高中物理必修一質(zhì)點和位移教案

1、 1.2 質(zhì)點和位移 一、教學(xué)內(nèi)容分析1、內(nèi)容與位置在共同必修模塊物理1 的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)的內(nèi)容有“ 通過對質(zhì)點的熟悉,明白物理學(xué)爭論中物理模型的特點,體會物理 模型在探究自然規(guī)律中的作用； ” 和“ 懂得位移、 ” 等；由于質(zhì) 點是高中物理的入門學(xué)問,因此不僅要求同學(xué)熟悉質(zhì)點,而且更 重要的是讓同學(xué)通過對質(zhì)點的學(xué)習(xí)明白物理學(xué)爭論中物理模型的 特點,體會物理模型在探究自然規(guī)律中的作用；位移是物體位置 的變化,是運動學(xué)中的一個基本物理量,是后續(xù)學(xué)習(xí)速度、功等 概念的基礎(chǔ)；為此 , 在教學(xué)過程中要創(chuàng)設(shè)問題情境 , 讓同學(xué)在解決 問題的過程中 , 經(jīng)受從物理現(xiàn)象中抽象出質(zhì)點這一物理模型的過 程,

2、 從而真正懂得質(zhì)點及其爭論方法； 要通過問題闡述引入位移的 必要性、位移與路程的區(qū)分、位移與位置的聯(lián)系,讓同學(xué)真正理 解位移的概念；2、教學(xué)目標(biāo)（1） 懂得質(zhì)點的概念,知道它是一種科學(xué)的抽象；熟悉在哪 些情形下,可以把物體看成質(zhì)點,知道這種科學(xué)抽象是 一種普遍的爭論方法；（2） 懂得位移的概念,知道它是表示質(zhì)點位置變化的物理量,知道它是矢量,可以用有向線段來表示；知道位移的公 式表示法；知道位移和路程的區(qū)分；懂得位移時間 圖象的意義；（3） 通過經(jīng)受從物理現(xiàn)象中抽象出質(zhì)點模型的過程,明白物 理學(xué)爭論中物理模型的特點,體會物理模型在探究自然 規(guī)律中的作用；（4） 通過對位移和位移時間圖象的學(xué)習(xí),

3、體會數(shù)學(xué)在研 究物理問題中的重要性；（5） 通過同學(xué)之間的溝通爭論,感受合作學(xué)習(xí)的歡樂；通過 對新學(xué)問的爭論,激發(fā)探究未知世界的樂趣；教學(xué)重點、難點 ：3、質(zhì)點的概念、抱負(fù)化模型的方法、位移的概念和表述是本節(jié) 課的教學(xué)重點,對在哪些情形下可以把物體看成質(zhì)點是本節(jié)課教 學(xué)的難點；二、案例設(shè)計（一）位移的教學(xué) 1、位移概念的引入 老師在引導(dǎo)同學(xué)簡要復(fù)習(xí)位置概念之后指出,要爭論如何描述物 體的運動我們就必需來爭論如何描述物體位置的變化；為簡潔起見,要先爭論如何描述一個點的位置變化；老師在引導(dǎo)同學(xué)復(fù)習(xí)路程概念之后,通過對實例的爭論說明路程不能描述物體位置的變化, 路程與位置變化屬于兩個不同的概念,為了

4、描述物體位置的變化必需引入一個新的物理量,這個物理量就叫做位移,位移即是物體位置的變化,通常用符號S來表示；位移的大小等于起點至終點的直線距離,位移的方向從起點指向終點；2、位移的表述（1）文字表述t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 1 7 10 14 12 8 3 老師：（用 PPT幻燈片打出）有一點P在水平面上沿直線先向東后向西運動, 在該直線上建有由西向東的一維坐標(biāo)系,如測得在各個 時刻點 P的位置坐標(biāo)如下表所示, 你能求出點 P在 3 秒內(nèi)、第 3 秒內(nèi)、6 秒內(nèi)和第 6 秒內(nèi)的位移和路程嗎,如能求,懇求出其結(jié)果；如不能 求,請說明理由；把你摸索的結(jié)果與學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進行溝通爭

5、論；在同學(xué)對上述問題進行分析、摸索、爭論之后,老師請同學(xué)匯報 爭論結(jié)果；該問題的正確結(jié)果是： 點 P在 3 秒內(nèi)的位移是 15m向東、路程無 法確定,由于點 P 在 24 秒之間的某時刻返回,開頭返回的時刻和 位置我們不知道；第 3 秒內(nèi)的位移是 4m向東、路程無法確定； 6 秒內(nèi)的位移是 2m向西、路程無法確定；第 路程是 11m；6 秒內(nèi)的位移是 11m向西、猜測：同學(xué)對該問題的摸索最可能顯現(xiàn)的錯誤是： A.對運動過程可能發(fā)生的情形沒有進行全面細致的 分析,想當(dāng)然的以為是第 3 秒末返回,從而導(dǎo)致對路程的判定錯誤； B.對位移、路程是與詳細的時間段對 應(yīng)的熟悉模糊,把 3 秒內(nèi)和第 3 秒

