人教版高中物理必修一1.1質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系 教學(xué)設(shè)計

高中物理新課標(biāo)教學(xué)設(shè)計1.1質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系【學(xué)習(xí)者分析】 本人所在學(xué)校屬于省級示范學(xué)校，學(xué)生在初中就已經(jīng)進行了很長時間的探究體驗，因此他們有探究的基礎(chǔ)，優(yōu)點是思維活躍，善于觀察、總結(jié)、提出并回答問題，不過還存在“眼高手低”的問題及實驗器材問題。 新課程改革打破了以前的應(yīng)試教育模式，教育教學(xué)過程中師生地位平等，充分貫徹以學(xué)生為本，堅持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位。 本節(jié)課是一節(jié)科學(xué)探究課，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是現(xiàn)象，是問題，積極引導(dǎo)學(xué)生探究。探究式教學(xué)重視的是探究的過程和方法而不是結(jié)論，探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床，過于重視結(jié)果可能會導(dǎo)致喪失探究熱情，扼殺學(xué)生探究的欲望。【教材分析】教學(xué)設(shè)計選自人教版新課標(biāo)高中物理教材第一章第一節(jié)質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系，要描述物體的運動，首先要對實際物體建立一個最簡單的物理模型質(zhì)點模型。由于運動的相對性，描述質(zhì)點運動時必須明確所選擇的參考系。為了準(zhǔn)確的、定量的描述質(zhì)點的運動，還要建立坐標(biāo)系。質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系是描述物體運動的基礎(chǔ)知識，教材中逐步展開這些內(nèi)容，最后介紹全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。本節(jié)介紹質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系，不僅是這一章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識，也是以后力學(xué)各章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識。這些基礎(chǔ)知識在實踐中有廣泛的、重要的應(yīng)用?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識與技能：（1）理解質(zhì)點的概念，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法.（2）理解參考系的選取在物理中的作用，會根據(jù)實際情況選定參考系.（3）會用坐標(biāo)系描述物體的位置和位置的變化.2.過程與方法：（1）體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，讓學(xué)生將生活實際與物理概念相聯(lián)系，通過幾個具體的例子讓學(xué)生自主討論，在討論與交流中，自主升華為物理概念；（2）通過參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法，讓學(xué)生從熟悉的常見現(xiàn)象和已有經(jīng)驗出發(fā)，體驗不同參考系中運動的相對性，提示參考系在確定物體運動時客觀存在的必要性和合理性，促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲取知識的能力3.情感態(tài)度與價值觀：熱愛自然，關(guān)心科技，正確方法，科學(xué)態(tài)度. 【重點難點】（1）理解質(zhì)點的概念；（2）從參考系中明確地抽象出了坐標(biāo)系的概念.【設(shè)計思想】學(xué)生在日常生活中接觸到相應(yīng)的質(zhì)點、參考系的知識，本節(jié)主要采取理論與實際相結(jié)合的思路，引領(lǐng)學(xué)生正確認(rèn)識章節(jié)知識。因此，本章節(jié)主要采取舉例方式，讓學(xué)生認(rèn)識到物理與生活緊密的聯(lián)系?！窘虒W(xué)環(huán)節(jié)】一課題的引入教師活動學(xué)生活動（利用多媒體播放一段反映物體運動的視頻，雄鷹在空中翱翔，足球在綠茵場上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬里”）。請同學(xué)們思考回答：這些場景中哪些物體是在運動的？在物理學(xué)中，什么叫做機械運動？舉例說明。2對學(xué)生的舉例分析給予評價，并根據(jù)學(xué)生的回答進一步總結(jié)機械運動的概念。3指導(dǎo)學(xué)生分析視頻資料，指出：宇宙中的一切物體都在不停地運動，運動是宇宙間永恒的主題，也是日常生活中常見的現(xiàn)象，詩人可以用“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，來描繪氣勢磅礴的瀑布，畫家也可以用美麗的畫筆描繪出動感十足的情景，那么，我們怎樣描繪物體的機械運動呢？