《质点参考系与坐标》教案_中学教育-中学学案.pdf

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1、第一章 运动的描述 第一课 质点、参考系与坐标【教学目标】1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；理解运动的相对性，明确参考系在运动研究中的作用，能根据实际情况选择适当的参考系；认识一维坐标系，掌握坐标系简单应用。2过程与方法 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。让学生通过生活实际与物理概念想联系，通过具体事例建立质点模型；通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。让学生从生活中常见的运动出发，理解运动的相对性，选择参考系对研究运动的重要性。列举生活中确定物体位置的不同方法，理解坐标的意义与坐标在描述物体位置的优越性，

2、体会科学研究的过程与方法。情感态度与价值观 通过质点概念的研究，渗透在科学研究过程中抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想；认识运动是中的普遍现象，理解运动与静止的相对性，培养学生热爱科学，勇于探索的精神。【教学过程】一问题引入 问题 1：什么叫机械运动？物体位置的变化。问题 2：如何确定物体的位置？通过坐标。问题 3：运动是相对的，坐标建立在哪？建立在匀速运动的物体上。这个问题称之为参考系。问题 4：物体之大，如何确定物体的位置？你希望物体越大越好，还是越小越好？越小越好，可以精确确定物体的位置。物体大小是一定的，有时可以将物体用一个理想的点来表示。总结：要描述物体的机械运动，所以我们有必要研

3、究质点、参考系与坐标等概念。二质点的概念 质点概念的引入：用给学生两幅体育运动中的图片，由此向学生提出问题。其中图1.1-1 为美国选手拜尔宾/阿格斯特在北京进行的2004年中国杯世界花样滑冰大奖赛冰舞比赛中。图 1.1-2 举世瞩目的男子 110 米栏的决赛。中国选手刘翔获得金牌，他的成绩为 12 秒 91，打破奥运纪录，同时也追平了世界纪录。图为刘翔在比赛中。问题：这两幅图中，那一幅可以将运动员看成点？图 1.1-1 中是展示给人们运动员身体各点的协调美，无法用一点去展示运动员的运动美。而图 1.1-2 中是展示给人们的是速度美，如果用一点用表示，更加容易来精确研究运动员的运动速度，所以可

4、以看成一点。总结：将物体看成一个有质量的点，该点称为质点。只有能用一点代表物体的运动，才可以将物体看成质点。例题 1：下列各种运动中，哪一种可以看成质点：(A)比如做花样滑冰的运动员(B)研究地球绕太阳转动(C)研究地球的自转(D)测定火车通过南京长江大桥的时间。解析：做花样滑冰运动员，人们关心的不是速度，而是运动员的动作，身体各部分的习调性，因此无法用一点来替代。同样研究地球的自转过程中，地球各点的速度大小与方向均不相同，因此也无法用一点去替代各点的运动。但在研究研究它绕太阳的转动，并不关注地球各点的速度，只是研究绕太阳转动情况，可以用一点去替代。火车通过大桥，火车长度与大桥长度相比不能忽略

5、不计，因此不能看成质点，如果研究火车从北京开往南京的时间，就可以将火车看成质点。总结：为了能精确手描述物体位置，将物体看成一个理想的点。质点是一种理想的物理模型。当物体能用点来代表所要研究的运动形式，就可以将物体看成质点。图 1.1-1 图 1.1.2 将物体简化为质点理解运动的相对性明确参考系在运动研究中的作用能根据实际情况选择适当的参考系认识一维坐标系掌握坐标系简单应用过程与方法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让学生从生活中常见的运动出发理解运动的相对性选择参考系对研究运动的重要性列举生活中确定物体位置的不同方法理解坐标的意义与坐标在描述物体位置的优越

6、性体会科学研究的过程与方法情感态度与值观通过质点概念的研究培养学生热爱科学勇于探索的精神教学过程一问题引入问题什么叫机械运动物体位置的变化问题如何确定物体的位置通过坐标问题运动是相对的坐标建立在哪建立在匀速运动的物体上这个问题称之为参考系问题物体之大如何确定物三参考系 问题讨论：问题 1：静止在地面上的人看火车是运动的，看路边的树是静止的。火车里的人看路边的树木是运动的。请讨论，究竟谁是运动的，谁是静止的？为什么人们容易接受树木是静止的？运动是相对的，而人们生活在地球上，一般习惯地认为地面是静止的。问题 2：如图 1.1-3 所示，跳伞运动员从匀速运动的飞机上跳下，对地面来讲，物体做何运动？对