6、內(nèi)的位移或 6 秒內(nèi)和第 6 秒內(nèi)的位移混為一談；C.沒有指出位移的方向；因此,在同學(xué)匯報爭論結(jié)果的過程中,老師應(yīng)引導(dǎo)同學(xué)依據(jù)問題所給出的信息, 在坐標(biāo)軸上畫出點 P的運動過程的示意圖, 對點 P的運動過程進行全面細致的分析,強調(diào)位移的方向性和位移、 路程與所給時間段的對應(yīng)性,強調(diào)位移與路程的區(qū)分和聯(lián)系；（2）公式表述 老師引導(dǎo)同學(xué)從位移是物體的位置變化和位置可以用坐標(biāo)表示動身,啟示同學(xué)寫出當(dāng)物體在始終線上運動時,它的位移 s 的表達式s= x2x1,并用上述所爭論的例子來驗證該式的正確性,強調(diào) s 的計算結(jié)果中的正、負(fù)號的物理意義,加深對位移的懂得；3、矢量和標(biāo)量老師向同學(xué)簡介標(biāo)量、矢量的概

7、念4、位移時間圖象老師向同學(xué)說明： 可以把位置看成是一種特殊的位移,即物體相對于坐標(biāo)原點的位移, 它的起點在坐標(biāo)原點, 終點在該時刻物體所在的位置,在詳細情境中要留意區(qū)分；老師向同學(xué)指出： 我們可以有多種方法來表述一個物理量隨另一個物理量的變化情形, 如上述問題中我們用列表的方法表述了點 P的位置隨時間的變化情形； 在上述問題中,假如我們以時間 t 為橫坐標(biāo),以位置 s 為縱坐標(biāo),依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點作圖（老師用 PPT打出 St 圖）,我們可以得到表述點P 的位置隨時間的變化情形的另一種方法圖象法, 我們把這個圖象稱為位移時間圖象,明顯這里 的位移即縱坐標(biāo) s 是指點 P相對于坐標(biāo)原點的位移

8、, 從圖中可以 形象的看出,在點 P各時間段內(nèi)的位移,如 ；用圖象法描述物理 現(xiàn)象及其規(guī)律,形象直觀,它是物理學(xué)中爭論問題的一種常用的方法,在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中,將會接觸到更多的圖象學(xué)問；（二）、質(zhì)點的教學(xué)1、質(zhì)點概念的抽象過程 老師：上面我們已經(jīng)知道如何描述一個點的位置變化,而實際物 體都是有肯定的大小、外形的,那么我們該如何爭論一個實際物體的運動問題呢？通過對AB t1A O B t 2下面一系列問題的摸索,看看能否給我們一些啟示；圖 1 老師用 PPT打出如下問題讓同學(xué)摸索并按學(xué)習(xí)小組爭論：問題 1、一列長度為 L1的火車以速度 V做勻速直線運動,求（ 1）它在時間 t 內(nèi)所發(fā)生的位移；（

9、2）它經(jīng)過一長為 L2的橋時所需要的時 間；問題 2、如圖 1 所示,一半徑為 r 的園盤,其圓心在半徑為 R的 圓周上運動, AB為園盤上的一條直徑,在運動過程中方向保持不變,在從 t 1時刻到 t 2 時刻這段時間內(nèi),園盤的圓心繞 周,求在這段時間內(nèi), A、B 和園盤心三點的位 移大小和方向；問題 3、在上題中,假如在園盤的圓心繞O點運動了 1/4 圓 ABt2ABO t1O點運動了 1/4 圓周的同時,園盤自轉(zhuǎn)了90圖 2 （如圖 2 所示）,求在這段時間內(nèi), A、B和園盤心三點的位移大小,已知 r=1m,R=2m；問題 4、在第 3 題中,如已知 r=1m,R=2022m,其他條件相同

10、,請摸索：再求在這段時間內(nèi), A、B 和園盤心三點的位移大?。?）老師讓同學(xué)匯報對上述問題的摸索結(jié)果,并確定同學(xué)的回答, 同時把正確的結(jié)果寫在各個問題后面用 PPT打出；猜測：通過對上述問題的摸索可以讓同學(xué)感受到：在爭論實際物體的運動時,有時需要考慮其大小和外形,在這種情形下描述一個實際物體的運動往往比描述一個點的運動要復(fù)雜得多；有時盡管物體的大小外形給物體上不同的點的運動帶來差異,但這種差異對所爭論的問題影響不大,完全可以忽視不計（如上述第 4 題的情形）老師：假如把在上述第4 題的題目改為：A園盤的圓心繞 O點運動了 1/6 圓周的同時,園ABBt2盤自轉(zhuǎn)了 90 （如圖 3 所示）,其他

