人教版物理必修一1.1《質(zhì)點(diǎn)+參考系和坐標(biāo)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系教學(xué)設(shè)計(jì)、教材分析要描述本教學(xué)設(shè)計(jì)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(diǎn)參考系和坐標(biāo)系，物體的運(yùn)動(dòng)，首先要對(duì)實(shí)際物體建立一個(gè)最簡(jiǎn)單的物理模型一質(zhì)點(diǎn)模型。由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，描述 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，還要建立坐標(biāo)系。質(zhì) 點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系是描述物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，教材中逐步展開(kāi)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(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系，不僅是這一章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，也是以后力學(xué)各章學(xué)習(xí) 的基礎(chǔ)知識(shí)。這些基礎(chǔ)知識(shí)在實(shí)踐中有廣泛的、重要的應(yīng)用。二、三維目標(biāo)1 .知識(shí)與技能(1)理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道它是一種科學(xué)的抽象

2、，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(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。(3)會(huì)用坐標(biāo)系描述物體的位置和位置的變化。2 .過(guò)程與方法(1)體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，讓學(xué)生將生活實(shí)際與物理概念相聯(lián)系，通過(guò)幾個(gè) 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(guò)參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問(wèn)題的方法，讓學(xué)生從熟悉的常見(jiàn)現(xiàn)象和已有經(jīng) 驗(yàn)出發(fā)，體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，提示參考系在確定物體運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)的能力。3 .情感態(tài)度與價(jià)值觀熱愛(ài)自然，關(guān)心科技，正確方

3、法，科學(xué)態(tài)度。三、教學(xué)重、難點(diǎn)(1)重點(diǎn)1 .理解質(zhì)點(diǎn)的概念；2 .從參考系中明確地抽象出了坐標(biāo)系的概念。(2)難點(diǎn)1.理解質(zhì)點(diǎn)的概念四、教學(xué)突破課前師生收集豐富的圖片、視頻、文字等資料，聯(lián)系學(xué)生日常生活中身邊熟悉的實(shí)例，激發(fā)學(xué) 生學(xué)習(xí)的興趣，通過(guò)老師引導(dǎo)，學(xué)生得出有關(guān)物理概念，從而使學(xué)生樂(lè)于探究和思考。五、教學(xué)流程設(shè)計(jì)（一）引入課題教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（利用多媒體播放一段反映物體運(yùn)動(dòng)的視頻，雄鷹在 空中翱翔，足球在綠茵場(chǎng)上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬(wàn)里”）。請(qǐng)同學(xué)們思考回答：這 些場(chǎng)景中哪些物體是在運(yùn)動(dòng)的？在物理學(xué)中，什么叫 做機(jī)械運(yùn)動(dòng)？舉例說(shuō)明。2 .對(duì)學(xué)生的舉例分析給予評(píng)價(jià)， 并根據(jù)

4、學(xué)生的回答進(jìn) 一步總結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是宇宙間永恒的主題，也是日 常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，詩(shī)人可以用“飛流直下二千尺, 疑是銀河落九天”，來(lái)描繪氣勢(shì)磅礴的瀑布,畫(huà)家也 可以用美麗的畫(huà)筆描繪出動(dòng)感十足的情景，那么，我 們?cè)鯓用枥L物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)呢？即怎樣地描述物體上 各點(diǎn)的位置及其隨時(shí)間的變化呢？1 .學(xué)生嘗試回憶九年級(jí)學(xué)過(guò)的 運(yùn)動(dòng)的描述，舉例說(shuō)明什么叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)？如：老師走下講 臺(tái)（老師對(duì)講桌位置改變），汽 車(chē)駛過(guò)學(xué)校（汽車(chē)對(duì)學(xué)校位置改 變）等。2 .回答：物理學(xué)上把一個(gè)物體 對(duì)另一個(gè)物體相對(duì)位置變化運(yùn) 動(dòng)稱(chēng)之為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3 .

