11質(zhì)點(diǎn)　參考系教學(xué)設(shè)計(jì)-高一上學(xué)期物理人教版2

配套中學(xué)人教版（2019）質(zhì)點(diǎn)參考系一、教材分析一、教材分析“質(zhì)點(diǎn)參考系”是高中物理必修一的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，通常位于力學(xué)章節(jié)開篇部分。從知識(shí)體系來(lái)看，它是后續(xù)學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等知識(shí)的基石。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)研究的重要領(lǐng)域，而理解質(zhì)點(diǎn)和參考系的概念，是準(zhǔn)確描述和研究物體運(yùn)動(dòng)的前提。教材通過(guò)生活中常見(jiàn)的物體運(yùn)動(dòng)實(shí)例，如汽車行駛、飛機(jī)飛行等，引出質(zhì)點(diǎn)概念。質(zhì)點(diǎn)作為一種理想化物理模型，幫助學(xué)生簡(jiǎn)化對(duì)復(fù)雜物體運(yùn)動(dòng)的研究，突出物體運(yùn)動(dòng)的主要特征，忽略次要因素，這種思維方式貫穿整個(gè)物理學(xué)學(xué)習(xí)。例如，在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小和形狀相對(duì)公轉(zhuǎn)軌道半徑可忽略不計(jì)，此時(shí)地球可看作質(zhì)點(diǎn)，便于研究其公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。參考系概念的引入，則解決了運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性問(wèn)題。教材通過(guò)展示不同參考系下物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的差異，讓學(xué)生明白選擇合適參考系對(duì)準(zhǔn)確描述運(yùn)動(dòng)的重要性。如坐在行駛汽車中的乘客，以汽車為參考系是靜止的，以地面為參考系則是運(yùn)動(dòng)的，這生動(dòng)體現(xiàn)了參考系對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的影響。二、教學(xué)目標(biāo)二、教學(xué)目標(biāo)在物理觀念方面，幫助學(xué)生構(gòu)建物質(zhì)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本觀念，理解質(zhì)點(diǎn)模型在描述物體運(yùn)動(dòng)中的作用，形成參考系決定運(yùn)動(dòng)描述的科學(xué)認(rèn)識(shí)；在科學(xué)思維方面，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維、邏輯思維和批判性思維，使其能夠運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)和參考系的概念對(duì)物體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入分析和推理；在科學(xué)探究方面，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)和參考系概念時(shí)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、通過(guò)實(shí)例分析和討論進(jìn)行驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力；在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以及將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的社會(huì)責(zé)任感。三、教學(xué)重三、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的概念以及將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件，這是理解物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，學(xué)生需要掌握如何在不同情境下判斷物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)；參考系的概念和參考系選擇對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的影響，學(xué)生要學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題選擇合適的參考系，準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；坐標(biāo)系的建立和應(yīng)用，能夠用坐標(biāo)系定量表示物體的位置和位置變化，為后續(xù)學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式奠定基礎(chǔ)。教學(xué)難點(diǎn)：理解質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，認(rèn)識(shí)到在實(shí)際中并不存在真正的質(zhì)點(diǎn)，這對(duì)學(xué)生的抽象思維能力要求較高；判斷物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的具體情境分析，學(xué)生需要綜合考慮物體的形狀、大小、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及研究問(wèn)題的性質(zhì)等多方面因素，容易出現(xiàn)判斷失誤；理解參考系選擇的任意性以及在復(fù)雜情境中靈活選擇參考系，如在研究多個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何選擇合適參考系使問(wèn)題簡(jiǎn)化，對(duì)學(xué)生的邏輯思維和空間想象能力是一個(gè)挑戰(zhàn)。