人教版高中物理必修第一册《1-质点-参考系》优秀教学教案教学设计.docx

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第1节质点参考系

一、教学目标

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。

4.领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。

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。

5.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。

二、教学重点及难点

重点:

质点概念的理解、参考系的选取。

难点:

理想化模型——质点的建立,及其相应的思想方法。

三、教学用具

多媒体课件等。

四、教学过程

【课堂引入】“凌云戏月游银河,转瞬翔天过天空”——这是诗人对航天工程的形象描述。

世界万物都在运动,对于不同物体的运动,不同人有不同的描述,刚才我们就阐述了诗人的描述。

同样,画家画笔也可以来描述物体的运动。

那么,科学家怎么描述物体的运动呢?

著名物理学家海森伯曾经说过:

“为了理解现象,首要条件就是引入适当的概念。

只有借助于正确的概念,我们才能真正知道观察到了什么。

”

【新知讲解】

（一）物体与质点

大家都看过鸽子在空中飞翔的景象,提问,并请同学们思考、讨论后回答:

1．要准确描述鸽子身上各点位置随时间的变化不是件容易事,困难和麻烦出在哪里呢?

指出:

主要由于它的身体在向前运动的同时,它的翅膀还在上下运动,也就是鸟儿有一定的大小和形状,各部分的运动情况不一样。

2．如果我们研究它从北京到上海,需要了解它各部分运动的区别吗?

3．如何才能较准确地描述它的运动呢?

因此,有些时候为了便于分析,常常把物体简化为一个点。

当我们一个物体从哪里移动到了哪里时,就不必太在意它的形状,把它看成一个点来描述它的运动就容易了。

下面我们来分析一些具体的实例,看看什么样的问题可以把物体看成一个点,什么样的问题不能把物体看成一个点。

例如:

飞机以某速度从南京飞向北京,需要考虑飞机本身的大小吗?

研究火车在城市之间运行,需要考虑火车的震动吗?

研究汽车从北京到成都的平均速度时能否把汽车看作一个点?

如果研究这辆汽车车轮的转动呢,能不能把汽车看作一个点?

再如:

神舟十一号发射时,科学家在研究它在太空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点,（为什么这么讲?

神舟十一号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。

）

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。

物理学中,把用来代替物体的有质量的点叫质点。

信息反馈:

在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学方法,质点就是这种物理模型。

【提问】

（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢?

（2）研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为质点呢?

（3）一列沿京沪铁路运动的火车,若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个质点?

（4）研究火车通过南京长江大桥的运动时,能否把它简化为一个质点呢?

通过以上问题请同学们进一步讨论:

（1）物体是否在所有的情况下都能看作质点?

（2）物体看作质点的条件是什么?

（3）物理中的“质点”与几何学中的点有什么相同和不同的地方?

（4）大的物体能不能看成质点?

小的物体都能看成质点吗?

引导学生讨论交流、归纳总结:

（1）同一物体能否看作质点,要依据问题的具体情况决定。

（2）物体看作质点的条件是:

物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时。

（3）质点与几何中的点:

相同点是都无大小和形状,不同点是质点有质量,几何学中的点无质量。

（4）物体能否看成质点,与物体本身的大小无关。

大的物体,也可以看成质点;小的物体在某些时候却不能看成质点。

（二）参考系

提问:

我们应该都听过这首歌“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走……”作者为什么会有“竹排江中游”“青山两岸走”这样两种不同的感觉?

“竹排江中游”是因为选两岸的青山作为参考系,“青山两岸走”是选竹排作为参考系｡

为描述物体的运动,需要另外选取一个物体作为标准,否则无法判断｡这个作为标准的物体叫做参考系｡

小结:

物体的运动和静止是相对的。

我们来看图,说明所选择的参考系｡

答:

如果选择列车作为参考系的话,车上的小孩是静止的;如果选择车外的树木作为参考系的话,车上的小孩就是运动的｡

以飞机上的人作为参考系,跳伞运动是竖直下落的;以地面上的人作为参考系,跳伞运动员是曲线下落的｡有良种不同的结果是因为参考系的选取不一样｡

3．对于参考系的选取是任意的,但怎样选择比较好呢?

在黑板上画出地月系、太阳系运行的模拟图,请同学们仔细观察思考研究月球的运动选什么参考系比较好?

由此你得出的结论如何?

学生观察思考后回答:

以地球为参考系比较好,因为此时研究月球的运动比较简单。

而以太阳为参考系研究月球的运动比较复杂。

因此我们认为:

参考系的选择应以对运动的描述越简单越好。

小结:

参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。

要注意的是,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。

五、课堂小结

这节课我们学习了质点、参考系的概念,它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念。

要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个物理模型,最简单的是质点模型。

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。

六、板书设计

质点参考系

一、质点

1．定义:

用来代替物体的有质量的点叫质点。

2．实物简化为质点的条件:

物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。

3．理想模型:

抓住主要特征,忽略次要因素。

二、参考系

1．选来作为标准的另外的物体叫做参考系。

2．选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同。

3．选择的原则:

观测方便和使运动的描述尽可能简单。