1.1质点、参考系和坐标系(学案)
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1.1质点、参考系和坐标系一、教材分析本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“怎样描述物体的机械运动”。
教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念,指导思想是强调一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型,然后用数学方法描述这个模型,并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题,首先必须解决位置确定问题,教科书把“物体和质点”当作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实际的“物体”都“占有一定的空间”,在通常的运动过程中,“不同部位的运动情况是不相同的”,从而“给描述运动带来了困难”,解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
二、教学目标1、知道参考系的概念。
知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
三、教学重点1、在研究问题时,如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
四、教学难点在什么情况下可把物体看出质点五、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
在研究某一问题时,对影响结果非常小的因素常忽略。
常建立一些物理模型,这是一种科学抽象。
那以前接触过这样的物理模型吗?如:光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。
今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。
质点,并完成下列问题:设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点填写:(1)质点就是没有,没有,只具有物体的点。
(2)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(3)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(4)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(5)运动的质点通过的路线,叫质点的运动;是直线,叫直线运动;是曲线,叫。
1 质点参考系和坐标系〖学习目标〗知道质点的概念,并知道质点是在物理学中引入的一个理想化的“物理模型”。
知道在什么情况下可以把物体看成质点,什么情况下不能看成质点。
认识运动和静止的相对性,知道参考系概念。
会正确选择参考系,能利用坐标系描述物体的位置及位置变化。
通过质点模型的建立,体会突出问题的主要因素、忽略次要因素的哲学思想。
通过坐标系的应用,体会数理结合的魅力。
初步认识正确地选择物理模型和恰当地选择参考系是科学的研究方法。
〖学习导引〗一、带着以下问题在课前阅读“1 质点参考系和坐标系”一节:1.要准确地描述物体的运动,困难和麻烦出在哪里?2.什么情况下可以把物体看成质点,什么情况下不能?3.研究物体的运动为什么一定要选定参考系?4.坐标系和参考系有什么关系?二、通过“说一说”中的问题,思考在二维坐标系中怎样确定运动物体的位置。
通过“科学漫步”介绍的全球卫星定位系统(GPS),结合地理知识,了解在三维坐标系中是怎样确定物体位置的。
三、完成“问题与练习”,检测自学的情况。
〖学习评价〗1.分析下列运动,说明在什么情况下所研究对象能看作质点,在什么情况下不能看作质点(1)运动中的自行车(2)弧线飞行的足球球(3)在空中运动的跳水运动员(4)绕地球运行的人造地球卫星2.已知火车、桥的长度和火车的速度,试计算火车过桥所需的时间。
3.在有云的夜晚,观察天空中的月亮,发现月亮在云中穿行,这时所选择的参照物是A.月亮B.云C.地面D.观察者4.甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,甲看到丙匀速上升。
那么,甲、乙和丙相对于地面的运动情况可能是A.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙停留在空中B.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙匀速上升C.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙匀速下降,且v丙<v甲D.甲、乙匀速下降,且v甲>v乙,丙匀速下降,且v丙>v甲5.据说,第一次世界大战时,一位法国飞行员在2000m高空高速飞行时,发现座舱边有一个小“昆虫”,他顺手抓过来一看,原来是一颗子弹。
