高中物理必修1《1．1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系》觀摩課教學(xué)設(shè)計(jì)

第 1 頁 共 8 頁 高中物理必修高中物理必修 1 11 1 1 1 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)參考系和坐標(biāo) 系系 觀摩課教學(xué)設(shè)計(jì)觀摩課教學(xué)設(shè)計(jì) 公開課資料 教學(xué)目標(biāo) 1 理解質(zhì)點(diǎn)的概念 2 知道參考系的概念及與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 3 能正確的分析和建立參考系 教學(xué)重點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)的概念 參考系的選取 坐標(biāo)系的建立 教學(xué)難點(diǎn) 實(shí)際物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的條件 教學(xué)過程 第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系 坐標(biāo)系 一 主要內(nèi)容 1 機(jī)械運(yùn)動(dòng) 1 定義 物體相對(duì)于其他物體的位置變化 叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng) 2 運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和靜止的相對(duì)性 宇宙中的 一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng) 無論是巨大的天體 還是 微小的原子 分子 都處在永恒的運(yùn)動(dòng)之中 運(yùn)動(dòng)是 絕對(duì)的 靜止是相對(duì)的 2 物體和質(zhì)點(diǎn) 第 2 頁 共 8 頁 1 定義 用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn) 第一 質(zhì)點(diǎn)是用來代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn) 因 而其突出特點(diǎn)是 具有質(zhì)量 和 占有位置 但沒 有大小 它的質(zhì)量就是它所代替的物體的質(zhì)量 第 二 質(zhì)點(diǎn)沒有體積 因而質(zhì)點(diǎn)是不可能轉(zhuǎn)動(dòng)的 任何轉(zhuǎn)動(dòng)的物體在研究其自轉(zhuǎn)時(shí)都不可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn) 第 三 質(zhì)點(diǎn)不一定是很小的物體 很大的物體也可 簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn) 同一個(gè)物體有時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn) 有時(shí)又 不能看作質(zhì)點(diǎn) 要具體問題具體分析 2 物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件 如果在研究的 問題中 物體的形狀 大小及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差 異是次要或不起作用的因素 就可以把物體看做一個(gè) 質(zhì)點(diǎn) 3 突出主要因素 忽略次要因素 將實(shí)際問 題簡(jiǎn)化為物理模型 是研究物理學(xué)問題的基本思維方 法之一 這種思維方法叫理想化方法 質(zhì)點(diǎn)就是利用 這種思維方法建立的一個(gè)理想化物理模型 二 問題與討論 1 能否把物體看作質(zhì)點(diǎn) 與物體的大小 形 狀有關(guān)嗎 無關(guān) 第 3 頁 共 8 頁 2 研究一輛汽車在平直公路上的運(yùn)動(dòng) 能否 把汽車看作質(zhì)點(diǎn) 可以 要研究這輛汽車車輪的轉(zhuǎn) 動(dòng)情況 能否把汽車看作質(zhì)點(diǎn) 不能 3 原子核很小 可以把原子核看作質(zhì)點(diǎn)嗎 作為整體研究時(shí)才可以 例 1 下列情況中的物體 哪些可以看成質(zhì)點(diǎn) ACD A 研究繞地球飛行時(shí)的航天飛機(jī) B 研究汽車后輪上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況的車輪 C 研究從北京開往上海的一列火車 D 研究在水平推力作用下沿水平地面運(yùn)動(dòng)的木 箱 課堂訓(xùn)練 1 下述情況中的物體 可視為質(zhì)點(diǎn)的是 ACD A 研究小孩沿滑梯下滑 B 研究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 C 研究手榴彈被拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡 D 研究人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 2 下列各種情況中 可以把研究對(duì)象看作質(zhì) 點(diǎn)的是 CD A 研究小木塊的翻倒過程 第 4 頁 共 8 頁 B 研究從橋上通過的一列隊(duì)伍 C 研究在水平推力作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)的木箱 D 汽車后輪 在研究牽引力的時(shí) 3 參考系 1 定義 宇宙中的一切物體都處在永恒的運(yùn) 動(dòng)之中 在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 必須選擇另外的 一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn) 