質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系 教案-高一上學(xué)期物理人教版必修1

第頁(yè)§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系【教材分析】質(zhì)點(diǎn)模型是高中物理提出的第一個(gè)物理模型，也是最簡(jiǎn)單的模型，對(duì)質(zhì)點(diǎn)的概念的形成以及質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程，教學(xué)要求是初步的。由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)必須明確所選擇的參考系，為了準(zhǔn)確、定量地描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，還要建立坐標(biāo)系。質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系時(shí)描述物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，所以本教學(xué)設(shè)計(jì)師逐步展開(kāi)的。【學(xué)情分析】運(yùn)動(dòng)是普遍的現(xiàn)象，學(xué)生有感性認(rèn)識(shí)，雖然初中學(xué)習(xí)過(guò)參照物的概念，但如何科學(xué)地描述運(yùn)動(dòng)，學(xué)生還未接觸到?？梢哉f(shuō)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)是膚淺的、表面化的，缺乏對(duì)知識(shí)的再編碼，還沒(méi)有上升到理性認(rèn)識(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生從繁雜多樣的運(yùn)動(dòng)個(gè)體中總結(jié)出規(guī)律，完成到理性認(rèn)識(shí)的升華?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、理解質(zhì)點(diǎn)的定義，知道質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型，知道將物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件。2、理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對(duì)同一個(gè)運(yùn)動(dòng)的描述可能是不同的。3、理解坐標(biāo)系概念，會(huì)用一維坐標(biāo)系定量地描述物體的位置以及位置的變化。4、體驗(yàn)質(zhì)點(diǎn)的條件及意義，初步掌握“科學(xué)抽象”這種研究方法。5、體會(huì)用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并力求解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。6、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)自然，關(guān)心科技發(fā)展，勇于探索的精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、質(zhì)點(diǎn)概念的建立過(guò)程。2、利用坐標(biāo)系定量描述物體的位置?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】物體可看作質(zhì)點(diǎn)模型的條件?！窘虒W(xué)方法】教師啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)與學(xué)生小組合作探究法相結(jié)合?！菊n前預(yù)習(xí)】物體的空間位置隨時(shí)間的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，常簡(jiǎn)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)。用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。實(shí)際物體可以看做質(zhì)點(diǎn)的條件：如果不考慮物體的形狀和大小對(duì)所研究的影響，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)。在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選來(lái)做參考的、假定不動(dòng)的其他物體叫做參考系。物體的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于參考系而言的，這就是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。為了準(zhǔn)確描述物體的位置及其位置的變化而在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度的坐標(biāo)系。坐標(biāo)表示物體的位置，坐標(biāo)的變化表示物體位置的變化?！窘虒W(xué)過(guò)程】新課引入呈現(xiàn)自然界中基本的機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)圖片（星球的轉(zhuǎn)動(dòng)、高速飛馳的烏龜車(chē)、急速飛行的火箭、快速飛行的白鷺照片）并描述這些基本的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生直觀的感受自然界中的運(yùn)動(dòng)。（PPT2）結(jié)合圖片，回顧初中知識(shí)，總結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念。機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體的位置隨時(shí)間的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，常簡(jiǎn)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)。（PPT3）二、質(zhì)點(diǎn)3、結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)，互動(dòng)討論。問(wèn)題1：對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的研究，我們不能準(zhǔn)確的描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原因在哪里？模擬情景：跳水運(yùn)動(dòng)員跳水。通過(guò)分析模擬情景，發(fā)現(xiàn)物體自身存在大小和形狀，而其大小和形狀對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生影響?？偨Y(jié)得出我們不能準(zhǔn)確的描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)困難在于研究的物體本身的形狀和大小。問(wèn)題2：在研究同學(xué)們跑操過(guò)程中，方隊(duì)的大小和形狀對(duì)于同學(xué)們的跑操長(zhǎng)度和速度是否產(chǎn)生影響？