2022-2023學年教科版（2019）必修第一冊 1.1 參考系 時間 質點 教案

2022-2023學年教科版（2019）必修第一冊1.1參考系時間質點【教學目標】1.知識與技能：（1）知道參考系的概念及作用。知道質點的概念及條件。（2）知道時間和時刻的區(qū)別與聯(lián)系。（3）知道質點的概念及條件。2.過程與方法：（1）體會用坐標表示時刻與時間的優(yōu)越性，增強學生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力。（2）理解質點的條件及意義，初步掌握“科學抽象”這種研究方法。3.情感態(tài)度與價值觀：（1）認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性，培養(yǎng)學生熱愛自然，關心科技發(fā)展，勇于探索的精神。（2）通過分析不同參考系中的運動現(xiàn)象不同，幫助學生建立辯證唯物主義的世界觀?！窘虒W重點】1.明確參考系的概念及運動的關系。2.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。3.質點概念的建立?！窘虒W難點】質點、參考系的概念?！窘虒W過程】一、導入新課。出示動畫：地球自轉和公轉教師提問：地球是怎么樣運動的？參考答案：在地球繞太陽轉動中，地球在繞太陽公轉的同時又在自轉，并且地球上每個點運動情況也各不相同，所以地球的各部分離太陽的遠近在不斷變化。出示名人名言：著名德國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?。只有借助于正確的概念，我們才能真正知道觀察到了什么?！苯裉煳覀兺ㄟ^引入?yún)⒖枷岛唾|點這兩個重要概念來準確描述復雜的運動。二、講授新課。（一）參考系1．出示圖片：圖1-1-1（a）運動員駕駛摩托艇劈波斬浪思考討論：運動員、摩托艇是靜止的還是運動的？參考答案：運動員相對于摩托艇靜止不動的，但是運動員、摩托艇相對于地面是運動的。2．參考系（1）定義：作為參照的物體叫作參照物，它以及與它保持相對靜止的物體組成一個系統(tǒng)，叫作參考系?！靶⌒≈衽沤杏?，巍巍青山兩岸走”中，前句是以______________為參考系，后句是以___________________為參考系。答案：巍巍青山；小小竹排。（2）參考系的選擇原則上是任意的，只是選擇不同的參考系，物體的運動情況可能會有所不同。出示圖片：自行車的運動例如：研究自行車的運動，一般會選擇地面或相對于地面不動的物體（樹木）等為參考系。（3）同一個運動，如果選不同的參考系，結果可能不相同。出示圖片：圖1-1-2“神舟十一號”飛船與“天宮二號”空間站對接以地面為參考系，神州十一號是______________的；以天宮二號為參考系，飛船中的宇航員認為天宮二號是____________的。答案：運動；靜止注意：比較兩個物體的運動，必須選擇同一參考系才有意義（二）時間和時刻1.時刻和時間間隔（1）時刻：是指某一瞬時。（2）時間間隔：是指兩時刻的間隔，時間間隔簡稱時間對應于某個過程。提出問題：研究物體的運動離不開時間，我們的生活與時間緊緊聯(lián)系在一起，我們常說“火車開車時間是早上8:00”“一節(jié)課的時間是45分鐘”。這兩句話中“時間”的意思相同嗎？這兩種說法準確嗎？應該怎么說？參考答案：兩個“時間”的意思不相同，第一句話里的時間表示時刻，第二句話里的時間表示時間間隔；其中第一句話說法不準確，應改為：火車開車的時刻是早上8:00，它表示的是某一瞬時而非某個過程。2.時刻和時間在數(shù)軸上表示出示圖片：時間坐標軸教師講解：在表示時間的數(shù)軸上，時刻用點表示，時間間隔用線段表示。上課和下課表示的是（），和表示（）。答案：時刻；時間3.時間可以用公式表示式中和分別表示先后兩個時刻，表示這兩個時刻之間的時間。教師強調(diào)：我們平時說的“時間”，有時指的是時刻，有時指的是時間間隔，要根據(jù)上下文認清它的含義。（三）質點1.機械運動：物體相對于其他物體的位置變化叫機械運動，簡稱運動。出示圖片：圖1-1-1（a）運動員駕駛摩托艇劈波斬浪（b）滑冰運動員終點前沖刺（c）體操運動員在單杠上的大回環(huán)（d）跳高運動員背越式過桿教師提問：怎么描述圖片上的運動？答案：（a）圖中的摩托艇駕駛員身體的各部分運動情況都相同，這類運動稱為平動。（b）圖中的滑冰運動員在終點前沖刺的一小段過程，也可以看作平動。（c）圖中體操運動員在單杠做大回環(huán)時，身體的各個部分都繞單杠做圓周運動，但各部分的圓周半徑各不相同，這種運動稱為轉動。（d）圖所示的跳高運動員在做背越式跳高動作時，其運動可以看作是既有平動又有轉動的復雜運動。