四、教學(xué)四、教學(xué)過(guò)程一、課程導(dǎo)入趣味實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入：教師在講臺(tái)上放置一個(gè)小玩具車，讓它在水平桌面上運(yùn)動(dòng)。然后提問(wèn)學(xué)生：“同學(xué)們，我們都看到小車在運(yùn)動(dòng)，那如果我想準(zhǔn)確描述小車的運(yùn)動(dòng)，比如它從哪里開始，到哪里結(jié)束，運(yùn)動(dòng)的快慢如何，我們?cè)撛趺醋瞿?？”引發(fā)學(xué)生思考。接著，教師拿出一個(gè)籃球，讓籃球在桌面上滾動(dòng)，再次提問(wèn)：“現(xiàn)在籃球也在運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)和小車的運(yùn)動(dòng)描述起來(lái)有什么不同呢？籃球這么大，在描述它的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們能不能把它想象成一個(gè)很小的點(diǎn)呢？”通過(guò)這些問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，自然地引入本節(jié)課的主題——質(zhì)點(diǎn)和參考系。二、質(zhì)點(diǎn)概念講解（15分鐘）實(shí)例分析：提問(wèn)學(xué)生：“在研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小和形狀對(duì)我們研究它的公轉(zhuǎn)軌道和周期有影響嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生可能會(huì)回答影響不大。教師接著展示火車在長(zhǎng)距離行駛（如從北京到上海）的圖片，提問(wèn)：“那研究火車從北京到上海的行駛時(shí)間時(shí)，火車的長(zhǎng)度和車廂的形狀重要嗎？”學(xué)生討論后回答不重要。概念引出：教師總結(jié)學(xué)生的回答，引出質(zhì)點(diǎn)的概念：在某些情況下，我們可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就叫做質(zhì)點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，實(shí)際中并不存在真正的質(zhì)點(diǎn)，但在很多情況下，將物體看作質(zhì)點(diǎn)能大大簡(jiǎn)化對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的研究。對(duì)比區(qū)分：提問(wèn)學(xué)生：“質(zhì)點(diǎn)和我們數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)的點(diǎn)有什么區(qū)別呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考后回答，數(shù)學(xué)中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量，而質(zhì)點(diǎn)是有質(zhì)量的，它代表了物體的質(zhì)量集中在一個(gè)點(diǎn)上。三、判斷物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的條件探究小組討論：研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)、研究汽車在公路上行駛的速度、研究跳水運(yùn)動(dòng)員的跳水動(dòng)作、研究飛機(jī)從一個(gè)城市飛往另一個(gè)城市的飛行時(shí)間等，讓學(xué)生分組討論在這些情況下，物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，并說(shuō)明理由。小組匯報(bào)：每個(gè)小組推選一名代表發(fā)言，匯報(bào)小組討論的結(jié)果。例如，對(duì)于研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)，小組可能會(huì)認(rèn)為不能看作質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)橐芯科古仪蚋鞑糠值霓D(zhuǎn)動(dòng)情況，大小和形狀不能忽略；而研究飛機(jī)從一個(gè)城市飛往另一個(gè)城市的飛行時(shí)間時(shí)，可以看作質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)轱w機(jī)的大小和形狀相對(duì)于飛行的路程來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)?？偨Y(jié)條件：教師根據(jù)各小組的匯報(bào)，總結(jié)物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件：一是當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)；二是當(dāng)物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同，物體的大小和形狀對(duì)研究問(wèn)題沒(méi)有影響時(shí)，物體可以看作質(zhì)點(diǎn)。同時(shí)強(qiáng)調(diào)，一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì)，同一個(gè)物體在不同的問(wèn)題中，有時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)則不能。四、參考系概念講解生活實(shí)例引入：教師提問(wèn)學(xué)生：“同學(xué)們，當(dāng)你們坐在行駛的汽車?yán)?