7、飞机上人来讲做何运动？对谁运动更简单？对地面来讲，运动员做曲线运动，对飞机来讲做直线运动。对飞机运动员的运动比较简单。总结：运动是相对的，我们选择一个物体做参照来研究另一个物体的运动，这个参照的物体称为参考系。参考系如何选择，一般为了运动更加简单。例 2：人划船逆流而上，当船行到一座桥下时，一木箱落入水中立刻随水漂向下游，船继续前进，过了 15min，船上的人才发现木箱丢了，于是立即返回追赶。求船返回到追上木箱所花的时间(船对水速度大小不变，不计船掉头的时间)。解析：如果选择流动的水为参考系，即认为水不动，那船相对于水在两个过程上速度大小不变，所以仍然用 15min 即可追赶到木箱。此题因为选

8、择了水做参考系，使船的运动变得简单。如果选用静止的岸做参考系，问题要复杂多了。思考题：我们在地球上看月球绕地球转动，转动的周期为 27.3 天，而且我们始终看到的一面，另一面总是背向地球。由此，能否推出月球有无自转？如果自转，自转周期为多少？如果我们站到月球上看地球，地球相对月球做何种运动？解析：如果月球不自转，在地球上看月球应该能看到月球所有的面，而我们只看到一面，说明月球也在自转，而且自转周期与月球的公转周期相同时，我们只能看到他的一面(可以由同学进行实际体验，一个人绕讲台转一圈，且总要面对讲台)。那么，人在月球上看地球，只能在朝向地球的一面才能看到，而且看地球不动。四坐标 概念的引入：如

9、果我们规定靠门的一列同学为第一组，靠讲台的一排为第一排，现在请 图 1.1-3 将物体简化为质点理解运动的相对性明确参考系在运动研究中的作用能根据实际情况选择适当的参考系认识一维坐标系掌握坐标系简单应用过程与方法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让学生从生活中常见的运动出发理解运动的相对性选择参考系对研究运动的重要性列举生活中确定物体位置的不同方法理解坐标的意义与坐标在描述物体位置的优越性体会科学研究的过程与方法情感态度与值观通过质点概念的研究培养学生热爱科学勇于探索的精神教学过程一问题引入问题什么叫机械运动物体位置的变化问题如何确定物体的位置通过坐标问题运

10、动是相对的坐标建立在哪建立在匀速运动的物体上这个问题称之为参考系问题物体之大如何确定物第四组第 3 列同学站起来。(该同学站起来)你为什么站起来？这个问题，教师就是用一组数字确定了同学的位置。这就是坐标。总结：用来确定物体位置的称之为坐标。问题思考：请同学们说出你家的住址，邮件地址。在海洋中航行的船是如何确定自己位置的？住址是家的坐标，有了这个坐标，就可以确定家的位置。船舶是根据地球的经度与纬度来确定位置的。问题 1：在研究运动的物体，是如何确定物体的位置？坐标。如果物体在一条直线上运动，就可以通过一维坐标，如果在平面上运动可以用二维坐标，同样，在空间运动，用三维坐标。注意：这里的坐标与数学中

11、的坐标相同，只是要加单位(如：米)。五课堂小结 机械运动是物体位置的变化，而位置需要用坐标来确定，为了精确确定物体的坐标，需要将物体看成一个理想的点(质点)，而运动是相对的，因此坐标必须建立在参考系上(我们认为参考系是静止的)，参考系的选择一般我们习惯于静止的地面，但为了研究运动的简单而选择适当的参考系(注意，这里一般均选择匀速运动的参考系)。将物体简化为质点理解运动的相对性明确参考系在运动研究中的作用能根据实际情况选择适当的参考系认识一维坐标系掌握坐标系简单应用过程与方法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让学生从生活中常见的运动出发理解运动的相对性选择参考系对研究运动的重要性列举生活中确定物体位置的不同方法理解坐标的意义与坐标在描述物体位置的优越性体会科学研究的过程与方法情感态度与值观通过质点概念的研究培养学生热爱科学勇于探索的精神教学过程一问题引入问题什么叫机械运动物体位置的变化问题如何确定物体的位置通过坐标问题运动是相对的坐标建立在哪建立在匀速运动的物体上这个问题称之为参考系问题物体之大如何确定物