1、質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系

1、章 運(yùn)動(dòng)的描述1、質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系新課標(biāo)要求一）知識(shí)與技能 1、知道質(zhì)點(diǎn)的概念及條件。2、知道參考系概念及作用。3、掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用。1、體驗(yàn)質(zhì)點(diǎn)的條件及意義，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。2、體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)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(shí)的能力。3、體會(huì)用坐標(biāo)方法，描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較。增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并力求解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)自然、 關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神。2、不同的參考系中現(xiàn)象不同，幫助學(xué)生建立辨證唯物主

2、義的世界觀。教學(xué)重點(diǎn) 理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象思維方法。教學(xué)難點(diǎn) 將一個(gè)實(shí)際的物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件。教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)過(guò)程本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、學(xué)習(xí)并理解運(yùn)動(dòng)的概念，知道參照物、參考系等概念。2、學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)概念，了解質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，學(xué)會(huì)判斷什么情況下物體能理想化成質(zhì)點(diǎn)。一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)師：今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)最基本的物理概念：運(yùn)動(dòng)。說(shuō)到運(yùn)動(dòng)，很多同學(xué)肯定會(huì)想，運(yùn)動(dòng)我們都知道，日常生活中太常見(jiàn)了，有必要專門學(xué)習(xí)嗎？。好，既然大家都認(rèn)為自己很了解運(yùn)動(dòng)， 那下面我先來(lái)問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題： 我們所處的這間 教室是靜止還是運(yùn)動(dòng)的？生：我們所

3、在的教室是靜止的。師：好！那我想問(wèn)一問(wèn)大家：我們所在的地球是不是在轉(zhuǎn)動(dòng)呢？生：是。師：好！那么既然它在轉(zhuǎn)動(dòng)，在它上面的房屋是不是也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)呢？從這樣一個(gè)角度來(lái)看房屋不就是運(yùn)動(dòng)的嗎？生：是的？師：那房屋究竟是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的呢？師：再舉一例，大家坐過(guò)汽車，你坐在汽車?yán)?，你們想一想，路邊的人?huì)說(shuō)你是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的？（運(yùn)動(dòng)的）那你再問(wèn)問(wèn)你旁邊的乘客“我動(dòng)了嗎？”， 他肯定會(huì)說(shuō)你沒(méi)有動(dòng)啊，你一直坐在我的旁邊??！師：大家現(xiàn)在來(lái)想一想，本來(lái)我們都認(rèn)為自己已經(jīng)了解了什么是運(yùn)動(dòng)，為什么現(xiàn)在連一個(gè)物體是否在運(yùn)動(dòng)都搞不清了呢？有哪位同學(xué)能告訴我為什么會(huì)出 現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？生：好像是我們?cè)谘芯恳粋€(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)選擇

4、了不同的參照物就得出了不同的結(jié)論。師：很好，其實(shí)大家的潛意識(shí)里都知道要研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)必須選擇一個(gè)參照物，選擇不同的參照物會(huì)得出不同的結(jié)論， 只是沒(méi)有把它上升到理論的角度， 現(xiàn)在我們用精確的語(yǔ)言從理論高度對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定義 定義：機(jī)械運(yùn)動(dòng)： 一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體空間位置隨時(shí)間的變化叫做機(jī)械 運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。分類：1、平動(dòng)：也稱平移，運(yùn)動(dòng)物體上任意兩點(diǎn)所連成的直線，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平行，這種運(yùn)動(dòng)叫做“平動(dòng)”。在同一時(shí)刻，平動(dòng)物體上各 點(diǎn)的速度和加速度均一樣2、轉(zhuǎn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)物體上，除轉(zhuǎn)動(dòng)軸上各點(diǎn)外，其它各點(diǎn)都沿同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸做圓周運(yùn)動(dòng)，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心的同心圓。參考系： 我們研究

