高中物理第1章第1节 1.1质点、参考系和坐标系教案(新人教版必修1)
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质点、参考系和坐标系【教学目标】1.知识与技能(1)理解质点的概念,能明确物体在什么情况下可以看作质点。
(2)知道参考系的概念。
知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单。
(3)知道坐标系的概念,能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2.过程与方法(1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。
(2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种研究方法。
(3)通过数形结合的学习,认识数学工具杂物理学中的作用。
3.情感、态度和价值观(1)通过学生的观察、探究体验,使学生保持对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
(2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度。
(3)体验物理学研究问题的一种方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法,学会在研究问题总突出主要矛盾的哲学价值观。
【教学重难点】重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立。
教学策略:通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。
难点:理想化模型——质点的建立,及其相应的思想方法。
【教学方法】通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到认知的螺旋上升,攻克难点。
【设计思路】本节课以“创设情景,提出问题—观察思考,自主探索—讨论交流,总结归纳”为教学结构,采用“交流—互动”的探究模式进行教学。
充分开发和利用新课程资源,创设大量贴近学生实际生活的问题情景,激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望,产生思维的积极活动与共鸣。
同时,体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。
充分运用并发挥多媒体的教学功能,用音乐、图片、视频素材为学生提供一个更具趣味性和启发性的学习情境。
营造宽松、自主、合作的课堂氛围,帮助学生形成健康的人格。
除了让学生关注概念的静态结果,更关注学生对概念的主动建构,强调在问题中实现知识的意义建构。
【教学准备】(1)演示器材:乒乓拍、乒乓球。
1 质点参考系和坐标系[学习目标] 1.理解什么是质点,知道质点是一种理想化模型,初步体会物理模型在探索自然规律中的作用.2.能说出把物体看成质点的条件.(重点、难点)3.知道参考系,知道物体运动描述具有相对性.4.知道坐标系和坐标系的种类,会用一维坐标系定量计算物体位置的变化.(重点、难点)一、机械运动1.定义:物体的空间位置随时间的变化.2.运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的.(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.二、物体和质点1.定义:用来代替物体的有质量的点.2.将物体看成质点的条件:在研究物体的运动时,当物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点.3.质点是一种理想化模型,实际并不存在.三、参考系1.定义:在描述物体的运动时,被选定做参考、假定为不动的其他物体.2.选取原则:参考系可以任意选取,一般以地面为参考系.但在具体问题中,要考虑研究问题的方便性.3.参考系对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所不同.四、坐标系1.建立目的定量描述物体的位置及位置的变化.2.直线运动的描述建立直线坐标系,在直线上规定原点、正方向和单位长度.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)很小的物体一定能看成质点.(×)(2)做直线运动的物体一定能看成质点.(×)(3)自然界中没有绝对静止的物体.(√)(4)只能选择静止的物体作为参考系.(×)(5)描述直线运动,一般建立直线坐标系.(√)2.(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机.下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )A.调节飞机旋翼的转速B.调整飞机在空中的姿态C.观察飞机在空中的位置D.调整飞机上摄像机镜头的方向ABD[调节飞机旋翼的转速时,飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计,不能看作质点;调整飞机在空中的姿态,飞机部分运动不同,不可以将飞机看作质点;观察飞机在空中的位置,飞机的大小可以忽略;调整飞机上摄像机镜头的方向时,飞机的大小不能忽略.故选A、B、D.]3.公路上一辆卡车紧急刹车,由于惯性,卡车上的货物相对车厢向前滑行了x=15 mm,为了测出这个距离x,我们选择的最合理的参考系应该是( )A.树木B.行人C.卡车D.公路C[据题意,参考系是指为了研究问题的方便选来作为标准的物体.由于货物相对车厢向前滑行了15 mm,这是货物相对车厢的运动,为了测量出这个距离,选择最理想的参考系是卡车,这样方便测量,也是最合理的选择.]物体和质点1.质点的特点(1)质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是只有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别.(2)质点是一种“物理模型”.①物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一.②物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在.2.实际物体视为质点的常见情况【例1】如图所示,下列几种情况下的物体,哪些可将物体当作质点来处理( )甲乙丙丁A.甲:研究正在吊起货物的起重机的运动时B.乙:研究正在旋转的硬币的运动时C.丙:研究太空中宇宙飞船的位置时D.