2022年《質(zhì)點(diǎn)參考系與坐標(biāo)》教案

1、第一章運(yùn)動(dòng)的描述第一課質(zhì)點(diǎn)、參考系與坐標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)與技能 認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法，能根據(jù)具體情況將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)； 理解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，明確參考系在運(yùn)動(dòng)研究中的作用，能根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷担?認(rèn)識(shí)一維坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系簡(jiǎn)單應(yīng)用。2過程與方法 體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學(xué)抽象理想化模型的方法。讓學(xué)生通過生活實(shí)際與物理概念想聯(lián)系，通過具體事例建立質(zhì)點(diǎn)模型； 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)生從生活中常見的運(yùn)動(dòng)出發(fā)，理解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，選擇參考系對(duì)研究運(yùn)動(dòng)的重要性。 列舉生活中確定物體位置的不同方法，理解坐標(biāo)的意義與坐標(biāo)在描述物體位置的優(yōu)越性

2、，體會(huì)科學(xué)研究的過程與方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過質(zhì)點(diǎn)概念的研究，滲透在科學(xué)研究過程中抓住主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)思想； 認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是中的普遍現(xiàn)象，理解運(yùn)動(dòng)與靜止的相對(duì)性，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于探索的精神。【教學(xué)過程】一問題引入問題 1：什么叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)？物體位置的變化。問題 2：如何確定物體的位置？通過坐標(biāo)。問題 3： 運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的， 坐標(biāo)建立在哪？建立在勻速運(yùn)動(dòng)的物體上。這個(gè)問題稱之為參考系。問題 4： 物體之大， 如何確定物體的位置？你希望物體越大越好，還是越小越好？越小越好，可以精確確定物體的位置。物體大小是一定的，有時(shí)可以將物體用一個(gè)理想的點(diǎn)來表示。總結(jié)： 要描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，所以

3、我們有必要研究質(zhì)點(diǎn)、參考系與坐標(biāo)等概念。二質(zhì)點(diǎn)的概念精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -質(zhì)點(diǎn)概念的引入：用給學(xué)生兩幅體育運(yùn)動(dòng)中的圖片，由此向?qū)W生提出問題。其中圖 1.1-1 為美國(guó)選手拜爾賓/ 阿格斯特在北京進(jìn)行的2004年中國(guó)杯世界花樣滑冰大獎(jiǎng)賽冰舞比賽中。圖1.1-2 舉世矚目的男子110 米欄的決賽。中國(guó)選手劉翔獲得金牌，他的成績(jī)?yōu)?2

4、 秒 91，打破奧運(yùn)紀(jì)錄，同時(shí)也追平了世界紀(jì)錄。圖為劉翔在比賽中。問題： 這兩幅圖中，那一幅可以將運(yùn)動(dòng)員看成點(diǎn)？圖 1.1-1 中是展示給人們運(yùn)動(dòng)員身體各點(diǎn)的協(xié)調(diào)美，無法用一點(diǎn)去展示運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)美。而圖 1.1-2 中是展示給人們的是速度美，如果用一點(diǎn)用表示，更加容易來精確研究運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)速度，所以可以看成一點(diǎn)?？偨Y(jié)： 將物體看成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，該點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。只有能用一點(diǎn)代表物體的運(yùn)動(dòng)，才可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)。例題 1：下列各種運(yùn)動(dòng)中，哪一種可以看成質(zhì)點(diǎn)：(a) 比如做花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)員(b) 研究地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)(c) 研究地球的自轉(zhuǎn)(d) 測(cè)定火車通過南京長(zhǎng)江大橋的時(shí)間。解析： 做花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員

5、，人們關(guān)心的不是速度，而是運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，身體各部分的習(xí)調(diào)性， 因此無法用一點(diǎn)來替代。同樣研究地球的自轉(zhuǎn)過程中，地球各點(diǎn)的速度大小與方向均不相同， 因此也無法用一點(diǎn)去替代各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。但在研究研究它繞太陽(yáng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并不關(guān)注地球各點(diǎn)的速度，只是研究繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)情況，可以用一點(diǎn)去替代?；疖囃ㄟ^大橋，火車長(zhǎng)度與大橋長(zhǎng)度相比不能忽略不計(jì)，因此不能看成質(zhì)點(diǎn)，如果研究火車從北京開往南京的時(shí)間，就可以將火車看成質(zhì)點(diǎn)?？偨Y(jié)：為了能精確手描述物體位置，將物體看成一個(gè)理想的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一種理想的物理模型。當(dāng)物體能用點(diǎn)來代表所要研究的運(yùn)動(dòng)形式，就可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)。圖 1.1-1 圖 1.1.2 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d

