人教版必修一 第一章 运动的描述 质点 参考系和坐标系 教学设计

资源下载
  1. 二一教育资源

人教版必修一 第一章 运动的描述 质点 参考系和坐标系 教学设计

资源简介

运动的描述
1、质点 参考系和坐标系
【教学目标】
一、物理观念
1、通过在实际情境中建构质点模型,理解质点的含义,知道将物体抽象为质点的条件,能将实际情境中的物体抽象成质点;
2、通过在实际情境中描述物体的运动,理解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。结合实例理解在不同参考系中对同一运动的描述可能不同,体会运动的相对性;
3、通过将实际情境中的物体抽象为质点的过程,引导学生从物质观念深刻理解质点模型的建构过程;
4、通过在实际情境中描述物体的运动过程,引导学生从运动观念对质点和参考系概念有更深刻的认识。
二、科学思维
1、经历质点模型的建构过程,体会建模思想,认识物理模型在探索自然规律中的作用,发展学生模型建构能力;
2、通过在真实情境中根据具体问题讨论判断是否可以把研究对象抽象为质点,引导学生感受基于问题和情境建构物理模型的抽象概括过程,使分析综合、推理论证等科学思想逐步内化为学生的基础思维方式。
三、科学探究
通过探究设计太阳系地球公转轨迹图和设计实验观察物体的运动形式的活动,描述物体在不同参考系下的运动状态变化,发展学生基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判的能力,发展学生提出问题、分析问题、合作交流的能力。
四、科学态度与责任
通过绘制研究星体运动问题的轨迹示意图和描述实际生活中物体运动规律的活动,培养学生实事求是、精益求精的科学态度。
【教学重点】
1、理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法。
2、在研究具体问题时,如何选取参考系。
3、如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
【教学难点】
1、质点概念的建构,建立质点概念所采用的抽象思维方法及将一个实际的物体抽象为质点的条件。
2、正确描述不同参考系中运动的相对性。
【重难点教学策略】
教学中,通过设计丰富的探究活动和有效的核心问题,帮助学生建构“质点”和“参考系”的科学概念,在运用概念解决实际问题的过程中提升学生对概念建构的必要性和重要意义的认识。
可以通过设计演示实验、观看录像等方式让学生观察实际物体的运动,通过问题引领,逐步让学生从物理学角度认识运动的种类,知道如何选择研究对象进行科学描述,了解哪些物理量可以对运动进行描述,通过绘制太阳系地球公转轨道示意图活动使学生逐步建构“质点”的概念,认识到“质点”理想物理模型建构的条件和必要性。通过讨论“香蕉球”问题,让学生学以致用,深人理解简化“质点”的条件。通过学生自主选择研究对象和设计研究问题的活动发展学生建构质点模型的能力。
【教学过程】
【新课引入】基于情境,提出问题
情境任务一、观察和描述生活中物体的运动实例。
情境 1: 播放生活中物体做不同形式运动的录像或展示不同形式运动的图片
问题1:录像或图片中你观察到了哪些运动形式
情境 2:学生利用现有物品在黑板上进行各种可能运动形式的演示
情境 3:选择一个物体进行具体运动过程的描述
问题2:为了准确详细地描述物体的运动,我们可以使用哪些初中学过的物理量
问题3:描述过程中你遇到了哪些困难
教师活动:帮助学生解决他们在描述物体运动时遇到的困难;简单介绍本章将要学习的物理量;进一步引导学生思考是否可以将物体抽象为一个点来描述。
情境任务二、解决如何能更准确地描述物体运动的问题。
情境 1:播放录像(雄鹰展翅飞翔的片段)
问题1:如何用物理语言准确描述一只雄鹰的运动过程?
情境 2:针对描述过程中出现的困难,深入讨论解决困难的办法。
教师活动:在学生描述遇到的困难时,提出以下可探究讨论的问题:
(1) 为了更好地描述运动,应该如何将形态各异的物体抽象化?
(2) 物体抽象为一个简单的点是否可行?
(3) 把一个物体抽象为一个点的条件是什么呢?
(4) 体积大、运动过程复杂的物体一定不能抽象为一个点吗?
(5) 描述抽象化后的物体运动,要不要确定相对哪个物体做运动?
(6) 选择不同的参照物时,同一个物体的运动形式是否会发生变化?
(7)解决具体问题时,怎样选择参照物更科学合理?
学生交流讨论后,制订研究计划,确定本节课的主要探究任务如下:
探究任务一、物体可否抽象为一个点
探究任务二、如何判定物体是否做机械运动