丁:研究门的运动时C[A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后,起重机、硬币、门的运动将无法研究,故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点.C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后,对于确定宇宙飞船的位置无影响,故C项中的宇宙飞船可以被当作质点.]假设法判断物体能否当作质点(1)确定问题的性质,即研究目的、观察的重点是什么.(2)假设物体的形状、大小被忽略,成了一个有质量的“点”.(3)思考所要研究的问题,所进行的观察是否受影响.若受影响,物体不能被当作质点;若不受影响,物体就能被当作质点.1.下列关于质点的说法正确的是( )A.质点是客观存在的一种物体,其体积比分子还小B.很长的火车一定不可以看作质点C.为正在参加吊环比赛的运动员打分时,裁判们可以把运动员看作质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点D[质点是一种理想化的物理模型,没有大小和形状,故A错误;一个物体能不能看作质点,关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略,研究火车从开往某某的时间,火车可以看成质点,故B错误;吊环比赛要考虑运动员的动作,故此时不能看作质点,故C错误;如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点,故D正确.]参考系1.选取参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选好参考系,只有选定参考系后,才能确定物体的位置、研究物体的运动.2.参考系的选取原则(1)参考系的选取是任意的,在实际问题中,参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则.(2)研究地面上物体的运动时,一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系,此时参考系可以省略不写.(3)要比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.3.参考系的四性【例2】为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利70周年,我国举行盛大的阅兵仪式,如图所示,空中编队排出“70”队形,飞过天安门观礼台上空,下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的思路点拨:①选择不同的参考系时,对物体运动的描述一般是不同的.②物体的运动具有相对性.C[飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行,而地面上的建筑物相对飞机向后运动.可见,地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系,飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系,A、B正确;由于飞机编队队形保持不变,所以以编队中某一飞机为参考系,其他飞机均是静止的,C错误,D正确.]判定参考系的两种方法(1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止的,静止的物体可能就是参考系.(2)假设法:假设以某物体为参考系,看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致.若一致,该物体可能就是参考系.2.(多选)在平直公路上,甲以10 m/s的速度运动,乙以5 m/s的速度运动,甲、乙从同一点出发,则( )A.同向运动时,甲观察到乙以5 m/s的速度远离B.同向运动时,乙观察到甲以5 m/s的速度靠近C.反向运动时,甲观察到乙以15 m/s的速度远离D.反向运动时,乙观察到甲以15 m/s的速度靠近AC[同向运动时,甲观察到乙时是以甲为参考系,此时乙以5 m/s的速度远离,故A正确;同向运动时,乙观察到甲时是以乙为参考系,此时甲以5 m/s的速度远离,故B不正确;反向运动时,甲观察到乙时是以甲为参考系,此时乙以15 m/s的速度远离,故C正确;反向运动时,乙观察到甲时是以乙为参考系,此时甲以15 m/s的速度远离,故D不正确.]坐标系(1)利用坐标可以定量描述物体的位置.(2)利用坐标差可以定量描述物体的位置变化.2.三种坐标系的比较直线坐标系平面坐标系空间坐标系适用运动物体沿直线运动时物体在某平面内做曲线运动时物体在空间内做曲线运动时建立方法在直线上规定原点、正方向和标度,就建立了直线坐标系在平面内画相互垂直的x轴与y轴,即可组成平面直角坐标系.物体的位置由一对坐标值确定在空间画三个相互垂直的x轴、y轴和z轴,即可组成三维坐标系.物体的位置由三个坐标值来确定应用实例M点位置坐标:x=2 m N点位置坐标:x=3 m,y=4 m P点位置坐标:x=3 m,y=4 m,z=2 m标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向.小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 mC.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m思路点拨:①4 m和1 m都是小球到地面的距离.②抛出点在坐标原点上方2 m处.③注意所选坐标轴的正方向及坐标的正负.B[根据题意建立如图所示的坐标系,A点为抛出点,坐标为-2 m,B点为坐标原点,D 点为地面,坐标为2 m,C点为接住点,坐标为1 m,所以选项B正确.](1)上例中,若选择抛出点为坐标原点,向下的方向为坐标轴的正方向,则抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是多少?(2)抛出点与接住点之间的距离是多少?此距离与坐标原点的位置有无关系?[提示](1)改变坐标原点后三点的位置坐标分别是0,4 m,3 m.(2)抛出点与接住点之间的距离为x=3 m-0=3 m.此距离与坐标原点的位置无关.坐标系的建立及坐标值的正负判断(1)建立何种坐标系由物体的运动特点确定,建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化.(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值,与正方向的规定和原点的位置有关.3.如图所示,某人从学校的门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?[解析]选取A点为坐标原点建立平面直角坐标系,以正东方向为x轴正向,以正北方向为y轴正向,则各点坐标分别为:A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100m).