的過程

17、中，得到成 功的快樂，能夠使學生保 持持久的學習興趣。同時 激發(fā)學生仔細觀察身邊事 物的科學態(tài)度和習慣。在練習中鞏固物體位 置的表示方法，弄清正負 號的物理意義，為卜面的 教學打卜基礎。數(shù)形結合，加深理解 對概念的理解，同時培養(yǎng) 學生應用數(shù)學知識解決物 理問題的能力。述你的位置或位置的變化，應該建立怎樣的坐標系如果我們要研究“神舟” 5號這種三維運行呢3、請同學們閱讀課本第1 3頁“科學漫步”，并回答：此GPS定位 器此刻處于我國哪個城市從顯示屏 中你還能獲得哪些信息老師解釋：顯示屏上第 1行的“西”和第2行的航向267。其含 義。請同學舉例說明它的還有哪些 用途。學生回答：顯示屏上的北緯39

18、° 55 .451'、東經(jīng)116° 23. 504'是北京所處的經(jīng) 度和緯度。還可以知道時間， 航 向、航速、航程。學生回答：GPSS用領域有 交通管理、測量、實時導航、精 確定位、資源開發(fā)等。在物理教學中努力滲 透“科學、技術、社會”(STS)教育思想，重視物 理學科與其他學科、現(xiàn)代 科技、社會生活的聯(lián)系， 不但擴充學生的知識面， 開擴學生的眼界，而且培 養(yǎng)學生獨立思考能力和科 學的價值觀。本課小結這節(jié)課我們學習了質點、參考 系和坐標系等概念，它們是運動學 乃至整個力學的最基本最重要的概 念。要描述物體的運動，首先要對 實際物體建立一個物理模型，最簡 單的是質點模型。由于運動的相對 性，描述質點的運動時必須明確所 選擇的參考系。為了準確地、定量 地描述質點的運動，還要建立坐標 系。除了以上知識，你還學到了什 么方法學生回答：物理學研究問題的基本方法一一建立物理模型。反思小結為學生提供 這節(jié)內容的知識框架，這 不僅有利于知識的鞏固， 更有利于學生良好學習習 慣的形成。布置作業(yè)復習本節(jié)課本。思考課本第13頁“問題與練習”中各題，要求準確回答 。想一想，紜-練，