5、聽(tīng)講，理解什么是位置變化， 進(jìn)一步體會(huì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，做記錄。（二）物體和質(zhì)點(diǎn)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1 .研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先要確定物體的位置。物體都具有大 小和形狀，在運(yùn)動(dòng)中物體的各點(diǎn)的位置變化一般說(shuō)來(lái)是不向 的，所以要詳細(xì)描述物體的位置及其變化，并不是一件簡(jiǎn)單 的事情。（多媒體展示三幅圖），在地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的圖片 中，地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，注意地球同時(shí)又在自轉(zhuǎn)，所以地球 的各部分離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近在不斷變化。2 .分析：地球個(gè)龐然大物，直徑約為12800km,與太陽(yáng)相距1. 5X 108km,也就是說(shuō)地球直徑約是它與太陽(yáng)距離的萬(wàn) 分之一。當(dāng)我們討論地球的公轉(zhuǎn)時(shí)怎么看待地球？有什么巧 妙的方法？3 .指導(dǎo)學(xué)生討論

6、。在學(xué)生討論過(guò)程中， 引導(dǎo)學(xué)生想到我們?cè)?處理這些問(wèn)題時(shí)，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(jiǎn)化成為沒(méi)有大小、形狀的點(diǎn)，或者說(shuō)用 一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替物體。1 .學(xué)生分小組討論得出： 研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地 球的大小而引起的地球 各個(gè)部分的差異很小，可 以忽略不計(jì)，也就是說(shuō)可 以忽略地球的大小，把它 視升-個(gè)點(diǎn)。忽略地球 的大小和形狀把地球看 作一個(gè)點(diǎn)時(shí)，能夠忽略地 球質(zhì)里嗎？聽(tīng)講，記錄，認(rèn)真體會(huì)， 理解引入質(zhì)點(diǎn)的意義。3.討論是不是只后很 小的物體才能看作質(zhì)4 .可見(jiàn)，引入質(zhì)點(diǎn)是為了使物體的位置什-個(gè)確切的概念， 使物體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。5 .總結(jié)得出質(zhì)點(diǎn)的定義：

7、用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做 質(zhì)點(diǎn)。即沒(méi)有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的一個(gè)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn) 具有物體的全部質(zhì)量。質(zhì)點(diǎn)是人們?yōu)榱耸箤?shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)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(wèn)題簡(jiǎn)單化，是物理學(xué)上經(jīng)常用到 的一種研究問(wèn)題的方法科學(xué)抽象。6 .進(jìn)一步說(shuō)明：物理學(xué)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的簡(jiǎn)化， 必須從實(shí)際出發(fā)， 撇開(kāi)不考慮的（只能是與當(dāng)前考察無(wú)關(guān)的因素），和對(duì)當(dāng)前 考察影響很小的次要因素。點(diǎn)？地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)輪能否被看作質(zhì)點(diǎn)？物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾 何中的點(diǎn)有什么相同和/、同之處?師生共同討論得出：關(guān)于質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件一個(gè)物體能否抽象成質(zhì)點(diǎn)， 并不是取決于物體的形狀和體積

8、大小，這要看具體情況而定。平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)做平動(dòng)的物體，由于物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，可以用一個(gè)點(diǎn)代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)， 在這種情況下，物體的大小、形狀就無(wú)關(guān)緊要了，可以把整個(gè)物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn)。例如：平直公路上行駛的汽車(chē)， 車(chē)身上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同， 當(dāng)我們把汽車(chē)作升-個(gè) 整體來(lái)研究它的運(yùn)動(dòng)的時(shí)候， 就可以把汽車(chē)當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。 當(dāng)然，假如我們需要研究汽車(chē)輪 胎的運(yùn)動(dòng)，由于輪胎上各部分運(yùn)動(dòng)情況不相同，那就不能把它看作質(zhì)點(diǎn)了。要注意的是：同一物體在不同情況卜后時(shí)可看質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不可以看作質(zhì)點(diǎn)， 一列火車(chē)從北京開(kāi)到上海，研究火車(chē)的運(yùn)行的時(shí)間，可將火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)，而火車(chē)過(guò)橋時(shí)，計(jì)算火車(chē) 過(guò)橋的時(shí)間，/、可