我們是否可以將方隊(duì)視為一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行處理？（PPT4）展示跑操方隊(duì)的示意圖，讓學(xué)生思考跑操整個(gè)過(guò)程。討論分析得出同學(xué)們跑操時(shí)，方隊(duì)的大小和形狀對(duì)距離和速度的影響，可以忽略不計(jì)，即地方隊(duì)的形狀和大小對(duì)于跑操?zèng)]有影響或者影響小到可以忽略。近似為一個(gè)沒(méi)有大小、沒(méi)有形狀的一個(gè)點(diǎn)。但不能忽略其質(zhì)量?？偨Y(jié)得出質(zhì)點(diǎn)的概念。質(zhì)點(diǎn)：在某些情況下，可以忽略物體的形狀和大小，而突出其質(zhì)量，就可以將物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)。問(wèn)題3：什么情況下可以將物體看做質(zhì)點(diǎn)？①研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)。②一列沿京滬鐵路運(yùn)行的列車(chē)，若要研究它從北京到上海的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否將它視為質(zhì)點(diǎn)？③研究由于地球的自轉(zhuǎn)而造成各處季節(jié)的變化時(shí)，能否將地球視為質(zhì)點(diǎn)？④研究火車(chē)通過(guò)一座橋梁運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否將火車(chē)視為質(zhì)點(diǎn)？學(xué)生相互討論，老師總結(jié)得出。（PPT5）物體的形狀和大小對(duì)于研究的過(guò)程沒(méi)有影響或者影響非常小時(shí)，可忽略不計(jì)，則物體便可以視為質(zhì)點(diǎn)。但同一物體在不同的物理情景中，有的可以視為質(zhì)點(diǎn)有的不能視為質(zhì)點(diǎn)。舉例對(duì)比分析，火車(chē)過(guò)橋和火車(chē)從重慶到貴州，前者不能視為質(zhì)點(diǎn)，后者可視為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一種抽象的物理概念，是一種理想化模型（PPT6）。【例1】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（AD）質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上不存在因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒(méi)有大小，所以與幾何點(diǎn)是一樣的凡是小的物體，皆可以看做質(zhì)點(diǎn)如果一物體的形狀和大小對(duì)于所研究的問(wèn)題屬于無(wú)關(guān)或次要因素時(shí)，即可把該物體看做質(zhì)點(diǎn)三、參考系4、模擬實(shí)驗(yàn)。（兩位同學(xué)同時(shí)同向同速向前行走）并提出以下問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考。問(wèn)題：坐著的同學(xué)觀察到兩位同學(xué)在運(yùn)動(dòng)，而在行走的兩位同學(xué)感覺(jué)另外一個(gè)同學(xué)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)。什么原因?qū)е逻@種差異？經(jīng)過(guò)討論，總結(jié)得出。因?yàn)閰⒄瘴锏牟煌x擇導(dǎo)致了同學(xué)們描述的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同。從而引出靜止是相對(duì)的。解釋分析：從上面實(shí)驗(yàn)可以看出，同一個(gè)研究對(duì)象，對(duì)于不同的人得出了不同的結(jié)果。這說(shuō)明描述物體的運(yùn)動(dòng)必須有一個(gè)參考的物體。如同以上的情況，在研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被用來(lái)作為參考的物體，稱(chēng)為參考系（初中時(shí)稱(chēng)為參照物）。一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體可能是靜止的，但是對(duì)于其他物體可能是運(yùn)動(dòng)的，所以物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性。絕對(duì)靜止的物體是不存在的。在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須要規(guī)定參考系，參考系可以是靜止的，比如說(shuō)地面，或者地面上靜止的物體。也可以是運(yùn)動(dòng)的，比如說(shuō)剛才正在行走的汽車(chē)。沒(méi)有做特殊說(shuō)明時(shí)，我們選擇地面為參考系。舉例分析：（板書(shū)分析）正如教材中的例子，在勻速飛行的飛機(jī)上，人們以飛機(jī)為參考系，看到從飛機(jī)上落下的物體幾乎是沿直線下落的，而地面的人們以地面為參考系，看到的物體是以曲線下落的。（PPT8）【例2】敦煌的曲子中有這樣的詩(shī)句：“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行?！逼渲小翱瓷角∷谱邅?lái)迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么？解：“看山恰似走來(lái)迎”的參考系是：船?！笆谴小钡膮⒖枷凳牵荷?。坐標(biāo)系問(wèn)題：如何確定物體的位置？創(chuàng)設(shè)物理情景，一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體怎樣定量描述他的運(yùn)動(dòng)情況。創(chuàng)設(shè)物理情景：如果一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，怎樣定量描述物體的位置的變化呢？討論分析后，根據(jù)學(xué)生的回答作出總結(jié)和補(bǔ)充。為了能夠定量的描述一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，我們需要建立直角坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的三要素為原點(diǎn)，正方向，單位長(zhǎng)度。通常，選擇物體的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。坐標(biāo)軸的坐標(biāo)表示物體的位置，坐標(biāo)的變化表示物體位置的變化。（PPT8）（圖形結(jié)合）【例3】桌面離地面的高度是0.8m，坐標(biāo)系原點(diǎn)定在桌面上，設(shè)豎直向下為坐標(biāo)軸正方向，A、B離地面的高度分別是1.3m，0.4m，問(wèn)A、B的坐標(biāo)應(yīng)該是多少？解：根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分析：=0.8m—0.4m=0.4m·=1.3m—0.8m=0.5m所以，A點(diǎn)的坐標(biāo)為—0.5m，B點(diǎn)的坐標(biāo)為0.4m。