即怎樣地描述物體上各點的位置及其隨時間的變化呢？1學(xué)生嘗試回憶九年級學(xué)過的運動的描述，舉例說明什么叫做機械運動？如:老師走下講臺（老師對講桌位置改變），汽車駛過學(xué)校（汽車對學(xué)校位置改變）等。2回答：物理學(xué)上把一個物體對另一個物體相對位置變化運動稱之為機械運動。3聽講，理解什么是位置變化，進一步體會機械運動，做記錄。（二）物體和質(zhì)點教師活動學(xué)生活動1研究物體的運動，首先要確定物體的位置。物體都具有大小和形狀，在運動中物體的各點的位置變化一般說來是不同的，所以要詳細描述物體的位置及其變化，并不是一件簡單的事情。（多媒體展示三幅圖），在地球繞太陽轉(zhuǎn)動的圖片中，地球在繞太陽公轉(zhuǎn)，注意地球同時又在自轉(zhuǎn)，所以地球的各部分離太陽的遠近在不斷變化。2分析：地球是一個龐然大物，直徑約為12800km，與太陽相距15108km，也就是說地球直徑約是它與太陽距離的萬分之一。當(dāng)我們討論地球的公轉(zhuǎn)時怎么看待地球？有什么巧妙的方法？3指導(dǎo)學(xué)生討論。在學(xué)生討論過程中，引導(dǎo)學(xué)生想到我們在處理這些問題時，采用科學(xué)抽象的方法，即不考慮物體各部分的差異，把物體簡化成為沒有大小、形狀的點，或者說用一個有質(zhì)量的點來代替物體。4可見，引入質(zhì)點是為了使物體的位置有一個確切的概念，使物體的復(fù)雜運動轉(zhuǎn)化成點的運動。5總結(jié)得出質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。即沒有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的一個點，質(zhì)點具有物體的全部質(zhì)量。質(zhì)點是人們?yōu)榱耸箤嶋H問題簡化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，盡可能把復(fù)雜問題簡單化，是物理學(xué)上經(jīng)常用到的一種研究問題的方法科學(xué)抽象。6進一步說明：物理學(xué)對實際問題的簡化，必須從實際出發(fā)，撇開不考慮的（只能是與當(dāng)前考察無關(guān)的因素），和對當(dāng)前考察影響很小的次要因素。1學(xué)生分小組討論得出：研究地球公轉(zhuǎn)時，由于地球的大小而引起的地球各個部分的差異很小，可以忽略不計，也就是說可以忽略地球的大小，把它視為一個點。 忽略地球的大小和形狀把地球看作一個點時，能夠忽略地球質(zhì)量嗎？聽講，記錄，認(rèn)真體會，理解引入質(zhì)點的意義。3討論是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點？地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動的車輪能否被看作質(zhì)點？物理中的“質(zhì)點”和幾何中的點有什么相同和不同之處？師生共同討論得出：關(guān)于質(zhì)點簡化的條件一個物體能否抽象成質(zhì)點，并不是取決于物體的形狀和體積大小，這要看具體情況而定。平動的物體一般可以看作質(zhì)點做平動的物體，由于物體上各點的運動情況相同，可以用一個點代表整個物體的運動，在這種情況下，物體的大小、形狀就無關(guān)緊要了，可以把整個物體當(dāng)質(zhì)點。例如：平直公路上行駛的汽車，車身上各部分的運動情況相同，當(dāng)我們把汽車作為一個整體來研究它的運動的時候，就可以把汽車當(dāng)作質(zhì)點。當(dāng)然，假如我們需要研究汽車輪胎的運動，由于輪胎上各部分運動情況不相同，那就不能把它看作質(zhì)點了。要注意的是：同一物體在不同情況下有時可看質(zhì)點，有時不可以看作質(zhì)點，一列火車從北京開到上海，研究火車的運行的時間，可將火車看成質(zhì)點，而火車過橋時，計算火車過橋的時間，不可以將火車看成質(zhì)點。有轉(zhuǎn)動但轉(zhuǎn)動為次要因素例如：研究地球公轉(zhuǎn)時，可把地球看作質(zhì)點；研究地球自轉(zhuǎn)時，不能把地球看作質(zhì)點。物體的形狀、大小可忽略再如：乒乓球旋轉(zhuǎn)對球的運動的較大的影響，運動員在發(fā)球、擊球時都要考慮，就不能把乒乓球簡單看作質(zhì)點。（三）參考系教師活動學(xué)生活動1坐在教室里的同學(xué)看到其他同學(xué)都是靜止的，卻不知道他們都在繞著太陽在高速運動著，這里面蘊含了什么問題呢？2讓學(xué)生觀察圖11-3和11-4，閱讀圖右文字，回答以下問題。得出什么結(jié)論？就圖11-4能否提出一些問題？（例如為什么跳傘者總是在飛機的正下方）小結(jié)參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動的物體。一個物體一旦被選為參考系，就認(rèn)為它是靜止的。在選定參考系后要假定自己站在參照物中去觀察物體的運動，即“參考系上長著觀察者的眼睛”。比較兩個物體的運動時必須選擇同一參照系，比較才有意義。在運動學(xué)中，參考系的選取是任意的，但在實際選擇參考系時應(yīng)以運動的描述盡可能簡單為原則。在沒有特別說明時，通常以地面為參考系。例如，描述地面上物體的運動時，通常選地面或相對于地面而靜止不動的其他物體作為參考系。1思考課本P12圖11-3，11-4。并思考觀察結(jié)果為什么不同？2認(rèn)真聽老師的分析講解。3練習(xí)課本P13 練習(xí)2。