5、物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)所選擇的參照物又叫做參考系。生活中的錯(cuò)覺(jué)： 1、坐在列車上盯著站臺(tái)上的另一列車，有時(shí)我們會(huì)以為自 己坐的列車啟動(dòng)了， 而其實(shí)是我們所看的那列車啟動(dòng)了， 為什么會(huì)這樣呢？由于 列車是否啟動(dòng)是以地面為參考系的，由于坐在列車中的我們只能看到對(duì)面的列 車，而不能看到地面或相對(duì)于地面靜止的物體， 無(wú)法以地面為參考系來(lái)判斷列車 是否啟動(dòng)，只能以自己乘坐的火車和對(duì)面的火車為參考系，無(wú)論哪列火車啟動(dòng)， 以對(duì)面的列車為參考系都會(huì)認(rèn)為自己的火車啟動(dòng)， 以自己為參考系就會(huì)認(rèn)為對(duì)面 的列車啟動(dòng)了； 2、趴在橋上看水流有時(shí)會(huì)覺(jué)得橋在走而不是水在流 課堂練習(xí)：例 1 、一個(gè)人圍操場(chǎng)走了一圈，你說(shuō)它發(fā)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)

6、了嗎？飛行員為什么能抓住子彈？答：有；它們相對(duì)靜止。例 2、仔細(xì)分析下面各種運(yùn)動(dòng)的參考系1、太陽(yáng)從東方升起，西方落下。2、月亮在云中穿行。3、車窗外樹木向后倒退。4、“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”“坐地日行八萬(wàn)里”5、看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)。”例 3 、飛機(jī)上丟炸彈，若以地面為參考系，炸彈是如何運(yùn)動(dòng)的？若以飛機(jī)為參考系，炸彈是如何運(yùn)動(dòng)的？例 4 、甲乙丙三架觀光纜車，甲中乘客看到一高樓在向下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲乙都在向上運(yùn)動(dòng)， 則甲乙丙相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)情況是（ BCD）A、甲向上，乙向下，丙不動(dòng)B、甲向上，乙向上，丙不動(dòng)C、甲向上，乙向上，丙向下D、甲乙丙都

7、向上，只不過(guò)丙比甲乙都慢總結(jié)理解： 1、運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，沒(méi)有絕對(duì)靜止的物體，因?yàn)闆](méi)有哪個(gè)物體相 對(duì)于所有的物體都是靜止的。 2、運(yùn)動(dòng)只涉及兩個(gè)物體，一個(gè)是被研究的物體， 一個(gè)是參照物，與其它物體無(wú)關(guān)。 3、參考系可以任意選取，以使問(wèn)題簡(jiǎn)單方便 為原則。如無(wú)特殊說(shuō)明，選擇地面或相對(duì)地面不動(dòng)的物體作參考系。情境 ：A 在教學(xué)樓前從東向西走， A 相對(duì)于教學(xué)樓如何運(yùn)動(dòng)？教學(xué)樓相對(duì)于 A如何運(yùn)動(dòng)？ （ A相對(duì)于教學(xué)樓向西運(yùn)動(dòng)，教學(xué)樓相對(duì)于 A向東運(yùn)動(dòng)） 在這個(gè)例子里，人和教學(xué)樓之間的相對(duì)位置發(fā)生了變化， 當(dāng)選A為參考系時(shí)，教 學(xué)樓向東運(yùn)動(dòng)，仔細(xì)體會(huì)這個(gè)結(jié)論，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一層意思：當(dāng)我們選擇一個(gè) 物體為