，看到路邊的樹木在向后移?dòng)，這是為什么呢？”學(xué)生回答因?yàn)槠囋谙蚯靶旭?。教師接著?wèn)：“那如果我們以汽車為標(biāo)準(zhǔn)，路邊的樹木就是運(yùn)動(dòng)的；但如果我們站在路邊，以地面為標(biāo)準(zhǔn)，樹木就是靜止的。這說(shuō)明了什么呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與所選的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。概念闡述：教師引出參考系的概念：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先要選定某個(gè)其他物體做參考，觀察物體相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化，這個(gè)被選作參考的物體叫做參考系。強(qiáng)調(diào)參考系的選擇是任意的，但選擇不同的參考系，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同。參考系選擇的影響：坐在行駛火車上的乘客，以火車為參考系是靜止的，以地面為參考系是運(yùn)動(dòng)的；天空中飛行的飛機(jī)，以地面為參考系在高速飛行，以與它同向同速飛行的另一架飛機(jī)為參考系則是靜止的。讓學(xué)生體會(huì)參考系選擇對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的重要性。五、參考系的選擇及應(yīng)用實(shí)例分析小組討論選擇：鳥兒在空中飛翔、輪船在大海中航行、運(yùn)動(dòng)員在跑道上跑步等，讓學(xué)生分組討論在這些場(chǎng)景中，選擇不同的參考系，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)如何描述。例如，對(duì)于鳥兒在空中飛翔，選擇地面為參考系，鳥兒是在做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)；選擇與鳥兒同向飛行且速度相同的無(wú)人機(jī)為參考系，鳥兒則是靜止的。實(shí)際應(yīng)用分析：教師講解一些參考系在實(shí)際生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用，如在航海中，船只以燈塔為參考系確定自己的位置和航向；在航天領(lǐng)域，衛(wèi)星以地球?yàn)閰⒖枷颠M(jìn)行軌道計(jì)算和姿態(tài)調(diào)整。引導(dǎo)學(xué)生思考這些應(yīng)用中選擇特定參考系的原因和好處。拓展思考：提問(wèn)學(xué)生：“在研究多個(gè)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何選擇合適的參考系來(lái)簡(jiǎn)化問(wèn)題呢？”例如，在研究?jī)奢v相向行駛的汽車的相遇問(wèn)題時(shí)，選擇地面為參考系和選擇其中一輛汽車為參考系，分析過(guò)程有什么不同。鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，分享自己的想法，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用參考系解決問(wèn)題的能力。六、課堂探究活動(dòng)案例分析：交通場(chǎng)景中的質(zhì)點(diǎn)與參考系案例展示：“研究汽車從路口一端行駛到另一端的時(shí)間，汽車能否看作質(zhì)點(diǎn)？以什么為參考系描述汽車的運(yùn)動(dòng)比較方便？”“觀察行人在路口的行走路線，選擇不同的參考系，行人的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)有什么不同？”小組分析：學(xué)生分組對(duì)案例進(jìn)行分析，討論并回答問(wèn)題。在分析過(guò)程中，運(yùn)用所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)和參考系知識(shí)，結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行思考。例如，對(duì)于研究汽車行駛時(shí)間，汽車可以看作質(zhì)點(diǎn)，以地面為參考系描述其運(yùn)動(dòng)；而觀察行人行走路線，選擇地面為參考系和選擇行駛的汽車為參考系，行人的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)截然不同。交流分享：各小組之間進(jìn)行交流，分享自己小組的分析思路和答案。教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)質(zhì)點(diǎn)和參考系概念的理解和應(yīng)用能力。七、例題判斷質(zhì)點(diǎn)問(wèn)題：在研究下列物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將物體看作質(zhì)點(diǎn)的是（）A.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)B.研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)C.研究汽車輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)D.研究體操運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作答案：B解析：研究乒乓球旋轉(zhuǎn)、汽車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)、體操運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作時(shí)，物體的形狀和大小對(duì)研究問(wèn)題影響很大，不能看作質(zhì)點(diǎn)；研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，地球的大小和形狀相對(duì)公轉(zhuǎn)軌道可忽略，能看作質(zhì)點(diǎn)。