1.1质点 参考系 空间 时间学案
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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 参考系 空间 时间➢ 教学目标1.知识与技能⑴了解机械运动、质点、参考系的概念⑵了解时间间隔与时刻的区别和联系⑶掌握时刻中秒初与秒末的差异2.过程与方法⑴通过对初中物理机械运动和参照物的复习,建立参考系的概念⑵通过对质点的学习,了解理想化方法以及理想模型⑶通过对时间间隔与时刻的辨别,初步学会分辨秒初与秒末3.情感态度与价值观通过对物体能否被看作质点的条件,培养学生建立具体问题具体分析的辩证唯物主义哲学思想。
教学重点:1.质点的概念2.时间间隔与时刻的区别与联系、教学难点:秒初与秒末的区别➢ 课时安排1课时➢ 教学过程✧ 导入师:同学们,现在我们开始学习高中物理的力学知识。
在开始学习力学知识之前,我们n n n n n n需要了解力学中几个基本概念。
力学可以分为两部分:只是对物体运动的描述,而不究其运动的原因的部分,我们把它叫做运动学(教材第一章),它解决的是是什么的问题;对物体运动的原因以及相关规律的研究,我们把它叫做动力学(教材第三章),它解决的是为什么的问题。
这一节课,我们来了解运动学中的几个基本的概念。
新课开讲1.机械运动初中阶段我们已经学习了机械运动的概念,它是指物体的位置随时间的变化的运动。
它是自然界中最简单、最基本的运动形式。
在初中阶段学习机械运动的时候还学习了运动的绝对性和静止的相对性的物理学规律。
我们说运动是绝对的,静止是相对的。
那么为了描述一个物体的运动状态,我们还学习了参照物的概念。
2.参考系初中阶段我们说为了描述一个物体的运动状况,我们需要选择一个物体与它做参照,这个被选的物体就叫做参照物,现在我们把它叫做参考系。
参考系的选取需要遵循以下的原则:a.参考系是被假定不动的物体b.研究对象不能被选作参考系c.参考系的选择是任意的,运动和静止的物体都可以选作参考系d.通常把地面或固定在地面上不动的物体选作参考系讨论:“刻舟求剑”这个故事家喻户晓。
这个故事不但有讽刺意义,而且还包含了一定的物理知识。
高中物理必修一学案 北川中学高2014级备课组北川中学唐高平 1 第一章 运动的描述1.1 质点、参考系 空间 时间一、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、【课前认真阅读教材,完成同步辅导与调研中的自主学习、互动探究】三、【自主学习】(课堂上展开讨论)1、请看书讨论用实例分析简述什么是机械运动。
2、请你按照自己的理解说一说运动和静止的关系。
3、请用自己的语言简述为什么教材要引入质点这样的理想模型?为什么说是理想模型?4、请你用你自己的语言描述教材所分析的关于质点的实例,并总结出什么叫质点的概念。
5、请认真观察图1-1-1的两张图并分析p3上面的讨论交流,并根据自己的理解再举例说明可以看成和不可以看成质点的实例。
6、讨论:1)。
是不是只有很小的物体才能看作质点?2).地球的自转和转动的车轮能否被看作质点?3).物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处?7、请总结在什么条件下可以把物体当作质点来处理?8、请分析p3下面的讨论交流,得到了什么样的结论?要简洁、方便的描述一个物体的运动就引入了参考系的概念,你怎么理解参考系?参考系怎么选择?9、一架飞机上掉下一个物体(不计一切阻力),请用你能够想到的参考系描述物体的运动。
10、讨论1)小小竹排江中游,巍巍青山两岸走2).月亮在莲花般的云朵里穿行3).坐地日行八万里,巡天遥看一千河在上述三例中,各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。
11、认真体会教材理解时刻和时间的概念,体会他们的区别与联系,注意与空间的对应关系,理解:第4s 末、第5s 初;4s 内、第4s 内;第2s 至第4s 内;最后4秒等。
12、讨论同步辅导互动探究中的部分问题四、课堂训练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。
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。
质点参考系空间时间一、教学目标知识:了解空间和时间是描述物体运动的基本要素。