1-1质点、参考系和坐标系学案学习目标:1. 理解质点的定义,知道质点是一个理想化的模型。
初步体会物理模型在探索自然规律中的作用2. 理解参考系的概念和如何选择参考系3. 理解坐标系的概念学习重难点:1、知道实际物体在什么条件下可看作质点。
2、会选择参考系。
3、会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。
学习课时:1课时学习流程:一:构建知识体系或基础知识回顾。
1、质点的定义:2、物体可以看成质点的条件:3、参考系的定义:二:重难点突破或例题精讲。
【例一】下列情况中的物体,哪些可以看成质点()A.研究绕地球飞行时的航天飞机。
B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。
C.研究从北京开往上海的一列火车。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。
【例二】人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_______的。
以车厢为参考系,人是__________的。
【例三】对于参考系,下列说法正确的是()A.参考系必须选择地面。
B.研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的。
C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。
D.研究物体的运动,必须选定参考系。
三:能力拓展或变式训练1、在下列各种情况中,能把地球看成质点的是()A 生活在地球上的人研究地球B 杨利伟在太空中研究地球C 从火星探测器“勇气号”上向地球发送信号时D 从航天飞机上研究绕行地球的轨道时2、下列运动的各物体中,能看成质点的是()A 研究跳水运动员入水时减小水花的方法B 研究10000米长跑时运动员的速度C 研究火车进站时的速度和停靠位置D 研究体操运动员的优美舞姿3、下列关于质点的说法中正确的是()A 质量很大的物体不能看成质点B 体积很大的物体不能看成质点C相距较远的物体都能看成质点D任何物体在一定条件下都能看成质点4、关于参考系的说法中正确的是()A 参考系必须是静止不动的物体B 参考系必须是正在做匀速直线运动的物体C 参考系必须是固定在地面上的物体D 参考系必须是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体5、关于运动和静止的说法中正确的是()A 我们看到的物体的位置没有变化,物体一定处于静止状态B 两物体间的距离没有变化,两物体就一定都静止C 自然界中找不到不运动的物体,运动是绝对的,静止是相对的D 为了研究物体的运动,必须先选参考系,平时说的运动和静止是相对地球而言的6、第一次世界大战期间,一位法国飞行员在飞行时,看到头上方有一个像小虫的东西跟着他一起飞行,他想:什么小虫能飞这么快呢?结果他用手一抓,竟然是一颗德军射出的子弹,那么这个飞行员能很容易的抓到子弹的原因()A 子弹飞行速度很小B 飞行员飞的速度不大C 子弹相对飞行员的速度很小D 子弹相对飞行员的速度很大7、蓝仔、紫珠、黄娃和黑柱等同学同坐在一列火车上,发现旁边的火车车厢在向东运动,他们展开议论,他们的说法中正确的是()A 蓝仔说我们坐的火车也有可能在向东运动B 紫珠说右侧的火车一定在向东运动C 黄娃说我们坐的火车一定是静止的D 黑柱说反正这两辆火车不可能都在运动8、U238和K462两次列车并排停靠在南京站上,当U238次列车启动、K462次列车还未启动时,坐在K462次列车内的乘客看到自己所乘的列车运动了,他选择的参考系是()A U238次列车 B K462次列车 C 站台 D 铁轨四:作业布置:完成教科书P11:问题与练习五:学习感悟:1.我学会了:______________________________________。
1.1 质点、参照系和坐标系一、教材剖析本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“如何描绘物体的机械运动”。
教科书一开始就从参照系中明确地抽象出了坐标系的观点,指导思想是重申一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时第一把实质问题抽象成物理模型,而后用数学方法描绘这个模型,并追求解决的方法。
要研究物体地点的变化问题,第一一定解决地点确立问题,教科书把“物体和质点”看作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实质的“物体”都“据有必定的空间”,在往常的运动过程中,“不一样部位的运动状况是不同样的”,进而“给描绘运动带来了困难”,解决问题的要点是“可否用一个点来取代物体”。
二、教课目的1、知道参照系的观点。