八、課堂總結(jié)歸納引導(dǎo)回顧：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括質(zhì)點(diǎn)的概念、物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件、參考系的概念、參考系選擇的任意性以及對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的影響等。讓學(xué)生閉上眼睛，在腦海中梳理一遍知識(shí)框架，強(qiáng)化記憶。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體問(wèn)題判斷物體能否看作質(zhì)點(diǎn)；參考系的選擇對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述至關(guān)重要，不同的參考系會(huì)導(dǎo)致不同的運(yùn)動(dòng)描述結(jié)果。提醒學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和生活中，要善于運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)和參考系的概念來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)。學(xué)生分享：邀請(qǐng)幾位學(xué)生分享自己在本節(jié)課中的學(xué)習(xí)收獲和體會(huì)，可以是對(duì)某個(gè)概念的深刻理解，也可以是在實(shí)驗(yàn)探究或案例分析中的有趣發(fā)現(xiàn)。教師對(duì)學(xué)生的分享進(jìn)行肯定和鼓勵(lì)，營(yíng)造積極的學(xué)習(xí)氛圍，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。九、課堂練習(xí)與講解單項(xiàng)選擇題坐在行駛的火車?yán)锏某丝?，看到路旁的樹木迅速后退，這位乘客選取的參考系是（）A.樹木B.地面C.火車D.迎面駛來(lái)的火車答案：C解析：乘客看到樹木后退，是因?yàn)橐宰约核诘幕疖嚍閰⒖枷?，樹木相?duì)于火車的位置在不斷變化，所以感覺(jué)樹木在后退。以樹木本身為參考系，樹木是靜止的；以地面為參考系，樹木也是靜止的；以迎面駛來(lái)的火車為參考系，樹木的運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜，不是迅速后退這種簡(jiǎn)單的描述。所以選C。多項(xiàng)選擇題以下關(guān)于質(zhì)點(diǎn)和參考系的說(shuō)法中，正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際并不存在B.只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)C.參考系的選擇是任意的，但通常選地面為參考系D.選擇不同的參考系，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述一定不同答案：AC解析：質(zhì)點(diǎn)是為了簡(jiǎn)化問(wèn)題而引入的理想化模型，實(shí)際中不存在，A正確；物體能否看作質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì)，不是僅由體積大小決定，體積大的物體在某些情況下也可看作質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤；參考系的選擇是任意的，在日常生活和大多數(shù)物理問(wèn)題中，通常選地面為參考系，C正確；選擇不同的參考系，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同，但也可能相同，比如兩個(gè)同向同速行駛的汽車，以其中一輛為參考系，另一輛靜止，以地面為參考系，它們都在運(yùn)動(dòng)，描述不同，但如果以另一輛同向同速行駛的汽車為參考系，描述就相同，D錯(cuò)誤。所以選AC。研究下列運(yùn)動(dòng)時(shí)，能將物體看作質(zhì)點(diǎn)的是（）A.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期B.研究火車通過(guò)一座橋梁的時(shí)間C.研究百米運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作D.研究從北京開往廣州的火車的速度答案：AD解析：研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期，地球的大小和形狀相對(duì)公轉(zhuǎn)軌道半徑可忽略不計(jì)，可看作質(zhì)點(diǎn)；研究火車通過(guò)一座橋梁的時(shí)間，火車的長(zhǎng)度不能忽略，不能看作質(zhì)點(diǎn)；研究百米運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作，要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員身體各部分的動(dòng)作細(xì)節(jié)，不能看作質(zhì)點(diǎn)；研究從北京開往廣州的火車的速度，火車的大小和形狀相對(duì)北京到廣州的距離可忽略不計(jì)，可看作質(zhì)點(diǎn)。所以選AD。五、五、教學(xué)反思本次《質(zhì)點(diǎn)參考系》教學(xué)，我以趣味實(shí)驗(yàn)開啟課程，成功激發(fā)學(xué)生興趣，引出主題。講解質(zhì)點(diǎn)概念時(shí)，結(jié)合地球公轉(zhuǎn)、火車行駛等實(shí)例，學(xué)生理解較好。在判斷物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的條件探究環(huán)節(jié)，通過(guò)小組討論與匯報(bào)，學(xué)生積極參與，基本掌握判斷要點(diǎn)。然而，教學(xué)中也存在不足。在講解參考系概念時(shí)，部分學(xué)生對(duì)參考系選