全面理解质点、参考系的概念。
灵活选择参考系,正确判断物体能否看成质点。
准确理解时间间隔与时刻的区别和联系并能在时间轴上表示时间间隔和时刻。
在建立质点模型这一过程中,培养学生建模的物理思想。
情感:让学生更加关注运动现象,体会运动和静止的相对性并且能够运用所学知识来简化研究对象,突出其主要因素而忽略次要因素,培养学生建立理想模型的思维方法。
二、教学内容A、质点的实质及将物体看成质点的几种情况:质点是一种理想化模型,无形状和大小而具有物体全部质量的点。
物体自身的形状与大小对所研究的问题影响可以忽略时。
B、参考系的概念及其选取:描述一个物体的运动情况时,选定某个其他物体作参考,这个被选中的物体叫参考系(类似初中的参照物)。
参考系的选取是任意的,选择不同的参考系判断物体的运动情况可能是不同的,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。
C、时间间隔与时刻的区别和联系:时间间隔是过程,时刻是某个瞬间。
时间轴上用一段线段表示一段时间间隔,一个点表示一个时刻。
D、空间位置的描述:建立坐标系E、机械运动的定义:一个物体相对于另一个物体位置的改变称为机械运动。
三、教学重、难点重点:A、质点模型的建立B、运动的相对性C、时间间隔与时刻的区别难点:A、判断一个物体能否看成质点B、在不同参考系中描述物体的运动四、教学材料1.教学举例导入材料:坐火车去天津,到达时刻指的是火车头到达的时刻还是火车尾到达的时刻;向前行驶的汽车上的人甲与路边的树,甲看树往后运动,树是静止的;如何描述物体的位置揭示材料:研究地球的公转、自转;日心说,地心说强化材料:分析能将物体看成质点条件;判断不同参考系下物体的运动情况;在时间轴上表示出时间间隔和时刻延伸材料:研究火箭发射升空后的空中位置、离地高度、飞行速度、运动轨道等问题时,能否将其看作质点;直升机进行救援任务时,分别以飞机驾驶员、救生员、和平台上的其他人员为参考系时受援者的运动情况检测材料:研究卫星发射,火箭点火到星箭分离过程能否将其看成质点。
1.1.质点参考系空间时间成都市新都区升庵中学林从富教学设计思路:本节内容是第一章的起始课,也是整个高中物理的起始课.学生对高中物理有着很大的期待,同时也带有很强的畏难心理.希望通过本章的教学可以实现在传授知识和技能的同时,带领学生顺利进入高中物理的学习,克服对物理的畏难心理,尽快掌握高中物理的学习方法,享受学习物理的过程.机械运动、参考系、质点、时间、空间等基本概念是学习本单元及以后内容的基础,也是整个力学的基础,质点模型的建立对学习和理解科学方法有进一步引领作用.机械运动、参考系、时间、空间这几个概念,学生在初中学过,通过创设情境,使学生回忆、体会这几个概念的含义,在此基础上对这几个概念进行补充、完善和区别.学生在复习和应用中完成以上几个概念的学习,应该感到难度不大.质点这个概念的引入,体现了物理模型思想.学生第一次接触物理模型,要使学生理解这种思维方式而不只是记住这个概念本身.从三个方面处理质点这个问题:一、为什么要把一个物体简化为质点?二、什么情况下可以把一个物体简化为一个质点?三、把物体简化成质点后对物体的研究与真实情况是否一致?通过以上处理,在真实的物理情境中,教师提出问题,学生思考问题并解决问题,可以使学生一开始就体验到物理学习与生活实际是紧密相关的,课堂上学到的东西是用来解决实际问题的,物理学习是有学科特色的.学习任务分析:本节是第一章第一节,机械运动、参考系、质点、时间、空间等基本概念是后续学习的基础.对这几个概念的理解是否清楚,直接影响到对物体运动的描述的学习.机械运动的概念,学生在初中已经学过,可以在复习的基础上进行补充和完善,使其对机械运动的分类有个粗略的了解,这对参考系和质点的理解都有帮助.学生对参考系有着比较深的认识.在复习中唤起学生的回忆,在情境中进一步体会如何选择参考系、选择参考系后如何描述物体的运动.时间的概念学生很熟悉,但时间与时刻的区别,学生并不清楚.这里需要帮助学生分清时间与时刻的概念.质点这个概念的引入,体现了物理模型思想.学生第一次接触物理模型,要让学生理解这种思想方法而不只是记住这个概念本身.从三个层次处理这个问题:1. 为什么要把一个物体简化为质点?2. 什么情况下可以把一个物体简化成一个质点? 3. 把物体间化成质点后对物体的研究与真实情况是否一致?教学重点:机械运动,参考系,质点,物理模型,时间,时刻教学难点:了解建立质点模型所采用的抽象思维方式.