6、f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -三參考系問題討論：?jiǎn)栴} 1：靜止在地面上的人看火車是運(yùn)動(dòng)的，看路邊的樹是靜止的?；疖?yán)锏娜丝绰愤叺臉淠臼沁\(yùn)動(dòng)的。請(qǐng)討論，究竟誰(shuí)是運(yùn)動(dòng)的，誰(shuí)是靜止的？為什么人們?nèi)菀捉邮軜淠臼庆o止的？運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的， 而人們生活在地球上，一般習(xí)慣地認(rèn)為地面是靜止的。問題 2：如圖 1.1-3 所示，跳傘運(yùn)動(dòng)員從勻速運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)上跳下， 對(duì)地面來講， 物體做何

7、運(yùn)動(dòng)？對(duì)飛機(jī)上人來講做何運(yùn)動(dòng)？對(duì)誰(shuí)運(yùn)動(dòng)更簡(jiǎn)單？對(duì)地面來講， 運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，對(duì)飛機(jī)來講做直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單。總結(jié)： 運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的， 我們選擇一個(gè)物體做參照來研究另一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)， 這個(gè)參照的物體稱為參考系 。 參考系如何選擇， 一般為了運(yùn)動(dòng)更加簡(jiǎn)單。例 2：人劃船逆流而上，當(dāng)船行到一座橋下時(shí)，一木箱落入水中立刻隨水漂向下游，船繼續(xù)前進(jìn)，過了15min，船上的人才發(fā)現(xiàn)木箱丟了，于是立即返回追趕。求船返回到追上木箱所花的時(shí)間 ( 船對(duì)水速度大小不變，不計(jì)船掉頭的時(shí)間) 。解析： 如果選擇流動(dòng)的水為參考系，即認(rèn)為水不動(dòng)， 那船相對(duì)于水在兩個(gè)過程上速度大小不變，所以仍然用15min

8、 即可追趕到木箱。此題因?yàn)檫x擇了水做參考系，使船的運(yùn)動(dòng)變得簡(jiǎn)單。如果選用靜止的岸做參考系，問題要復(fù)雜多了。思考題： 我們?cè)诘厍蛏峡丛虑蚶@地球轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為27.3 天，而且我們始終看到的一面，另一面總是背向地球。由此，能否推出月球有無自轉(zhuǎn)？如果自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)周期為多少？如果我們站到月球上看地球，地球相對(duì)月球做何種運(yùn)動(dòng)？解析：如果月球不自轉(zhuǎn)， 在地球上看月球應(yīng)該能看到月球所有的面，而我們只看到一面，說明月球也在自轉(zhuǎn)，而且自轉(zhuǎn)周期與月球的公轉(zhuǎn)周期相同時(shí)，我們只能看到他的一面( 可以由同學(xué)進(jìn)行實(shí)際體驗(yàn)，一個(gè)人繞講臺(tái)轉(zhuǎn)一圈，且總要面對(duì)講臺(tái))。那么，人在月球上看地球，只能在朝向地球的一面才能看到，而且看

9、地球不動(dòng)。四坐標(biāo)概念的引入： 如果我們規(guī)定靠門的一列同學(xué)為第一組，靠講臺(tái)的一排為第一排，現(xiàn)在請(qǐng)圖 1.1-3 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -第四組第3 列同學(xué)站起來。( 該同學(xué)站起來 ) 你為什么站起來？這個(gè)問題，教師就是用一組數(shù)字確定了同學(xué)的位置。這就是坐標(biāo)?？偨Y(jié)： 用來確定物體位置的稱之為坐標(biāo)。問題思考： 請(qǐng)同學(xué)們說出你家的住址，郵

10、件地址。 在海洋中航行的船是如何確定自己位置的？住址是家的坐標(biāo)，有了這個(gè)坐標(biāo)， 就可以確定家的位置。船舶是根據(jù)地球的經(jīng)度與緯度來確定位置的。問題 1：在研究運(yùn)動(dòng)的物體，是如何確定物體的位置？坐標(biāo)。 如果物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，就可以通過一維坐標(biāo)，如果在平面上運(yùn)動(dòng)可以用二維坐標(biāo)，同樣，在空間運(yùn)動(dòng)，用三維坐標(biāo)。注意：這里的坐標(biāo)與數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)相同，只是要加單位( 如：米 ) 。五課堂小結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物體位置的變化，而位置需要用坐標(biāo)來確定，為了精確確定物體的坐標(biāo)，需要將物體看成一個(gè)理想的點(diǎn)( 質(zhì)點(diǎn) ) ，而運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，因此坐標(biāo)必須建立在參考系上( 我們認(rèn)為參考系是靜止的) ，參考系的選擇一般我們習(xí)慣于靜止的地面，但為了研究運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單而選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷? 注意，這里一般均