課堂小結(jié)6、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系。【板書(shū)設(shè)計(jì)】§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體空間位置隨時(shí)間變化。質(zhì)點(diǎn)定義：在某些情況下，可以忽略物體的形狀和大小，而突出其質(zhì)量，可以將物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的條件物體的形狀和大小對(duì)于研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或者影響可以忽略不計(jì)。參考系參考系：在研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被用來(lái)作為參考的物體，稱(chēng)為參考系。坐標(biāo)系坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)（O），正方向，單位長(zhǎng)度【教學(xué)反思】【課外練習(xí)】夯實(shí)基礎(chǔ)1、下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中正確的是（D）A、只有體積很小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn)。B、只有質(zhì)量很小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn)。C、質(zhì)點(diǎn)一定代表一個(gè)小球。D、質(zhì)點(diǎn)不一定代表一個(gè)很小的物體。關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是（A）A、質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上不存在。B、因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒(méi)有大小，所以與幾何中的點(diǎn)是一樣的。C、凡是小的物體，皆可以看成質(zhì)點(diǎn)；凡是大的物體，皆不能看成質(zhì)點(diǎn)。D、如果物體的形狀和大小對(duì)于所研究的問(wèn)題屬于無(wú)關(guān)或次要因素時(shí)，不能把物體看成質(zhì)點(diǎn)。在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點(diǎn)（C）A、研究某學(xué)生騎車(chē)回校的車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。B、對(duì)這位學(xué)生騎車(chē)姿勢(shì)進(jìn)行生理學(xué)分析。C、研究火星探測(cè)器從地球到火星的飛行軌跡。D、研究火星探測(cè)器降落火星后如何探測(cè)火星的表面。坐在火車(chē)?yán)锏某丝?，總感到?chē)廂外的樹(shù)在“向后跑”，他選擇的參考系是（A）A、乘坐的火車(chē)B、遠(yuǎn)處的山C、車(chē)外的樹(shù)D、太陽(yáng)5、桌面離地面的高度為0.8，若將坐標(biāo)系原點(diǎn)定在水平桌面上，取豎直向上的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，通過(guò)測(cè)量，A點(diǎn)在桌面上方，B點(diǎn)在桌面下方，并且兩點(diǎn)距離桌面的距離都為0.2m。則A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)表示為（A）A、0.2m—0.2mB、0.2m0.2mC、—0.2m—0.2mD、—0.2m0.2m6、甲、乙兩輛汽車(chē)在平直的公路上并排行駛，甲車(chē)內(nèi)的旅客看見(jiàn)窗外的樹(shù)木向東移動(dòng)，乙車(chē)內(nèi)的旅客發(fā)現(xiàn)甲車(chē)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，如果以地面為參考系，上述事實(shí)表示（D）A、甲車(chē)向西運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)不動(dòng)。B、乙車(chē)向西運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)不動(dòng)。C、甲車(chē)向西運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)向東運(yùn)動(dòng)。D、甲、乙兩車(chē)以相同的速度都向西運(yùn)動(dòng)。7、甲、乙兩輛汽車(chē)均以相同的速度行駛，下列有關(guān)參考系的說(shuō)法不正確的是（C）A、如果兩輛汽車(chē)均向東行駛，若以甲車(chē)為參考系，乙車(chē)是靜止的。B、如果觀察的結(jié)果是兩輛車(chē)均靜止，參考系可以是第三輛車(chē)。C、如果以在甲車(chē)中一走動(dòng)的人為參考系，乙車(chē)仍是靜止的。D、如果甲車(chē)突然剎車(chē)停下，乙車(chē)仍向東行駛，以乙車(chē)為參考系，甲車(chē)往西行駛。8、甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看一高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng).這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況不可能是（A）A、甲向上、乙向下、丙不動(dòng) B、甲向上、乙向上、丙不動(dòng)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9、觀察圖中煙囪冒出的煙和車(chē)上的小旗，關(guān)于甲、乙兩車(chē)相對(duì)于房子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（D）A、甲、乙兩車(chē)一定向左運(yùn)動(dòng)。B、甲、乙兩車(chē)一定向右運(yùn)動(dòng)。C、甲車(chē)可能運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)向右運(yùn)動(dòng)。D、甲車(chē)可能靜止，乙車(chē)向左運(yùn)動(dòng)。10、一個(gè)小球從距地面4m高處落下，被地面彈回，在距地面1m高處被接住，坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處，坐標(biāo)軸的正方向設(shè)為向下，則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是（B）A、2m，－2m，－1mB、－2m,2m,1mC、4m,0,1mD、－4m,0，－1m能力提升11、古代小說(shuō)《鏡花緣》第79回中寶云問(wèn)奶公家鄉(xiāng)有什么趣聞，奶公說(shuō)：“前幾天刮了一陣大風(fēng)，把咱家院內(nèi)的一口水井吹到籬笆墻外去了．”則關(guān)于水井的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說(shuō)法中正確的是（B）A、以大地作為參考系水井是運(yùn)動(dòng)的