学习者分析:学生在初中学过机械运动、参照物、空间和时间,对这些概念都有不同程度的认识,但是对时间与时刻的区别不清楚,而对时间与时刻的区分对后面的学习又是十分重要的.因此需要帮助学生区分这两个联系密切的概念.质点的概念是学生没有接触过的,把一个物体抽象为质点的方法是高中经常要用到的物理思想方法之一,学生对此并不熟悉.这里要创设情境,帮助学生认识和理解什么是质点,什么情况下物体可以看成质点,为什么要把物体看成质点,以及看成质点后的研究结果和真实情况的一致性.教学目标:一、知识与技能1.理解质点的概念,知道在什么情况下可以把物体看成质点.2.认识到运动和静止是相对的,理解参考系概念,会正确选择参考系.3.了解空间和时间是描述物体运动的基本要素.会表示时间、时刻.二、过程与方法1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,了解物理学的这一重要研究方法.学生在学习建立质点概念的过程中,体会建立物理模型的必要性,并从中感悟物理学的一些研究方法和思想.2.学生在对参考系的辨析过程中理解运动的绝对性和运动描述的相对性.3.学生在对时间、时刻的辨析过程中,学会用科学的语言描述时间和时刻.三、情感态度与价值观1.认识到运动是宇宙中的普遍现象,体会运动和静止的相对性的哲学思想.2.体验抓住主要因素、忽略次要因素的辩证唯物主义方法.3.领略自然界的奇妙,热爱自然,勇于探索.教学准备:视频1:汽车驶过;视频2:太阳系课件;视频3:“地心说”课件;大钟表、火车时刻表图片.教学过程:一、机械运动和参考系课件展示:一辆汽车急速驶过问题:你看到了哪些物体?哪些物体是运动的?哪些物体是静止的?请你对运动的物体进行描述.学生讨论……小结,提出机械运动和参考系概念.(一)机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变请你举一个机械运动的实例.请你举一个不是机械运动的实例.机械运动的分类1.按运动形式分:平动和转动平动特点:(1)物体上所有点的运动情况是一样的.(研究清楚其上一点的运动情况就可以知道整个物体的运动情况,所以常常可以把这样运动的物体当成一个点来处理.)(2)做平动的物体运动轨迹不一定是直线.转动特点:做转动的物体上的各点都绕轴做圆周运动.任何复杂运动都可以看成是平动和转动这两种运动合成的.2.按运动轨迹分:直线运动和曲线运动3.按速度分:匀速运动和变速运动(二)参考系为了确定一个物体的位置和描述它的运动,要选择另外的物体作为标准,这个被选做参考标准的物体叫做参照物,也称为参考系.请你举例说明一个运动,并指出参考系是什么.同一个物体的运动,选取的参考系不同,对运动的描述也不同.例:(1)研究太阳系的运动以太阳为参考系——日心说播放视频以地球为参考系——地心说播放视频(2)研究升降机内人的运动以地面为参考系——人是运动的以升降机为参考系——人是静止的.(3)在火车上将水倒入杯子火车上的乘客看——向下的直线运动,地面看——曲线运动物体的运动是确定的,对物体运动的描述可以是不同的.问题:哪些物体可以作为参考系,哪些物体不可以作为参考系呢?习惯以地面为参考系,有时为了方便,也会选运动的物体做参考系.例:人以 2m/s的速度从长200米的火车的头走到火车的尾,需要多长时间?(火车静止未动)t=s/v=200/2=100s人再从车尾以相同的速度走回车头需要多长时间呢?类比思考:逆水而行的船行至某一桥头之下时,一人不小心被刮掉了帽子.一分钟后发现,掉头去追,若船速不变,多长时间后才能追上帽子?二、质点问题:我坐火车去天津,时刻表里这样写着——12:05北京站发车,12:55到达天津南站.谁能帮我分析一下——这个12:55指的是火车头到达的时刻还是火车尾到达的时刻呢?学生讨论.1.定义:如果物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略不计,则把它简化为一个有质量的点,称为质点.请你举例说明生活中我们在什么情况下是把一个物体当成质点看待的.(1)两朋友打电话时,有一方说:“我现在在家呢.”(2)我们说某运动员跳高成绩是2.15m,你第一感觉是什么?(3)一列火车离开站台,你是想到它的头部离开了还是尾部离开了?通过一些实例,使学生理解在研究实际问题时,往往是抓住主要因素,忽略次要因素,这是一种研究物理问题的方法.比如,在地球绕太阳的公转中,地球中任意一点相对于太阳的位移、速度和加速度都略有差别,但地球半径远小于地球与太阳间的距离,上述差别可以忽略不计,仍可视公转为质点运动.