8、參考系時(shí)，總是假定這個(gè)參考系是不動(dòng)的，認(rèn)為物體間相對(duì)位置的變化是 由于被研究物體的運(yùn)動(dòng)所致。如選 A為參考系時(shí)，假定A是不動(dòng)的，A與教學(xué)樓 之間相對(duì)位置的變化是由于教學(xué)樓向東運(yùn)動(dòng)所致的。補(bǔ)充：1參考系是假定不動(dòng)的二、坐標(biāo)系物理研究中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坐標(biāo)系（坐標(biāo)系相對(duì)于參考系是靜止的）。 加油站4一維100m4100m100mD4如上圖我們?nèi)绾谓ㄒ粋€(gè)數(shù)學(xué)坐標(biāo)系來(lái)定量表示 ABC三個(gè)位置，A在收費(fèi)站的西 邊100米，B在收費(fèi)站東100米，C在收費(fèi)站東面200米。如何建立坐標(biāo)系: 1、（作實(shí)物圖的簡(jiǎn)化圖）作一直線沿 ABC所在的直線方向，據(jù)物體實(shí)際位置關(guān) 系在

9、直線上用點(diǎn)把它們標(biāo)出。加油站2、確定正方向（任意，此處以正東為正方向）。加油站3、取原點(diǎn)（任意），并指出原點(diǎn)所代表的參照物。加油站4、標(biāo)出位置坐標(biāo)。A (-100), B (+100), C (+200)加油站-100O100200領(lǐng)悟：坐標(biāo)的正負(fù)表示物體是在原點(diǎn)正方向的一側(cè)還是負(fù)方向的一側(cè)，坐標(biāo) 值的大小表示物體到原點(diǎn)的距離。（位置坐標(biāo)用 X表示）注意：原點(diǎn)的選擇是任意的，一般情況下以參照物為原點(diǎn)，但沒(méi)有要求一定以參照物為原點(diǎn)。變式1：若以B為原點(diǎn)，坐標(biāo)值應(yīng)該是多少呢?對(duì)于選擇不同的原點(diǎn)，物體的坐標(biāo)值將會(huì)不一樣，但物體的位置關(guān)系是確定的。例5、一深4米的井中用水桶提水，出井口后再往上提了1米

10、，選井口處為 原點(diǎn)，水桶豎直向上提升的路線為x軸，向上為正方向，則水桶在水面時(shí)的位置 坐標(biāo)為-4m,最后水桶的位置坐標(biāo)是皿。如果選水面為坐標(biāo)原點(diǎn)，那么水桶 在水面時(shí)的位置坐標(biāo)為0m，最后水桶的位置坐標(biāo)為5m 0二維和三維必要的時(shí)候我們還會(huì)用到二維坐標(biāo)系和三維坐標(biāo)系。（舉例：作校園平面圖找自己方位）三、質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)實(shí)世界中，物體的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的，就算是同一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體上，各 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況也往往是不一樣的，如展翅高飛的雄鷹的身體和翅膀的運(yùn)動(dòng)是不一 樣的；列車車身和車輪的運(yùn)動(dòng)是不一樣的。影響物體運(yùn)動(dòng)的因素通常也十分復(fù)雜, 要研究一個(gè)運(yùn)動(dòng)涉及的所有方向往往很難甚至不可能，為了尋找問(wèn)題的突破口, 物理學(xué)中

11、通常用建立物理模型的方法，抓住問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，從 而將問(wèn)題簡(jiǎn)化。就拿一輛正在行駛的汽車來(lái)說(shuō)，車身的運(yùn)動(dòng)與輪子的運(yùn)動(dòng)是不一樣，同時(shí)汽 車內(nèi)部的軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)等都在以不同的形式在運(yùn)動(dòng)，我們不可能把這些所有的運(yùn) 動(dòng)都進(jìn)行研究。所以我們?cè)谘芯繂?wèn)題的過(guò)程中具體問(wèn)題具體分析。、求10m長(zhǎng)，以10m/s勻速的汽車完全通過(guò)20m長(zhǎng)的橋所需要的時(shí)間。解：t =10 +20 =1 +2 =3s10(2)、如果要完全通過(guò)10000m長(zhǎng)的橋呢?解：t =10 十10000 =1 +1000 =1001s10比較1、2兩題：1中汽車長(zhǎng)度所占的時(shí)間為1s，占了總時(shí)間的1/3，占的 比例很大，計(jì)算時(shí)不能忽略汽車