[答案]A(0,0),B(0,-50 m),C(100 m,-50 m),D(100 m,100 m)课堂小结知识脉络1.质点是一种“理想化模型”,物体能看成质点的条件:物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略.2.参考系的选择是任意的.3.坐标系可定量地描述物体的位置及位置的变化.1.物理学中引入“质点”概念,从科学方法说,是属于( )A.观察、实验的方法B.逻辑推理的方法C.类比的方法D.建立理想模型的方法D[“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的物理模型,所以从科学方法上来说属于理想物理模型,选项D正确,A、B、C错误.]2.南朝梁代僧人傅大士,是中国维摩禅祖师,他有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流.”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )A.水B.桥C.人D.河岸A[“桥流水不流”可以理解为桥在运动,水在静止.以水为参考系,桥相对于水的位置发生了变化,则桥是运动的,选项A正确;以桥为参考系,则桥是静止的,而水相对于桥的位置发生了变化,则水是运动的,选项B错误;以人为参考系,因为人在桥上走,人相对于桥的位置发生了变化,桥是运动的,而水相对于人的位置也发生了变化,所以水也是运动的,选项C错误;以河岸为参考系,河岸相对于桥的位置没有发生变化,桥是静止的,水相对于河岸的位置发生了变化,所以水是运动的,选项D错误.]3.如果操场上国旗平台离地面的高度是0.5 m,将坐标系的原点定在平台上,取旗杆所在直线向上方向为坐标轴的正方向,旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为10.9 m 和9.4 m,那么A、B两点的坐标分别是( )A.10.9 m,9.4 m B.11.4 m,9.9 mC.10.4 m,8.9 m D.10.9 m,-9.4 mC[A、B两点离平台的距离分别为10.9 m-0.5 m=10.4 m和9.4 m-0.5 m=8.9 m,以平台为坐标轴原点,向上方向为正方向,则A、B两点坐标值为10.4 m和8.9 m,选项C正确.]4.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如表:t/s01234 5x/m05-4-1-7 1(1)请在图中的x轴上标出质点在各时刻的位置.(2)哪个时刻离开坐标原点最远?有多远?[解析](1)以运动路径所在的直线为x轴,标出各时刻质点的位置坐标如图所示.(2)由图可知第4 s末质点离开坐标原点最远,有7 m.[答案](1)见解析图(2)4 s末7 m。
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。
质点一、三维目标1.知识与技能: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.过程与方法: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。
3.情感态度与价值观:热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。
二、重点、难点重点:质点概念的理解,难点:什么情况下可以把物体看成质点。
质点知道了物体运动的相对性之后,我们再来研究物体相对于参考系的运动情况。
还是看刚才的三幅图。
在地球绕太阳转动的图片中,地球在绕太阳公转,注意地球同时又在自转,所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化,可见要准确地描述物体的运动,并不是一件容易的事。
分析:当我们讨论地球的公转时怎么看待地球?有什么巧妙的方法。
地球是一个庞然大物,直径约为12800km,与太阳相距1.5×108km,也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。
学生:因此,研究地球公转时,由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小,可以忽略不计,也就是说可以忽略地球的大小,把它视为一个点。
忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时,能够忽略地球质量吗?〔质量是物体的固有属性〕刚才,同学们其实已经做了一件伟大的事,什么伟大的事呢,在研究某一问题时,对结果影响非常小的因素把它忽略掉,突出研究对象的主要方面,这是一种科学抽象,物理学中称之为物理模型。
例如,刚才研究地球公转时把地球本身的大小、形状忽略不计,突出地球具有质量,而把地球简化为一个有质量的点就是建立了物理模型,物理学中称这种不考虑物体的大小和形状,而突出物体具有质量的点,称为质点。
于是,对实际物体运动的描述就转化为对质点运动的描述。
那么,如果研究地球自转,考查地球上各点的运动,还可以把地球看作质点吗?为什么?不能,因为地球上各点的运动情况不一样。
又如,研究火车在沿平直轨道运动时,可以把火车看作质点吗?研究火车过桥呢?研究火车车轮上各点的运动情况呢?这些情况下能把火车看作质点吗?那么什么情况下可以把物体看作质点,质点又有哪些特征?1.一个物体能否被看作质点,取决于它的大小和形状在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
质点参考系和坐标系教学目标:(一)知识与技能1.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.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.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用.(二)过程与方法1.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.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.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中的概念.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的生活经验出发,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.3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.