知道对同一物体选择不一样的参照系时,察看的结果可能不一样。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种广泛的研究方法。
三、教课要点1、在研究问题时,如何选用参照系。
2、质点观点的理解。
四、教课难点在什么状况下可把物体看出质点五、教课过程( 一 ) 预习检查、总结迷惑检查落实了学生的预习状况并认识了学生的迷惑,使教课拥有了针对性。
(二)情形导入、展现目标。
在研究某一问题时,对影响结果特别小的因平素忽视。
常成立一些物理模型,这是一种科学抽象。
那从前接触过这样的物理模型吗?如:圆滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽视掉了。
今日我们又要成立一种新的物理模型——点。
点,并达成以下:意:步步入,吸引学生的注意力,明确学目。
(三)合作研究、精点。
1、物体和点填写:( 1)点就是没有,没有,只拥有物体的点。
(2)可否把物体看作点,与物体的大小、形状相关?(3)研究一汽在平直公路上的运,可否把汽看作点?要研究汽的状况,可否把汽看作点?(4)原子核很小,能够把原子核看作点?( 5 )运的点通的路,叫点的运;是直,叫直运;是曲,叫。
共:点是没有形状、大小、拥有物体所有量的点。
〖自学指导〗1.机械运动:物体的____________随时间的变化,是自然界中最______、最______的运动形态,称为机械运动。
2.质点:我们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的______和______,把它简化为一个____________,称为质点。
3.参考系:在描述物体的运动时,要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于它的位置是否随变化,以及怎样变化,这种用来做的物体称为参考系。
为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的。
4.物体可以看成质点的条件是什么?体积大的物体一定不能看成质点吗?体积小的物体一定可以看成质点吗?请举例说明。
5.举例说明,实际的生产生活中应用到坐标系的概念有哪些?4.记下你存在的疑问:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________〖典型例题〗1.()敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。
”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是A.船和山B.山和船C.地面和山D.河岸和流水2.()在以下的哪些情况中可将物体看成质点A.研究八大行星绕太阳的运动一圈所用的时间B.研究D字头列车在京沪高铁上的时速C.研究一列火车通过长江大桥所用的时间D.研究地球公转与四季变化的关系3.()关于坐标系,下列说法正确的是A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化B.坐标系都是建立在参考系上的C.坐标系的建立与参考系无关D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置【巩固案】〖课堂总结〗本课时学习了________、_________、________三个基本概念,质点是重点,实际上的质点是不存在的,是一种科学抽象,质点是一个____________。
湖南省高一物理必修一1.1质点参考系和坐标系教案【教学目标】一、知识与技能1. 理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
2. 理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3. 会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
二、过程与方法1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法,让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。
三、情感态度与价值观热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。
【教学重点】质点概念的理解,如何选取参考系。
【教学难点】什么情况下可以把物体看成质点。
【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课雄鹰在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,连静静的山川也在“坐地日行八万里”……。
宇宙中的一切物体都在不停地运动。
运动是宇宙间永恒的主题,也是日常生活中常见的现象。
李白用“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,来描绘气势磅礴的瀑布。