但在研究物体的转动例如地球的自转中,地球上各点的位移、速度和加速度的方向及大小差别悬殊,完全不能忽略,此时地球就不能视为质点.使学生在实际问题中体会出“忽略”是同类物理量比较的结果,不是人为地去掉某个因素.2.什么情况下可以把物体看成质点?根据学生所举的实例分析得出:1)平动的物体(各点运动情况一样)用质心代替;2)物体的尺寸远远小于所要研究的距离,各点速度、位移和加速度的差别可以忽略时;3.同一个物体,在研究不同问题时,有时可以看成质点,有时不可以看成质点.不存在一个物体永远可以看成质点,也不存在一个物体永远不能看成质点.例:地球公转——质点自转——不能看成质点研究物体下滑过程中速度变化时——质点研究物体何时翻转时——不能看成质点请你举例说明能够看成质点的物体;请你举例说明不能看成质点的物体.我们所说的质点概念的准确内容是:没有形状、大小,而具有物体全部质量的点.但严格意义上的有质量的点实际上是不存在的,它是一种科学抽象,是对实际物体的近似,是一个理想化的模型.科学抽象是指抓住主要因素,忽略次要因素,要对具体问题具体分析,这种研究方法在我们今后的研究中还会经常用到.三、空间、时间、时刻早上 7 点我从家出发,用了 35分钟从家走到了学校,走进办公室抬头一看,刚好是7点35分.问题:以上叙述中有三次提到时间,你能否辨别一下这三个时间的说法有什么不同?问题:谁能举例说明时间和时刻的区别?展示大挂钟,请学生指出时刻和时间.问题:如何用坐标轴表示出时间、时刻?请你说明集合时间 3 点10分的含义.请你说出下周前三天的含义.请你说出最后一秒的含义.时刻:指的是某一瞬时.在时间轴上用一个点来表示.时间:是指物体在某处存在或变动过程的长短.即两时刻间的间隔,在时间轴上用一段长度来表示.问题:你学过的物理量中哪些是和时刻对应的?哪些是和时间对应的?(1)讨论辨别生活中“时间”的不同含义.(2)画出时间轴,辨别点与线的含义.问题:哪些工具可以测量时间?秒表,滴漏,打点计时器,频闪照相仪.在前边的叙述中提到“我从家到了学校”,这是我的活动范围.其中涉及了一个概念——空间.四、指导阅读资料:空间与时间的关系教学流程:学习效果评价:(略.请根据实际情况设计,注意可操作性)教学反思:本节课在进行教学设计之前与初中老师进行了充分的交流沟通,比较准确地了解到学生在初中的知识水平,在此基础上进行了教学设计.在教学中发现学生的差异远远超过了我的预期.比如,在匀速行驶的火车(或汽车)中向杯内倒水,在火车或汽车上看到水是竖直向下流入杯中的.这件事居然有为数不少的学生没有注意过,而且对别的同学所说的这个现象很怀疑.引导学生有意识地对日常生活中的一些现象进行观察,并引导他们用所学知识试着进行解释,对学生学习物理将有很大的帮助。
1.1 质点参考系空间时间一、教学目标:ﻩ(一)知识与能力目标1.认识质点是一个抽象的物理模型,通过了解在什么情况下物体才可以看成质点,从而了解物理模型的特点,并通过质点模型的建立初步体会物理模型在研究过程中的作用。
2.了解参考系的选取对物体运动的重要作用,了解时间、时刻和空间与物体运动的关系。
3.认识到正确选择物理模型和恰当的选择参考系是科学的研究方法。
(2)过程与方法1、通过举例讲解,让学生明白,在选择参考系时,应选择使研究问题简单的参考系。
2、通过老师讲解,师生互动,让学生体会在研究物体运动时,在怎样的条件可以把物体看做质点来处理,初步掌握科学的研究方法。
(3)情感态度价值观1、渗透抓住主要因素,忽约次要因素的哲学思想。
2、渗透具体问题具体分析的辨证唯物主义思想。
要用发展的眼光看问题,不要用静止的眼光看问题,事物是发展变化的。
二、教学重点:1.学生会判断物体什么时候能够看成质点。
2.能从描述中判断时间时刻,能在时间轴在标出时间时刻。
三、教学难点:1.理解什么时候物体能够忽略大小和形状2.能从描述中判断时间时刻四、教学用具:五、教学课时:1课时六、教学过程:(一)机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变。
运动形式:机械运动、分子运动(热运动)、电磁运动(电磁波的运动)、原子运动、抛体运动机械运动(性质):(1)平动、转动、振动(2)直线运动、曲线运动、匀速运动、变速运动;匀速直线、匀速曲线;变速直线、变速曲线。
宇宙间的一切物体,大到天体,小到微观粒子都处于永恒的运动之中。
运动是绝对的,静止是相对的。