4討論小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走；月亮在蓮花般的云朵里穿行；坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。在上述三例中，各個物體的運動分別是以什么物體為參考系的。（四）坐標(biāo)系教師活動學(xué)生活動（創(chuàng)設(shè)實例：多媒體播放視頻劉翔的110m欄。）1提出問題：怎樣定量（準(zhǔn)確）人描述車或劉翔所在的位置？2提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運動特點（直線）、運動方向、各點之間的距離等因素。3總結(jié)：為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。坐標(biāo)系是在參考系的基礎(chǔ)上抽象出來的概念，是抽象化的參考系。為了定量地描述物體的位置及位置的變化需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，如果物體在一維空間運動，即沿一條直線運動，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達物體的位置；如果物體在二維空間運動，即在同一平面運動，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運動時，則需要建立三維坐標(biāo)系。一維坐標(biāo)：描述物體在一條直線上運動，即物體做一維運動時，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。如圖1-1-1所示，若某一物體運動到A點，此時它的位置坐標(biāo)XA3m，若它運動到B點，則此時它的坐標(biāo)XB-2m（“-”表示沿X軸負(fù)方向）。圖111二維坐標(biāo)：平面直角坐標(biāo)，描述物體在一平面內(nèi)運動，即二維運動時，需采用兩個坐標(biāo)確定它的位置。三維坐標(biāo)：立體坐標(biāo)系，描述物體在空間的運動。4進一步強調(diào)要注意以下幾點：坐標(biāo)系相對參考系是靜止的。坐標(biāo)的三要素：原點、正方向、標(biāo)度單位。用坐標(biāo)表示質(zhì)點的位置。用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點的位置改變。思考。討論：如果物體在平面上運動（例如滑冰運動員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？3小結(jié):可以建立一個直角坐標(biāo)系，此時可以用（x，y）表示物體的位置。4學(xué)生閱讀教材“科學(xué)漫步”欄目思考書中提出的問題。三課堂小結(jié)及課外研究性課題布置教師活動學(xué)生活動出示課堂練習(xí)；引導(dǎo)組織學(xué)生回顧本節(jié)知識；組織各小組成員在相互合作的基礎(chǔ)上，進行小結(jié)；教師對該堂課的內(nèi)容進行總結(jié)和對學(xué)生的總結(jié)給予肯定和評價。按照要求完成課堂練習(xí)；根據(jù)老師提供的信息回顧本節(jié)知識；在相互合作交流的基礎(chǔ)上做好書面總結(jié)；聽老師總結(jié)，補充修改自己的書面總結(jié)。四、作業(yè)1觀察與思考：日常生活中哪些地方可以將物體視為質(zhì)點；2常見的坐標(biāo)系有哪些?！景鍟O(shè)計】11 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系 1質(zhì)點 (1)機械運動：一個物體對另一個物體相對位置變化運動稱之為機械運動。 (2)質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。即沒有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的一個點，質(zhì)點具有物體的全部質(zhì)量。 (3)質(zhì)點簡化的條件性平動的物體一般可以看作質(zhì)點；有轉(zhuǎn)動但轉(zhuǎn)動為次要因素；物體的形狀、大小可忽略。 2參考系 (1)被選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體就叫做參考系； (2)同一個物體選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能會有所不同； (3)比較兩個物體的運動時必須選擇同一參照系； (4)參考系的選取是任意的。 3坐標(biāo)系 (1)一維坐標(biāo)； (2)二維坐標(biāo)； (3)三維坐標(biāo)； 4.要注意以下幾點： (1)坐標(biāo)系相對參考系是靜止的； (2)坐標(biāo)的三要素：原點、正方向、標(biāo)度單位； (3)用坐標(biāo)表示質(zhì)點的位置； (4)用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點的位置改變?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課通過學(xué)生熟知的實例分析，讓學(xué)生很自然地領(lǐng)會到“在某些情況下，真的可以不考慮物體的大小和形狀”，“突出物體具有質(zhì)量這一要素，把它簡化為一個有質(zhì)量的點”。這充分說明了將物體簡化成質(zhì)點的條件性，質(zhì)點的兩大基本屬性。為