質(zhì)點 參考系和坐標系教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載第一章運動的描述在我們周圍，到處可以看到物體在運動：汽車在公路上飛馳，江水在咆哮地奔向遠方，鳥兒在飛翔，樹葉在搖動.連我們腳下的地球，也在不停地自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)。物體的空間位置隨時間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài)，稱為機械運動。在物理學(xué)中，研究物體做機械運動規(guī)律的分支叫做力學(xué)。人們在力學(xué)的研究中，不僅了解了物體做機械運動的規(guī)律，而且還創(chuàng)造了科學(xué)研究的基本方法。所以霍爾頓說：“無論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體?！痹谶@一章，我們研究怎樣描述物體的運動。第一節(jié)質(zhì)點、參考系和坐標系一、教學(xué)目標1、知識與

2、技能（1）理解質(zhì)點的概念，能明確物體在什么情況下可以看作質(zhì)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(lǐng)悟質(zhì)點概念的提出和分析、建立的過程。（2）了解物理學(xué)研究中物理模型的特點，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。（3）通過數(shù)形結(jié)合的學(xué)習(xí)，認識數(shù)學(xué)工具雜物理學(xué)中的作用。3、情感、態(tài)度和價值觀（1）通過學(xué)生的觀察、探究體驗，使學(xué)生保持對科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理。（2）通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生相互合作、共同探索的團隊精神，并使學(xué)生學(xué)會合作與交流，逐步形成嚴謹求

3、實的科學(xué)態(tài)度。（3）體驗物理學(xué)研究問題的一種方法科學(xué)抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學(xué)會在研究問題總突出主要矛盾的哲學(xué)價值觀。二、教學(xué)重點、難點1、教學(xué)重點及其教學(xué)策略重點：質(zhì)點概念的理解、參考系的選取、坐標系的建立。學(xué)習(xí)必備歡迎下載教學(xué)策略：通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。2、教學(xué)難點及其教學(xué)策略難點：理想化模型質(zhì)點的建立，及其相應(yīng)的思想方法。教學(xué)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。三、設(shè)計思路本節(jié)課以“創(chuàng)設(shè)情景，提出問題觀察思考，自主探索討論交流，總結(jié)歸納”為教學(xué)結(jié)構(gòu)，采用“交流互動”的探究模式進行教學(xué)。充分開發(fā)和利用新課程資源，創(chuàng)設(shè)

4、大量貼近學(xué)生實際生活的問題情景，激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)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(shù)、物理與生活等方面的密切聯(lián)系。充分運用并發(fā)揮多媒體的教學(xué)功能，用音樂、圖片、視頻素材為學(xué)生提供一個更具趣味性和啟發(fā)性的學(xué)習(xí)情境。營造寬松、自主、合作的課堂氛圍，幫助學(xué)生形成健康的人格。除了讓學(xué)生關(guān)注概念的靜態(tài)結(jié)果，更關(guān)注學(xué)生對概念的主動建構(gòu)，強調(diào)在問題中實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。四、教學(xué)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(zhuǎn)和四季變化，火車運行的模擬動畫。3、音像文件：“神舟”5號發(fā)射、運行、返回過程；鴿子飛行；第28屆雅典奧

5、運會上張伊寧發(fā)球?！?、圖片資料：學(xué)校平面圖、神舟”5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(xué)設(shè)備一套。一、教學(xué)設(shè)計（一）引入新課大家還記得楊利偉嗎？答：記得，是我國的航天英雄。對，在2003年10月15日，楊利偉乘坐著“神舟”5號飛船遨游了太空。請大家回想一下：飛船在茫茫太空中遨游，我們來如何描述它呢？學(xué)習(xí)必備歡迎下載“凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過天空”這是詩人形象地描述。世界萬物都在運動，對于不同物體的運動，不同人有不同的描述，剛才我們就闡述了詩人的描述。同樣，畫家畫筆也可以來描述物體的運動。那么，科學(xué)家怎么描述物體的運動呢？著名物理學(xué)家海森伯曾經(jīng)說過：“為了

6、理解現(xiàn)象，首要條件就是引入適當(dāng)?shù)母拍睢Ｖ挥小苯柚谡_的概念，我們才能真正知道觀察到了什么。本章我們首先引入描述運動的一些基本概念，進而研究最簡單最基本的運動形式：直線運動。（二）進行新課物體與質(zhì)點a、實例討論：大家看過鳥兒在空中飛翔的景象嗎？看過提問，并請同學(xué)們思考、討論后回答：要準確描述鳥兒身上各點位置隨時間的變化不是件容易事，困難和麻煩出在哪里呢？答：主要由于它的身體在向前運動的同時，它的翅膀還在上下運動，也就是鳥兒有一定的大小和形狀，各部分的運動情況不一樣。如果我們研究它從金沙飛到南通，需要了解它各部分運動的區(qū)別嗎？答：如果我們研究它飛行長度就不需要了解它各部分運動的區(qū)別了。如何才能較

7、準確地描述它的運動呢？答：忽略它的形狀和大小就可以了。是的，有些時候為了便于分析，常常把物體簡化為一個點。例如：“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”二號火箭發(fā)射?？茖W(xué)家在研究“神舟”5號在太空中的運動位置、高度、速度等問題時就把它簡化為一個有質(zhì)量的點，（為什么這么講？“神舟”5號在運行時在指揮部熒光屏上的顯示為一個小小的光點。）小結(jié)：這樣，在某些情況情況下，我們可以把物體簡化為一個有質(zhì)量的點。物理學(xué)中，用來代替物體的有質(zhì)量的點叫質(zhì)點。信息反饋：在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，經(jīng)過科學(xué)抽象而建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，