12、的長(zhǎng)度。而2中，汽車長(zhǎng)度所占的時(shí)間為1/1001， 所占的比例很小，可以完全忽略，所以我們?cè)谟?jì)算 1時(shí)，不能忽略汽車長(zhǎng)度，但 不需要考慮汽車輪子的運(yùn)動(dòng)；2中計(jì)算時(shí)完全可以忽略汽車的長(zhǎng)度和輪子的運(yùn) 動(dòng)，因?yàn)樗鼈儗?duì)我們所研究2這個(gè)問(wèn)題影響不大，這時(shí)我們可以把2問(wèn)題中的汽 車看成一個(gè)點(diǎn)。(舉例：你有1000元錢讓你捐一元錢沒(méi)什么感覺(jué)，如果你總共 10元，同樣讓你捐1元你就心疼了，是吧？ 量10米多量1厘米與量3厘米多 量1厘米；你跑步一個(gè)人從后面拉住你，這個(gè)拉力不可以忽略，如果一輛大型拖 拉機(jī)在開動(dòng)，你從后面拖住，這個(gè)力對(duì)于拖拉機(jī)來(lái)說(shuō)可以忽略。)(3)如果要研究輪子是如何轉(zhuǎn)動(dòng)，那么就不能忽略輪子的轉(zhuǎn)

13、動(dòng)了。綜上我們可以看到，在物理學(xué)中，有些時(shí)候物體的大小形狀及各部分的運(yùn)動(dòng)差異 對(duì)我們所研究的問(wèn)題影響不大，是次要因素，這時(shí)我們就可以將其忽略，把物體 看成一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)有質(zhì)點(diǎn)的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)：用來(lái)代替物體的一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。分析：質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，沒(méi)大小形狀，但有質(zhì)量。初中階段接觸的理想模 型有：光滑水平面、勻速直線運(yùn)動(dòng)、輕質(zhì)彈簧 能否將物體看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的條件:(1):看物體的形狀大小及各部分的運(yùn)動(dòng)差異對(duì)我們所研究的問(wèn)題產(chǎn)生的影響 是否可以忽略(2): 般情況下平動(dòng)的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)槠絼?dòng)物體各部分運(yùn)動(dòng)情況完 全一樣，用一點(diǎn)就可以代替整體。(那哪些情況不能把平動(dòng)物體看成質(zhì)點(diǎn)呢？比 如平動(dòng)

14、的物體過(guò)一路牌的時(shí)間，此時(shí)要考慮物體的大小長(zhǎng)度，所以：能否看成質(zhì) 點(diǎn)的本質(zhì)依據(jù)就是條件 1, 2只不過(guò)在平動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上給出了一般的結(jié) 論。)1:1、馬拉松比賽中的運(yùn)動(dòng)員體操運(yùn)動(dòng)員 研究自轉(zhuǎn)時(shí)的地球 研究公轉(zhuǎn)時(shí)的地球(地球直徑1.104km，而日地距離為1.5M08km ) 研究乒乓球運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球 運(yùn)動(dòng)員百米沖刺 小的物體能看成質(zhì)點(diǎn)，大的物體則不行例 2 ：一輛火車從北京出發(fā)，如果要研究火車出站時(shí)經(jīng)過(guò)某一站牌所用的時(shí)間，能否將火車看成質(zhì)點(diǎn)？如果要研究火車到廣東所用的時(shí)間呢？1、不能 2、例 3：在研究下列運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)的是（）A、體積很小的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)。B、質(zhì)量很小的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)C、體積很大的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)D、E、只有低速運(yùn)動(dòng)的物體能看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不能看成質(zhì)點(diǎn) 只有當(dāng)物體的大小形狀對(duì)我們所研究問(wèn)題產(chǎn)生的影響可以忽略時(shí)可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)。F、質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型實(shí)際并不存在。板書、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)概念、參考系及坐標(biāo)系概念，會(huì)判斷不同參考系的物體的運(yùn)動(dòng) 情況是怎樣的。2、學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)的概念，知