(三)情感态度与价值观1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性.培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神.2.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系.3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想.4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣.教学重点:1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.2.在研究具体问题时,如何选取参考系.3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系.教学难点:在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件.教学方法:类比法教学用具:录像资料、多媒体课件教学过程:(一)新课引入师:请同学们观看一段录像后思考问题(有关运动的话题).(放映录像)选择有关反映物体运动的画面播放给学生看(可搜集整理电视片《科技之光》和《动物世界》中的图像).如:雄鹰、小鸟在空中飞翔,飞机在天空中划过,行星、卫星在宇宙中运行,航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照,汽车在公路飞驰,轮船在海水中搏击海浪。
第一章第1节质点参考系和坐标系教学目标:1.知识与技能:(1)理解质点的概念.能明确物体在什么情况下可以看作质点.(2)知道参考系的概念.知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单.(3)知道坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化.2.过程与方法:(1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程(2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种研究方法(3)通过数形结合的学习,认识数学工具在物理学中的作用3.情感态度与价值观:(1)通过学生的观察、探究体验,使学生保持对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理(2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度(3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法,学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观学情分析:抽象能力差,难以将物体抽象出质点模型。
分析能力差,不会分析相关的问题。
重点难点重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立难点:理想化模型——质点的建立,及相应的思想方法教学过程引入新课(3-5分钟)播放几个运动的例子,给我们最强烈的感受是什么?“都在运动”古代著名科学家亚里士多德说:“不了解运动,就不了解自然。
”那么人类要想了解自然,就要从了解运动开始。
讲授新课(30-35分钟)(一)物体与质点1、在我们生活的周围,到处都可以看到运动。
播放各种运动的录像。
哪些物体是运动的哪些物体是静止的?学生回答。
师总结:运动的特点,是物体的位置发生了变化。
在物理学中,物体的空间位置随时间的变化是自然界中最基本,最简单的运动形态,称为机械运动,对机械运动我们很熟悉了。
播放幻灯片,直线运动的飞机。
要研究飞机的运动情况,用不用整个飞机上各点全部研究一遍?只取一个点代替飞机就行了。
播放幻灯片,一只大雁从抚远飞往南方,如果我想准确研究大雁离地面的高度,飞行的速度,困难和麻烦出现在哪?现在让大雁变小、再变小,如果变成了一个点后问题研究是否变简单了呢?提问:(1)要准确描述大雁身上各点的位置随时间的变化不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢?(2)如果我们研究它飞行时间,需要了解它各部分运动的区别吗?(3)为什么把活生生的一只大鸟看成一个点?(4)可以忽略质量吗?这个点能代替大雁的形状和大小吗?再举一例:火车从抚远开往哈尔滨用多长时间,用不用考虑火车的形状?没必要教师小结:这样,在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点。
质点参考系和坐标系教案教学设计质点模型是高中物理提出的第一个物理模型,也是最简单的模型,对质点概念的形成以及质点模型的建立过程,教学要求是初步的.由于运动的相对性,描述质点的运动时必须明确所选择的参考系,为了准确、定量地描述质点的运动,又要建立坐标系.质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,所以本教学设计是逐步展开的.本课程的教学设计要解决两个问题:一是通过在教学中创设多样的问题情景,引导学生讨论并总结质点的概念;二是合作探究引入参考系和坐标系的意义,以及如何建立合适的参考系和坐标系,然后介绍全球卫星定位系统,让学生了解信息,拓展视野.教学目标知识与技能1.知道质点的概念及条件.2.知道参考系的概念及作用.3.掌握坐标系的简单应用.过程与方法1.体验质点的条件及意义,初步掌握“科学抽象”这种研究方法.2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较.增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.情感态度与价值观1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然,关心科技发展,勇于探索的精神.2.通过分析不同参考系中的运动现象不同,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.教学重点1.质点概念的建立.2.明确参考系的概念及运动的关系.教学难点1.质点模型的条件判断.2.坐标系的建立.教学模式:情境展示、合作探究、分组讨论及多媒体等多种教学模式教学用具:PPT课件时间安排1课时教学流程设计一、新课引入“不了解运动就不了解自然----亚里士多德”作为高中物理的第一章,我们从《运动的描述》开始说起。
生活中存在着各种各样的运动(火车在行驶、乌龟在跑、鸟在飞翔、火箭飞向太空),这些运动都有着共同的特点,就是空间位置随着时间发生变化,这就是我们物理学中所说的机械运动,简称运动。
(学生在课本中找出相对应的概念)在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。