這個(gè)被選來作為標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做 參考系 一個(gè)物體一旦被選做參考系就必須認(rèn)為它是 靜止的 2 選擇不同的參考系來觀察同一個(gè)物體的運(yùn) 動(dòng) 得到的結(jié)果可能是不同的 例 2 人坐在運(yùn)動(dòng)的火車中 以窗外樹木為參考 系 人是運(yùn)動(dòng)的 以車廂為參考系 人是靜止的 3 參考系的選擇 描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 參考系可以任意選取 選取參考系時(shí)要考慮研究問題 的方便 使之對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能的簡(jiǎn)單 在不說明 參考系的情況下 通常應(yīng)認(rèn)為是以地面為參考系的 4 絕對(duì)參考系和相對(duì)參考系 看書 例 3 對(duì)于參考系 下列說法正確的是 CD A 參考系必須選擇地面 B 研究物體的運(yùn)動(dòng) 參考系選擇任意物體其運(yùn) 動(dòng)情況是一樣的 第 5 頁 共 8 頁 C 選擇不同的參考系 物體的運(yùn)動(dòng)情況可能不 同 D 研究物體的運(yùn)動(dòng) 必須選定參考系 課堂訓(xùn)練 1 甲物體以乙物體為參考系是靜止的 甲物 體以丙物體為參考系是運(yùn)動(dòng)的 那么以乙物體為參考 系 丙是 B A 一定是靜止的 B 一定是運(yùn)動(dòng)的 C 有可能是靜止的或運(yùn)動(dòng)的 D 無法判斷 2 關(guān)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)和參照物 以下說法正確的 有 A A 研究和描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 必須選定參 照物 B 由于運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的 描述運(yùn)動(dòng)時(shí) 無需選定 參照物 C 一定要選固定不動(dòng)的物體為參照物 D 研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 必須選地球?yàn)閰?照物 4 坐標(biāo)系 1 坐標(biāo)系的建立 如果物體做直線運(yùn)動(dòng) 為 第 6 頁 共 8 頁 了定量的描述物體的位置變化 可以以這條直線為 X 軸 在直線上規(guī)定原點(diǎn) 正方向和單位長(zhǎng)度 建立直 線坐標(biāo)系 5 科學(xué)漫步 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 閱讀材料 理想模型及其在科學(xué)研究中的作用 在自然科學(xué)的研究中 理想模型 的建立 具 有十分重要的意義 第一 引入 理想模型 的概念 可以使問題的 處理大為簡(jiǎn)化而又不會(huì)發(fā)生大的偏差 把現(xiàn)實(shí)世界中 有許多實(shí)際的事物與這種 理想模型 十分接近 在 一定的場(chǎng)合 一定的條件下 作為一種近似 可以把 實(shí)際事物當(dāng)作 理想模型 來處理 即可以將 理想 模型 的研究結(jié)果直接地應(yīng)用于實(shí)際事物 例如 在 研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)的時(shí)候 由于地球與太陽 的平均距離 約為 14960 萬公里 比地球的半徑 約為 6370 公里 大得多 地球上各點(diǎn)相對(duì)于太陽的運(yùn)動(dòng)可 以看做是相同的 即地球的形狀 大小可以忽略不計(jì) 在這種場(chǎng)合 就可以直接把地球當(dāng)作一個(gè) 質(zhì)點(diǎn) 來 處理 在研究炮彈的飛行時(shí) 作為第一級(jí)近似 可以 忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)性能 把炮彈看成一個(gè) 質(zhì)點(diǎn) 作為第 二級(jí)近似 可以忽略其彈性性能 把炮彈看成一個(gè) 第 7 頁 共 8 頁 剛體 在研究一般的真實(shí)氣體時(shí) 在通常的溫度 和壓強(qiáng)范圍內(nèi) 可以把它近似地當(dāng)作 理想氣體 從而直接地運(yùn)用 理想氣體 的狀態(tài)方程來處理 第二 對(duì)于復(fù)雜的對(duì)象和過程 可以先研究其理 想模型 然后 將理想模型的研究結(jié)果加以種種的修 正 使之與實(shí)際的對(duì)象相符合 這是自然科學(xué)中 經(jīng) 常采用的一種研究方法 例如 理想氣體 的狀態(tài) 方程 與實(shí)際的氣體并不符合 但經(jīng)過適當(dāng)修正后的 范德瓦爾斯方程 就能夠與實(shí)際氣體較好地符合了 第三 由于在 理想模型 的抽象過程中 舍去 了大量的具體材料 突出了事物的主要特性 這就更 便于發(fā)揮邏輯思維的力量 從而使得 理想模型 的 研究結(jié)果能夠超越現(xiàn)有的條件 指示研究的方向 形 成科學(xué)的預(yù)見 例如 在固體物理的理論研究中 常 常以沒有 缺陷 的 理想晶體 作為研究對(duì)象 但 應(yīng)用量子力學(xué)對(duì)這種 理想晶體 進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果 表明其強(qiáng)度竟比普通金屬材料的強(qiáng)度大一千倍 由此 人們想到 既然 理想晶體 的強(qiáng)度應(yīng)比實(shí)際晶體的 強(qiáng)度大一千倍 那就說明常用金屬材料的強(qiáng)度之所以 減弱 就是因?yàn)椴牧现杏性S多 缺陷 的緣故 如果 能設(shè)法減少這種 缺陷 就可能大大提高金屬材料 的強(qiáng)度 后來 實(shí)踐果然證實(shí)了這個(gè)預(yù)言 人們沿著 第 8 頁 共 8 頁 這一思路