画家也用美丽的画笔描绘出动感十足的情景。
那么作为我们未来的科学家,我们怎样描绘物体的机械运动呢二、新课教学1. 物体和质点研究物体的运动,第一步是要确定物体的位置。
物体都具有大小和形状,在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的,所以要详细描述物体的位置及其变化,并不是一件简单的事情。
例如:(1)投掷手榴弹时怎么样测量投掷距离?(2)把教室的课桌向后推出0.5m,怎么样测量距离?(3)你从校门口向校园内走100m,你现在哪儿?在学生议论过程中,引导学生想到我们在处理这些问题时,常常不考虑物体各部分的差异,把物体简化成为没有大小、形状的点,或者说用一个有质量的点来代替物体。
质点、参考系教案年级科目物理班级/ 校区日期时段课型新授课任课教师课题:质点、参考系课标要求经历质点模型的建构过程,了解质点的含义。
知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中物体抽象为质点。
体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用。
学习目标同时标注重难点知识目标:理解什么是质点(重点),知道质点是一种理想化模型;能说出把物体看作质点的条件(重点、难点);知道参考系,知道对物体运动的描述具有相对性。
能力目标(素养目标):1、能根据问题情境判断物体是否可以抽象为质点;2、能根据问题情境选取合适的坐标系。
教与学过程创设情境导入新课【导入语】在我们的周围,到处可以看到物体在运动:汽车在公路上行驶,巨轮在海上航行,飞机在天空中飞行,树叶在摇动,鸟儿在飞翔……就连我们脚下的地球也在不停的自传、公转。
今天我要告诉大家运动的全称:机械运动。
那哪位同学能告诉老师它们的共同特点是什么?师生互动:学生讨论并回答问题,教师强调是共同特点。
教师活动:总结机械运动的概念机械运动:物体的空间位置随时间发生变化.过渡语:今天我们一起来学习怎样去描述物体的运动。
情境寓问精讲领学定向自学合作研学讲授新知一、物体和质点教师活动:出示情境,布置任务单:根据例子分组讨论两种情况能否看作一个“点”。
2013年田径世锦赛男子100米飞人大战,牙买加选手博尔特以9秒77逆转摘金.教练员在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时,能否把他看成一个“点”?在研究博尔特百米比赛所用的时间时,能否把他看成一个“点”?学生活动:分组讨论教师活动:实际生活中物体的运动很难描述,为了把复杂的问题简单化,我们可以把一些物体的运动简化为一个点,而有些物体的运动我们却不能简化为一个点,我们简化的依据是什么呢?带着这个问题,我们来看下面几张图片:教师活动:出示情境,布置任务单:分别判断下面六个例子能否简化为一个点,并说明共性特征;预设答案:①、③、⑥不可以简化为一个点,②,④,⑤可以简化为一个点;①、③、⑥物体各部分的运动对整体运动产生影响,②,④,⑤各部分运动对整体运动影响可以忽略。
1.1质点、参考系和坐标系(学案)
姓名:班级:完成评价:(A、B、C)
制作人:李启明预习学案:完成时间()分钟
1、质点:用来代替物体有质量的点叫做质点。
当物体的和对所研究的问题影响很小时,就可以把物体看成质点。
2、参考系:在描述一个物体的运动时,选来做的物体,叫做参考系。
(1)对的运动,所选的参考系不同,对它的运动的描述就有可能不同。
(2)若无特别说明,通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系。
3、坐标系:为了定量地描述物体的及,需要在上建立适当的坐标系。
预习思考:完成时间()分钟
1、下列几种情况下的物体,哪些情况可将物体看做质点来处理()
A.游乐场中,坐在翻滚过山车中的小孩
B.确定太空中宇宙飞船的位置
C.研究门的转动
D.比赛时,运动员分析乒乓球从一边运动到另一边的轨迹
E.比赛时,运动员分析乒乓球旋转
(友情提示:高中物理选择题没有特别说明是单项选择,就可能是多选题。
)
2、天花板上悬挂着一根细棒,一只猴子静止在细棒上。
现剪短悬挂细棒的绳子,猴子和细棒一起向下运动,甲说此棒是静止的,乙说猴子是向下运动的,甲、乙两人所说的参考系分别是()
A.甲选的参考系是地球,乙选的参考系也是地球
B.甲选的参考系是地球,乙选的参考系也是猴子
C.甲选的参考系是猴子,乙选的参考系也是地球
D.甲选的参考系是猴子,乙选的参考系也是猴子
3、为了实现全球快速、简捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星,同步通信卫星位于赤道上空,距离地面大约36 000千米的高空,可以认为()
A.以地面为参考系同步卫星静止
B.以太阳为参考系同步卫星静止
C.同步卫星在高空静止不动
D.同步卫星相对地面上静止的物体是运动的
合作探究:
知识点一质点
⊙情景激疑
若要计算一列火车从北京到上海的运动时间,是否可以忽略火车的长度?若要计算一列火车经过一座大桥的时间,是否可以忽略火车的长度?为什么?