(二)质点问:在高速公路上行驶的汽车,车身在平动的同时,车轮在转动,那我们该如何描述汽车的运动?能不能简化呢?T:先回忆从小学到初中,同学们求过哪些有关运动的问题?S:求速度,路程,时间T:同学们在求这些问题时有没有考虑车轮的转动?S:没有T:在求汽车从甲地行驶到乙地的时间,速度,路程时,我们没有考虑车轮的转动,而是把车子看成一个整体,也就是看成一个点,一个有质量的点。
1.1质点参考系空间时间大家都有这样的体验:坐在行驶的汽车里,假如你不向窗外看,你会认为自己是静止的,但如果你向窗外一看,看到的却是另一种景象,路旁的树木房屋飞速离你而倒退,同一个人为什么观察到的情形完全不一样呢?学习目标:1. 理解质点的概念,知道它是一种科学抽象,知道实际物体在什么条件下可看作质点,知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。
2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。
学习过程:一、课前准备机械运动:叫做机械运动,简称运动。
注意:运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。
运动是绝对的,静止是相对的。
二、新知探究探究1:我们研究汽车从北京行驶到上海所需要的时间时,汽车的长度需要考虑吗?如果是过一座约10米长的桥呢?提升1:从北京行驶到上海的距离比车长大许多许多,车长完全可以忽略不计了。
但过一座约10米长的桥时,车长就不得不考虑了。
新知1:在研究一个物体的运动时,如果被研究物体的形状、大小在所讨论的问题中可以忽略,就可把整个物体简化为一个有质量的点,这个用来代替物体的所有质量的点称为质点。
理解:①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。
②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。
同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
③质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型,质点是对实际物体的近似处理探究2:阅读本节“讨论交流”回答下列问题:一个物体能不能看成质点,是____________(“有条件的、无条件的”),是由而定。
新知2:物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。
例题1:下列情况中的运动物体,不能被看成质点的是()A.研究绕地球飞行时航天飞机的轨道;B.研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况C.计算从北京开往上海的一列火车的运行时间;D.计算在传送带上输送的工件数量解析:绕地球飞行时航天飞机的是完全可以忽略的,故可以看成质点;研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动,那就不可以了。
你如果把螺旋浆看成质点,哪怎么研究它的转动呢?计算从北京开往上海的一列火车的运行时间,火车的形状,大小是没有必要考虑的;计算在传送带上输送的工件数量时,工件的形状,大小也是完全可以忽略的。
故正确选项为B. 试试2:下列情况中的物体,哪些情况可将物体当做质点来处理()A.放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推它,木箱可绕下面箱角转动B.放在地面上的木箱,在其箱高的中点用水平力推它,木箱在地面上滑动C.研究月球绕地球转动 D. 研究钟表的时针转动的情况试试2参考答案:A ,D探究3: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。
这是为什么呢?提升3: 同一个物体以不同的物体为标准,其运动情况是不一样的。
新知3:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。
一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。
理解:A:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。
