第一章第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系

1、1.1 質(zhì)點(diǎn) 參照系和坐標(biāo)系一、教學(xué)目標(biāo)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)，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。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。通過(guò)實(shí)例理解參考系，知道參考系的概念及運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，會(huì)用坐標(biāo)系描述物體的位置。過(guò)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。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。體會(huì)用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性。情感態(tài)度與價(jià)值觀認(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、勇于探索的精神。滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)

2、思想。滲透具體問(wèn)題具體分析的辯證唯物主義思想。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)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)系的概念難點(diǎn)：理解質(zhì)點(diǎn)的概念三、教學(xué)方法聯(lián)系日常生活中的實(shí)例,老師引導(dǎo)學(xué)生得出有關(guān)物理概念四、教學(xué)設(shè)計(jì)（一）新課導(dǎo)入從生活實(shí)例引入: 如: 汽車(chē)在馬路上飛馳 汽車(chē)對(duì)馬路位置改變 江水咆哮地奔向遠(yuǎn)方江水對(duì)河岸位置改變總結(jié):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)怎樣描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)，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？（二）新授內(nèi)容1.物體和質(zhì)點(diǎn)研究物體的運(yùn)動(dòng)，第一步是要確定物體的位置。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)是不同的，所以要

3、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。例如：()投擲手榴彈時(shí)怎么樣測(cè)量投擲距離？()把教室的課桌向后推出0.5m怎么樣測(cè)量距離？(3)你從校門(mén)口向校園內(nèi)走100m，你現(xiàn)在在哪兒？在學(xué)生議論過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生想到我們?cè)谔幚磉@些問(wèn)題時(shí)，常常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。引入質(zhì)點(diǎn)是為了使物體的位置有一個(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)。()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。()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

4、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。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。（3）關(guān)于質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件性一個(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)作為一個(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

5、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下有時(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，不可以將火車(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)。2.參考系參考系是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，要研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先必須選取參考系。（1）要描述一個(gè)物

6、體的運(yùn)動(dòng)，就必須選擇另外一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)被選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體就叫做參考系。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)。（請(qǐng)同學(xué)們思考課本P12圖1.1-4。并思考觀察結(jié)果為什么不同。）(2)選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察的結(jié)果可能會(huì)有所不同。 (3) 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。(4)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)的其他物體作為參考系。

7、練習(xí)：課本P13 練習(xí)23.坐標(biāo)系位置就是質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻所在的空間的一點(diǎn)。物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位置發(fā)生變化，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(lái)的概念，是抽象化的參考系。（1）坐標(biāo)系即參考系的具體化，是在參考系上建立的，坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。具體有： 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111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)XA3m，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）。XmABO03-2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(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，如圖112。 三維坐標(biāo)：立體坐標(biāo)系，描述物體在空間的運(yùn)動(dòng)。(2) GPS定位儀確定地球物體的具體方位，提供準(zhǔn)確時(shí)間。要注意以下幾點(diǎn)：（a）坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。（b）坐標(biāo)的三要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度單位。（c）用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置