11、條件不變,t1O 圖 3 A點位移的估量值,你如何以最快的速度估算出A點的位移呢？猜測：同學(xué)將從上述第 4 題的結(jié)果中受到啟示,去運算園盤心的位移,以此做為從而躲開了繁難的運算,感受到了把園盤當(dāng)作一個有質(zhì)量的點來爭論的這種方法的簡潔；老師在同學(xué)匯報出正確的做法和結(jié)果后,指出把實際物體當(dāng)作一個有質(zhì)量的點來爭論, 這是物理學(xué)中的一種重要的爭論方法；再引導(dǎo)同學(xué)定性評估出該結(jié)果與實際情形的差異很小,從而使同學(xué)懂得這種爭論方法之所以具有重要意義是由于它具有如下特點：它抓住了影響問題的主要因素, 忽視了一些無關(guān)的或者次要的因素,不僅使?fàn)幷摰膯栴}簡化,而且所爭論的結(jié)果比較接近真實情形；老師引導(dǎo)同學(xué)抽象出質(zhì)點

12、概念, 讓同學(xué)懂得它是一種科學(xué)的抽象和抱負(fù)化的模型以及這種抱負(fù)化模型的特點；2、對實際物體能否看成質(zhì)點的爭論老師進一步提問： 既然把物體看成質(zhì)點能簡化對問題的爭論,那么在什么情形下可以把物體看成質(zhì)點呢？讓同學(xué)通過反思上述問題 和同學(xué)之間的相互溝通獲得如下結(jié)論：當(dāng)物體的大小、外形對所爭論的問題沒有影響 （如第 1 題中第（1）小題、第 2 題的情形）或影響很?。ㄈ绲? 題的情形）時,完全可以不考慮物體的大小和外形,而把物體看成質(zhì)點；老師確定同學(xué)的回答后強調(diào)指出：一個物體能不能看做質(zhì)點, 需要依據(jù)詳細的問題來定； 判定的基本思路是物體的大小和外形等因素 對所爭論的問題的影響是否可以忽視；為了促進同

13、學(xué)對質(zhì)點及其爭論方法的把握,考爭論如下問題：老師可以引導(dǎo)同學(xué)思問題 1、在爭論地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時,地球能否 看成 質(zhì)點？在研究地球的自轉(zhuǎn)時,地球能否看成質(zhì)點？（已知地球直徑約為 1.3 10 4km,地球和太陽之間的距離約為 1.5 10 8km）問題 2、在爭論一列火車從北京開往上海的運動時間時,能否把火車看成質(zhì)點？問題 3、自行車能否看成質(zhì)點？（三）、本節(jié)課小結(jié)老師（對本節(jié)課從學(xué)問和爭論方法兩個方面進行小結(jié)；學(xué)問：1、請摸索：在教學(xué)過程中,轉(zhuǎn)變教材編排次序,先進行位移質(zhì)點概念和運用 2、位移概念和表述；方法： 1、抱負(fù)化模型 2、圖象法）三、案例評析本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的思路：第一,在復(fù)習(xí)位置概

14、念的基礎(chǔ)上,從如何描述一個點的位置變化這個問題動身,引入位移的概念, 闡述位移的矢量性、過程性、位移與路程的區(qū)分、 位移的文字表述和公式表述,介紹位移時間圖象； 其次,再從如何爭論一個實際物體的運動問 題動身,通過對預(yù)先設(shè)計的一系列問題的摸索爭論,經(jīng)受從詳細現(xiàn)象 中抽象出質(zhì)點概念的過程,體驗物理模型在探究自然規(guī)律中的作用；最終通過對一系列問題的反思爭論把實際物體看成質(zhì)點的條件,從而 真正懂得質(zhì)點概念及其爭論方法；本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的特色是：在教學(xué)過程中, 先進行位移的教學(xué)后進行質(zhì)點的教學(xué),從而把位 置概念作為學(xué)習(xí)位移概念的基礎(chǔ), 又把位移概念作為學(xué)習(xí)質(zhì)點概念的 基礎(chǔ),這樣支配教學(xué)前后連貫,關(guān)注同學(xué)原有的體會,符合從簡潔到 復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律；不論是對位移的教學(xué)仍是對質(zhì)點的教學(xué),老師都留意創(chuàng)設(shè)問題情境,特殊是在進行質(zhì)點概念教學(xué)中設(shè)計的一系列問題具有承上啟下的 作用,承上就是鞏固位移的學(xué)問,啟下就是引發(fā)同學(xué)對質(zhì)點的摸索,使