在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的。
B:选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会有不同。
例题3:关于参考系的选取,下列说法正确的是()A.参考系必须选取静止不动的物体;B.参考系必须是和地面联系在一起的C.在空中运动的物体不能作为参考系; D.任何物体都可以作为参考系解析:参考系的选取是任意的,故A B C错误。
只有D选项正确。
试试3甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体是()A.一定是静止的。
B.一定是运动的。
C.有可能是静止的或运动的 D.无法判断。
试试3参考答案:B探究3:生活中常听到这一类的词汇:几点钟开会,几点上课,几点发车……会议长达2个小时,一堂课45分钟等。
他们有什么不同吗?提升3:几点钟开会,几时上课,几点发车等强调的是一个时间点。
而会议长达2个小时一堂课45分钟等,这则是从一个时间点开始到另一个时间点结束的时间间隔。
如果把时刻、时间在数轴上表示出来,那含义就一目了然:新知3:时刻是指某一瞬间;在时间轴上表示为某一点。
时间是两个时刻之间的间隔,在时间轴上表示为两点间线段的长度。
理解 :(1)时刻与物体在运动过程中的某一位置相对应而时间与物体在运动过程中的路程相对应。
(2)时间的单位为时(h)、分(min)、秒(s)SI制中单位为秒(s)。
(3)记时器:手表、钟、实验室里的打点记时器、古人记时用的沙漏等。
例题3:阅读本节“讨论交流”,并在下图中标出回答下列问题:时刻对应的是___________(“过程”、“状态”),时间对应的是____________(“过程”、“状态”)。
解析:时刻在时间轴上是一个点,故它对应的应该是状态;时间在时间轴上是一个线段,故它对应的是过程。
试试3:关于时间和时刻,下列说法正确的是()A、时刻表示时间极短,时间表示时间较长B、描述物体位置时应对应时刻,描述物体位置的变化对应时间C、作息时间表上的数字均表示时刻D、1分只能分成60个时刻试试3参考答案:B 、C三、典型例题例一:甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶,甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动,乙车内的旅客发现甲车没有运动.如果以地面为参考系,上述事实表明A.甲车向西运动,乙车不动B.乙车向西运动,甲车不动C.甲车向西运动,乙车向东运动D.甲、乙两车以相等的速度都向西运动解析:从“乙车内的旅客发现甲车没有运动”这一条件容易判断,甲、乙两车的运动快慢是相等的,方向也是相同的;又从“甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动”这一条件可以判断,甲车向西运动.故甲、乙两车以相等的速度都向西运动,选项D正确.题后小结:此题关键是要读懂题意,弄明白题目暗指的参考系对象和物体间相互运动与此参考系的相对运动关系。
例二:下列各物体中。
可当做“质点”的有 ( )A.做花样滑冰的运动员B.远洋航行的巨轮C.环绕地球的人造卫星D.转动着的砂轮解析:如果物体的大小、形状在所研究的现象中属次要因素,可忽略不计,该物体就能看做质点.花样滑冰运动员,有着不可忽略的旋转等动作,身体各部分运动况不完全相同,所以不能看做“质点”.同理砂轮也不能当做“质点”.远洋巨轮、人造卫星运行的距离比它们本身大小大的多,其体积可以忽略,可视为质点,所以B、C正确.题后小结:此题单纯考察:物体是否能被看着质点的条件。
属于较易题。
例三:关于时刻和时间,下列说法正确的是A.时刻表示时间短,时间表示时间长B.时刻对应位置,时间对应位移C.作息时间表上的数字表示时刻D.1min只能分成60个时刻解析:时刻在时间轴上对应的是一个点,是没有长短的;时间在时间轴上对应的是一个线段,是不讲长短的。
故正确选项为:B、C。
题后小结:此题考察学生是否掌握时刻和时间的区别和联系,以及我们生活中时间、时刻与物理课本中的异同。
此题是学生较易出错的一类题目。
四:课堂提升1、质点:用来代替物体有质量的点注意:质点是理想模型,实际不存在2、把物体看作质点的条件:物体的大小和形状对所研究的问题完全可以忽略不计。