教師總結：可見要準確地描述物體的運動，并不是一件容易的事。思考討論：很難準確地描述一個物體的具體運動的困難和麻煩出在哪里？怎樣解決這一問題？出示參考答案：這是因為任何物體都有一定的大小和形狀，物體各部分的運動情況一般說來并不一樣。在某些情況下，不考慮物體的大小和形狀，把它簡化成一個有質量的點——質點，只突出“物體具有質量”這一要素來描述物體運動。出示課件關于質點的有關概念2.質點（1）定義：在滿足一定條件時，我們可以把物體簡化、抽象為一個具有質量的點，稱為質點。（2）質點不同于幾何“點”：質點是用來代替物體的有質量的點，其特點是只有質量，沒有大小、體積、形狀，它與幾何“點”有本質的區(qū)別。（3）質點是一種理想化的“物理模型”①質點是典型的物理模型之一，質點忽略次要因素：形狀和大小、突出主要因素：質量。②在物理學中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，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。質點這一理想化模型就是這種方法的具體應用。觀察思考：觀察圖片中物體的運動說說在什么情況下可以看作質點？研究飛機在空中的位置、離開地面的高度；研究地球公轉時；研究地球自轉；體操運動員比賽；研究火車從上海到南京通過的路程。同步出示圖片：飛機、地球自轉和公轉、體操運動員、火車參考答案：研究飛機在空中的位置、離開地面的高度，地球公轉時和火車從上海到南京通過的路程時，此時的飛機、地球、火車本身的大小和形狀是對所研究的問題沒有多大的影響屬于次要因素，因此可忽略，可看成質點；研究地球自轉和研究體操運動員比賽、要研究各個點的情況，所以不能用點來代替，形狀和大小不能忽略，不可以看作質點。教師總結：物體是否能看成質點是有條件的，它由我們所研究的問題的性質來決定，同一個物體，由于所要研究的問題不同，有時可以看成質點，有時不能看成質點。一個物體能否看成質點，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關。典型例題：例1研究以下運動時，物體不可以當作質點的是（）A．自轉的地球B．研究體操運動員在平衡木上的動作時C．直升機飛行時螺旋槳的轉動D．從高處自由下落的石解析：A．地球在自轉的過程中，不能用一個點代替地球，形狀和大小不能忽略。故A正確。B．研究體操運動員在平衡木上的動作時，要研究各個點的情況，所以運動員不能用點來代替，形狀和大小不能忽略，故B正確。C．直升機飛行時螺旋槳的轉動，此時螺旋槳的形狀是不能忽略的，所以此時不能看成質點，故C正確。D、從高處自由下落的石塊其體積是可以忽略的，所以此時的石頭可以看成是質點，故D錯誤。故選ABC。思考與討論：運動員踢足球的不同部位，會使球產(chǎn)生不同的運動足球運動中常說的“香蕉球”是球在空中旋轉、整體運動徑跡為類似香蕉型弧線的一種運動。在研究如何才能踢出香蕉球時，能把足球看作質點嗎？研究什么樣的問題可以把足球看作質點？出示圖片：香蕉球示意圖研究如何才能踢出香蕉球時，不能把足球看作質點，因為香蕉球是足球水平運動和旋轉兩種運動同時存在的情形。例如：研究足球運動軌跡的問題可以把足球看作質點。3.物體能看作質點的情況（1）對于各部分運動情況不同的物體，如果物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略不計時，可以把物體抽象為一個點。（2）對于做平動的物體，由于各部分的運動情況都相同，即它們的位置隨時間變化的規(guī)律都相同，我們可以用其中的某一個點代表其整體的運動。三、課堂練習1.機械運動中，物體位置的變化是指研究的物體與______________之間的位置變化。答案：參考系2.宋代詩人陳與義乘小船出游，曾寫下詩句“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”。詩中描述“云不動”是以______________為參考系，“云與我俱東”是以______________為參考系。答案：小船；河岸.3.小王走路上學用了30分鐘走了一千米，此處的“30分鐘”指_________。（選填“時間”或“時刻”）答案：時間4.在飛馳的高鐵列車上，乘客看到窗外電線桿向后運動。在描述“電線桿向后運動”時，所選的參考系是（）A．乘客乘座的高鐵列車B．路旁的樹木C．高鐵站的站臺D．鐵路的路基答案：A四、拓展提高1.下列研究中，加點標示的研究對象可視為質點的是（）A．研究直升飛機飛行時各部分受力B．研究跳水運動員空翻動作C．研究地球繞太陽公轉的周期D．研究家用電扇葉片上各點的旋轉速度答案：C2.關于質點，下列說