8、是經(jīng)常采用的一種科學(xué)方法，質(zhì)點就是這種物理模型。b、提問：學(xué)習(xí)必備歡迎下載研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個質(zhì)點呢？研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視為質(zhì)點呢？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為一個質(zhì)點？研究火車通過南京長江大橋的運動時，能否把它簡化為一個質(zhì)點呢？學(xué)生思考、討論后作出回答：研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能把地球視為質(zhì)點，因為日地距離遠大于地球的直徑。研究地球上各處的季節(jié)變化時，不能把它視為質(zhì)點，因為它的大小不能忽略。研究火車從上海到北京的運動能把它簡化為一個質(zhì)點，因為上海到北京的距離遠大于火車的長度。研究火車通過南京長江大橋的運動時，也不能把它視為

9、一個質(zhì)點，因為火車的長度可以與大橋相比擬。c、通過以上問題請同學(xué)們進一步討論：物體是否在所有的情況下都能看作質(zhì)點？物體看作質(zhì)點的條件是什么？物理中的“質(zhì)點”與幾何學(xué)中的點有什么相同和不同的地方？大的物體能不能看成質(zhì)點？小的物體都能看成質(zhì)點嗎？引導(dǎo)學(xué)生討論交流、歸納總結(jié)：同一物體能否看作質(zhì)點，要依據(jù)問題的具體情況決定。物體看作質(zhì)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相同點是都無大小和形狀，不同點是質(zhì)點有質(zhì)量，幾何學(xué)中的點無質(zhì)量。物體能否看成質(zhì)點，與物體本身的大小無關(guān)。大的物體，也可以看成質(zhì)點；小的物體在某些時候卻不能看成質(zhì)點。參考系設(shè)想一下，你和楊利偉正在“神舟”5號里邊喝咖啡邊聊

10、天，在地球上的人看來，你們隨飛船以很大的速度繞地球運動。提問：你和楊利偉能感覺到自己在高速運動嗎？為什么？答：雖然我們沒有到過太空，但生活經(jīng)驗告訴我們我和楊利偉都會認為自己是靜靜坐著的。小結(jié)：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。這個作為標準的學(xué)習(xí)必備歡迎下載物體叫做參考系?！疤釂枺何覀儜?yīng)該都聽過這首歌：小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走?！弊髡邽槭裁磿小爸衽沤杏巍薄扒嗌絻砂蹲摺边@樣兩種不同的感覺？“答：竹排江中游”是因為選兩岸的青山作為參考系，青山兩岸走”是選竹排作為參考系。我們來看書本12頁的兩幅漫畫圖，思考后回答書上提出的問題。答：對于圖

11、1.1-3：如果選擇列車作為參考系的話，車上的小孩是靜止的；如果選擇車外的樹木作為參考系的話，車上的小孩就是運動的。對于圖1.1-4：以飛機上的人作為參考系，跳傘運動是豎直下落的；以地面上的人作為參考系，跳傘運動員是曲線下落的。有良種不同的結(jié)果是因為參考系的選取不一樣。對于參考系的選取是任意的，但怎樣選擇比較好呢？在黑板上畫出地月系、太陽系運行的模擬圖，請同學(xué)們仔細觀察思考研究月球的運動選什么參考系比較好？由此你得出的結(jié)論如何？學(xué)生觀察思考后回答：以地球為參考系比較好，因為此時研究月球的運動比較簡單。而以太陽為參考系研究月球的運動比較復(fù)雜。因此我們認為：參考系的選擇應(yīng)以對運動的描述越簡單越好。

12、小結(jié)：參考系的選擇應(yīng)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參考系。坐標系假設(shè)你在學(xué)校教學(xué)樓前的操場上沿南北方向筆直地奔跑，如果要問你到了哪里，我們會怎么表示呢？答：可以說你在操場上的旗桿南面或是背面幾米處。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(xué)方法呢？學(xué)生思考、討論后回答：可以建立坐標系來描述物體的位置。小結(jié)：一般來說，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(dāng)?shù)淖鴺讼?。用坐標值來表示物體的位置。提問：如何選擇坐標軸和正方向？如何選坐標原點？如何確定坐標軸上的刻度值引導(dǎo)學(xué)生回答：對質(zhì)點的直線運動，

13、一般選質(zhì)點運動軌跡為坐標軸，質(zhì)點運動的方向為坐標軸正方向，選取質(zhì)點經(jīng)過坐標軸原點的時刻為時間的起點。學(xué)習(xí)必備歡迎下載如果我們以操場上的旗桿作為坐標原點，x=5m，x=-10m表示什么意思？正負號表示什么意思？答：x=5m，表示在操場上旗桿南面5m處，x=-10m表示在操場上旗桿背面10m處。正負號表示方向。如果你在學(xué)校里的教學(xué)樓走到校門口，對于這種平面運動，要描述你的位置或位置的變化，應(yīng)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？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變化；對于“神舟”5號可以建立三維坐標系研究它的運動。請同學(xué)們閱讀教材第13頁“科學(xué)漫步”

14、，并回答：此GPS定位器處于我國哪個城市？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？答：顯示屏上的北緯3955.451、東經(jīng)11623.504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。請同學(xué)們舉例說明它還有哪些用途？答：GPS應(yīng)用領(lǐng)域有交通管理、測量、實時導(dǎo)航、精確定位、資源開發(fā)等。本課小結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了質(zhì)點、參考系和坐標系等概念，它們是運動學(xué)乃至整個力學(xué)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(zhì)點模型。由于運動的相對性，描述質(zhì)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(zhì)點的運動，還要建立坐標系。除了以上知識，你還學(xué)到了什么方法？答：物理學(xué)研究問題的基本方法之一建立物理模型布置作業(yè)：復(fù)習(xí)本節(jié)教材學(xué)習(xí)與評價