3、参考系:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体注意:(1)以研究物体本身为参考系时,所有的物体都是静止的(2)同一物体,选取不同的参考系,物体的运动情况不同(3)参考系选择以方便为原则,在没有特别指明时,通常是以地面为参考系。
4、时刻和时间间隔:在时间轴上,时刻为一点,时间间隔为一段。
知识拓展“理想模型”的建立在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。
第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。
把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。
在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。
例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计。
在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。
在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”。
在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。
第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合。
这是自然科学中,经常采用的一种研究方法。
例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了。
第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见。
例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。
但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。
由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。
如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度。
后来,实践果然证实了这个预言。
人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。
总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。
而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们。
四、课时练习1.在下列运动中,研究对象可当作质点的有A.远洋航行的巨轮B.做花样滑冰的运动员C.绕地球运动的人造地球卫星D.转动中的砂轮E.从斜面上滑下的物体F.火车从车站开出通过站口的时间解析:做花样滑冰的运动员,有旋转动作,身体各部分运动情况不尽相同,不能把其视为质点;砂轮在转动时,砂轮各部分的转动情况与砂轮的大小和形状有关,不能把砂轮看作质点;在火车的速度相同时,火车的大小(长度)不同时,火车通过站口的时间是不同的,不能把火车看成质点.远航的巨轮,运动中的人造卫星本身大小和形状与其轨道相比很小,可看作质点;从斜面滑下的物体,其各部分运动的情况都相同,可看作质点.故正确选项为ACE.2.甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶,甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动,乙车内的旅客发现甲车没有运动.如果以地面为参考系,上述事实表明A.甲车向西运动,乙车不动B.乙车向西运动,甲车不动C.甲车向西运动,乙车向东运动D.甲、乙两车以相等的速度都向西运动解析:从“乙车内的旅客发现甲车没有运动”这一条件容易判断,甲、乙两车的运动快慢是相等的,方向也是相同的;又从“甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动”这一条件可以判断,甲车向西运动.故甲、乙两车以相等的速度都向西运动,故选项D正确.3.甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中B.甲、乙匀速下降。