9、以將火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)。有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)為次要因素例如：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，可把地球看作質(zhì)點(diǎn)；研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)。物體的形狀、大小可忽略再如：乒乓球旋轉(zhuǎn)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)的較大的影響，運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮，就不能 把乒乓球簡(jiǎn)單看作質(zhì)點(diǎn)。/ " X 分.（二）參考系教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)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(yáng)在高速運(yùn)動(dòng)著，這里面蘊(yùn)含了什么問(wèn)題呢？2 .讓學(xué)生觀察圖1. 1-3和1. 1-4,閱讀圖右義字，回答 以下問(wèn)題。得出什么結(jié)論？就圖 1 . 1-4能否提出一些問(wèn)題？（例 如為什么跳傘者總是在飛機(jī)的止卜方）小結(jié)參考系是參照物的科學(xué)名稱(chēng)，是

10、假定不動(dòng)的物體。一個(gè) 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(yùn)動(dòng)，即“參 考系上長(zhǎng)著觀察者的眼睛”。比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)必須選擇同一參照系，比較才有意義。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，參考系的選取是任意的，但在實(shí)際選擇參 考系時(shí)應(yīng)以運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。在沒(méi)有特別說(shuō)明時(shí)，通常以地面為參考系。例如，描述地面上物體的運(yùn) 動(dòng)時(shí)，通常選地面或相對(duì)于地面而靜止不動(dòng)的其他物體作 為經(jīng)考系。1 .思考課本P12圖1, 1-3 , 1.1-4。并思考觀察結(jié)果為 什么/、同？2 .認(rèn)真聽(tīng)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

11、；月亮在蓮花般的云朵里穿 行；坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙河。在上述三例中， 各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分別是以什 么物體為參考系的。I （四）坐標(biāo)系教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（創(chuàng)設(shè)實(shí)例：多媒體播放視頻劉翔的110m欄。）思考。1.提出問(wèn)題：怎樣定量（準(zhǔn)確）人描述車(chē)或劉翔所在的位置？討論：如果物體在平囿上運(yùn)2.提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（直線）、運(yùn)動(dòng)動(dòng)（例如滑冰方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。運(yùn)動(dòng)員），我們應(yīng)如何建立3.總結(jié)：為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上坐標(biāo)系？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(lái)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

12、系上建3.小結(jié)：可以立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng)，即沿一條直線運(yùn)動(dòng)，只需建建立一個(gè)直角立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng)，即 在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立三維坐標(biāo)系。圖 1 1 1坐標(biāo)系，此時(shí) 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(shū)中 提出的問(wèn)題。一維坐標(biāo)：描述物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，即物體做一維運(yùn)動(dòng)時(shí)，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。如圖1-1-1所示，若某一物體運(yùn)動(dòng)到 A點(diǎn)，此時(shí)它的位置坐標(biāo) Xa= 3m,

13、 若它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則此時(shí)它的坐標(biāo) Xb= -2m （ “-”表示沿X軸負(fù)方向）。二維坐標(biāo)：平面直角坐標(biāo)，描述物體在一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，即二維運(yùn)動(dòng)時(shí), 需采用兩個(gè)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(yùn)動(dòng)。4.進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)要注意以下幾點(diǎn)：坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。坐標(biāo)的三要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度單位。用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置。用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變。（五）鞏固練習(xí)，交流和小結(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)出示課堂練習(xí)；引導(dǎo)組織學(xué)生回顧本節(jié)知識(shí)；組織各小組成員在相互合作的基礎(chǔ)上，進(jìn) 行小結(jié)；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(shí)； 在相互合作交流的基礎(chǔ)上做好書(shū)面總結(jié)； 聽(tīng)老師總結(jié)，補(bǔ)充修改自己的書(shū)面總結(jié)。教師對(duì)該堂課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和對(duì)學(xué)生的總結(jié)給予肯定和評(píng)價(jià)。五、板書(shū)設(shè)計(jì)1.1 質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系1.質(zhì)點(diǎn)(1)機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體相對(duì)位置變化運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。(2)質(zhì)點(diǎn)的定義：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。即沒(méi)有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的 一個(gè)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)量。(3)質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件性平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)；有轉(zhuǎn)動(dòng)但