⊙知识归纳
1、定义…
2、将物体看成质点的条件…
3、质点的物理意义…
⊙例题剖析
【例1】在下述问题中,能够把研究对象看做质点的是()
A.研究地球绕太阳公转一周所需时间是多少
B.研究地球绕太阳公转一周地球上不同地区季节的变化、昼夜长短的变化
C .将一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是方面朝上
D .正在进行花样滑冰的运动员
【跟踪训练1】在物体或人可以看做质点的是( )
A .跳水冠军伏明霞在跳水比赛中
B .奥运会冠军王军霞在万米长跑中
C .研究一列火车通过某一路标所用的时间是
D .我国科学考察船去南极途中
知识点二 参考系 ⊙情景激疑 坐在行驶的火车里的三个同学在研究这列火车的运动情况。
甲说火车在前进,乙说火车在后退,丙说火车是静止的。
甲、乙、丙三个同学分别是以什么为参考系? ⊙知识归纳
1、运动…
2、参考系…
⊙例题剖析
【例2】两列火车平行地停在一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木向西移动,乙车内的乘客发现甲车仍然没有动,如以地面为参考系,上述事实说明( )
A .甲车向东运动,乙车不动
B .乙车向东运动,甲车不动
C .甲车向西运动,乙车向东运动
D .甲、乙两车以相同的速度向东运动
【跟踪训练2】观察下图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是( )
A .甲、乙两车一定向左运动
B .甲、乙两车一定向右运动
C .甲车可能运动,乙车可能向右运动
D .甲车可能静止,乙车向左运动
E .我国科学考察船去南极途中
知识点三 坐标系 ⊙情景激疑 坐在地理上我们用纬度和经度来确定某个地点,在军事、大地测量等领域常采用全球定位系统(GPS )来确定方位。
在日常生活中,你又是怎样确定和描述你所处的位置和位置的变化呢? ⊙知识归纳
1、一维坐标系…
2、二维坐标系:…
⊙例题剖析
【例3】从从高出地面3m 的位置竖直向上抛出一个小球,它上升
5m 后回落,最后到达地面,如图所示,分别以地面和抛出点为原
点建立坐标系,方向均以向上为正,填写以下表格:
【跟踪训练3】一辆汽车在城市中行驶,纵横穿过了许多街道,以市中心O为参考点,
用二维坐标表示出市中心东面2km、北面3km的具体位
置。
⊙同步练习⊙
姓名:班级:完成评价:(优、中、良)
完成时间()分钟制作人:李启明1、敦煌曲子词中有这样的词句:“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。
”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是()
A.船和山; B.山和船; C.地面和山; D.河岸和流水
.
2、下列说法中正确的是()
A.被选做为参考系的物体是假定不动的
B.乘客在车厢内走动时,他就说车是运动的
C.研究地面上物体的运动,必须选取地面为参考系
D.质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取有关
3、甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机,甲看到楼房匀速上升、乙看到甲机匀速上升,丙看到乙机匀速下降,甲看到丙机匀速上升,则甲、乙、丙相对于地面的运动可能是A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机停在空中()B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速下降,v丙<v甲
D.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速下降,v丙>v甲
4、在电视连续剧《西游记》里,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果;摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一齐摄入镜头。
放映时,观众就感觉到孙悟空在腾云驾雾。
这里,观众所选的参照物是()A.孙悟空B.平台C.飘动的白云 D.烟雾
5、下列加点的物体或人可以看做质点的是()
A.研究一列火车通过某一路标所用时间
B.比较两列火车运动的快慢
C.研究乒乓球的弧圈技术
D.研究自由体操运动员在空中翻滚的动作
6、公路上向左匀速行驶的汽车经过一棵果树附近时(如图1),恰有一颗果子从果树上面自由落下,图2是其运动的轨迹。
则地面上的观察者看到的运动轨迹在图2中是(),车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是()。
(不计阻力)
7、在一个无风的天气里,当你骑车快速前行时会感到风迎面吹来,这时你所确定的风向(空气流动方向)是( )
A.选择了空气做参考系B.选择了你自己做参考系
C.选择路边的树木做参考系D.没有选择任何物体做参考系
8、指出以下描述的各运动的参考系。
A.太阳从东方升起,西方落下
B.月亮在云中穿行
C.行驶的车里的人是静止的
D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
9、撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目。
如图表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。
讨论并回答下列问题,体会质点模型的建立过程。
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时,能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判定其是否打破记录)时,能否将其看成质点?
10、为了确定平面上物体的位置,我们建立平面直角坐标系如图所示。
以O点为坐标原点,沿东西方向为x轴,向东为正;沿南北方向为y轴,向北为正。
图中A点的坐标如何表示?其含义是什么?。