在今后的学习中我们会重点学习力学这一部分内容,而在这一章,我们研究怎样描述物体的运动。
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。
新高一人教版必修一物理第一节质点参考系和坐标系教案【学习目标】 1.明白建立质点模型的意义和要领,能根据具体环境将物体简化为质点。
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际环境选定参考系。
3.明白一维直线坐标系,掌握坐标系的简略应用。
【重点、难点剖析】学习重点:1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采取的抽象思维要领。
2.在研究具体标题时,怎样选取参考系。
3.怎样用数学上的坐标轴与实际的物理情形连合起来建立坐标系。
学习难点:在什么环境下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件。
先通读讲义,按要求预习导学案中自主学习部分,按指导要求完成合作探究。
一、阅读P9第一部分:物体与质点并完成下列标题。
1.雄鹰拍打着翅膀在空中飞翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。
详细描述物体的运动有什么困难? 困难出在哪里?任何物体都有一定的巨细和形状,物体各部分的运动环境一般来说并不一样。
2.描述物体运动,我们需要明白物体各部分运动的区别吗?可以将标题简化吗?为什么?一个物体的巨细和形状能否忽略由标题的性质决定。
若物体的巨细和形状对所研究的标题没有影响或影响很小,则可以忽略物体的巨细和形状。
3.什么是质点?总结物体可以看成质点的条件是什么?质点是一种为了研究方便而引入的理想模型,是一种科学抽象。
质点是对实际物体的类似,在实际生活中是不存在的。
从上面的标题可以看出:一个物体能否看成质点,取决于它的形状和巨细在所研究的标题中是否可以忽略不计。
自主学习若物体的巨细和形状对所研究的标题没有影响或影响很小,则可以忽略物体的巨细和形状,将其看成质点。
二、阅读P10第二部分:参考系并完成下列标题。
1.什么是参考系?要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,查看物体相敷衍这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化。
这种用来做参考的物体称为参考系。
2.看课本中的图1.1—4,选择不同参考系来查看联合物体运动,终于怎样?选择不同的参考系来查看联合物体的运动,其终于会有所不同。
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,
共评:质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点,这是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,这就必须是具体问题具体分析,如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看作质点,比如在平直公路上运动的汽车,研究它运动的特点,汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的,可把汽车看作质点,而研究车轮的转动,是研究汽车上部分的运动,就不能把汽车看作质点,再比如原子核很小,要是研究质子与质子的作用时,就不能把它看作质点,
2、(1)参考系:为了描述一个物体的运动,选来作为标准的物体,叫参考系,
(2)选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同
举例:描述同一个运动,选择不同参考系,观察结果也不一样,
举例:运动的汽车,是选择地面为参考系,如选司机为标准,汽车是静止的……(3)总结:参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可能简单,比如,研究地面上物体的运动,选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单,
3、坐标系
如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置变化,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系,
一般来说,为了定量地描述物体的位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系
教学中注意以下几点:
(1)坐标系相对参考系是静止的,
(2)坐标的三要素:原点、正方向、标度单位、
(3)用坐标表示质点的位置,
(4)用坐标的变化描述质点的位置改变,
(四)反思总结,当堂检测,
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测,
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正,(课堂实录)(五)发导学案、布置预习,
我们已经学习了质点参考系和坐标,那么,在下一节课我们一起来学习时间和位移,这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析矢量和标量的有什么区别?如何得出恰当的结论的,并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业,
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高,教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练,
六、课堂小结
本节课通过学生熟知的实例分析,让学生很自然地领会到“在某些情况下,真的可以不考虑物体的大小和形状”,“突出物体具有质量这一要素,把它简化为一个有质量的点”,这充分说明了将物体简化成质点的条件性,质点的两大基本属性,
为了强调坐标的概念,教科书用数学和物理学中通用的符号,即在直线运动中用x表示质点的位置,极坐标,用△x=x1-x2表示质点的位移,在表示物理量的变化时,“△”实际上是我们以前都在使用的符号,学生不会感到困难,相反,由于有了明确表示物理量的变化量的符号,学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量,
明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开,这是本书的特点,物理学中经常要区分这两种物理量,有意识地强调它们的区别,对于以后的学习会有好处,下一节中,时刻与时间间隔的关系也是这样,。