设计意图:通过引导学生描述生活中物体的运动,以问题的形式归纳出描述过程中遇到的困难,引导学生思考可以通过怎样的方法解决遇到的困难,进而引导学生通过理想化方法抓住主要矛盾忽略次要矛盾,从而实现对实际问题的精确描述,让学生体会到理想化方法在解决物理问题时的重要作用,逐步提升学生运用科学分析方法解决物理问题的能力。
【新课教学】分析问题,展开探究
探究任务一、物体可否抽象为一个点
情境1:针对学生描述雄鹰运动的过程展开分析和讨论。
设计意图:质点是一个理想模型,模型建构是科学思维的重要组成部分,我们通过实验演示和录像展示,在真实情境中通过问题的引领,使学生在感性认识的基础上进行理性的思维,通过对需要解决的问题进行深入分析,逐步培养学生建构模型的能力。课堂上通过各种实际运动例子的分析,使学生体会到在解决某些问题时我们可以将研究对象筒化成一个“点”来描述,进而逐步建构质点的科学概念。后续通过让学生思考挖掘生活中的实例,自己创设问题来深入体会质点简化的条件,思考过程逐层递进、不断深入。
情境2:播放天体运动(地球公转自转)的视频。
学生活动:观看录像后根据具体数据选择适当比例尺在白纸上进行绘图,通过绘制地球公转示意图活动,概括物体抽象为质点的条件。
教师提供一张大纸,并提供如下数据:太阳半径约为 695 500 千米,地球半径约为 6400 千米,地球公转过程中近日点日地距离约为 147100000 千米,远日点日地距离约为 152100000 千米。
问题1:地球绕太阳公转时,地球上各点的运动情况相同吗 差异大吗 能把地球简化成一个点来研究它公转时的运动吗 研究地球自转呢
问题2:一列火车在平直轨道上行驶时,它各部分的运动情况相同吗 如果只研究它从北京行驶至上海的运动轨迹,是否可以用一个点的运动代替整列火车的运动
问题3:一个物块在斜面上向下滑动,它各部分的运动情况相同吗 可以用一个点的运动代替整个物块的运动吗 中味
问题4:研究对象可以简化成一个点的条件是什么
问题5:一列火车可以看成质点吗
问题6: 物块下滑可以看成质点吗
问题7: 一个物体可以抽象为质点的条件是什么
学生总结:1、质点的概念;
2、一个物体可以看做质点的条件。
探究任务二、如何判定物体是否做机械运动
情境1:播放录像,展示汽车的相对运动;
情境2:播放录像,火车出站时与站台和静止火车的相对运动。
问题1:举例说明什么是“参照物”,并谈谈它的重要性。
问题2:为什么火车上的人无法判断是自己坐的火车起动了还是旁边的火车起动了?
探究活动:
探究1:假设一个人坐在匀速行驶的火车上,分别以火车和地面作为参考系,人是运动的还是静止的?
探究2:如果人沿火车前进的相反方向匀速行走,分别以火车和地面作为参考系,人是运动的还是静止的?
探究3:如果人竖直向上跳起,分别以火车和地面作为参考系,人是运动的还是静止的?
探究4:如果人手里拿着一个物体,当人松手后,分别以火车和地面作为参考系,物体是运动的还是静止的?
探究5:如果人手里拿着两个上下摞在一起的木块,当人松手同时释放两个木块后,分别选择下面的木块、火车、地面为参考系,则上面的木块是运动的还是静止的?
设计意图:参考系的选择在运动的描述中非常关键,我们描述物体运动时,首先要选择恰当的参考系。当我们选择不同的参考系描述同一个物体的运动时,运动规律往往是不同的。教学中我们通过录像展示生活中运动相对性的例子,并鼓励学生利用简单器材设计实验演示相对运动,其目的是让学生更真实地感受生活中无处不在的运动相对性现象,并在设计演示实验的过程中提高学生实验探究的意识和能力。
学生总结:1、参考系
2、运动的相对性
小结巩固 拓展应用
鼓励学生归纳总结梳理本节课的重点问题,并能对核心问题进行提纲挈领的回答。
核心问题:运动的描述
问题1:质点的概念
问题2:研究对象抽象为质点的条件
问题3:研究对象和参考系的选择
问题4:运动的相对性
拓展问题1:如何深度理解物体抽象为质点的条件
拓展情境1:播放“香蕉球”录像并提出思考问题。
(1)研究如何才能踢出“香蕉球”时,能把足球看成质点吗?
(2) 研究什么样的问题时可以把足球看成质点?
学生活动:观看录像后讨论“香蕉球”问题,概括物体抽象为质点的条件。
拓展问题2:你认为质点模型构建的方法和意义是什么
拓展情境2:播放乒乓球比赛的录像并提出思考问题。
设计意图:在讨论中构建出质点的概念,并通过实际情境中实际问题的讨论,总结归纳出物体抽象质点的条件,并引领学生运用条件解决遇到的新问题,学以致用,深化理解,使学生从物质观念的视角1质点概念有更深刻的认识。可以使学生通过分组讨论等学习方式解决实际问题,在这个过程中学生经)质点模型的建构过程,初步体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用。引导学生感受基于经验事实建构物理模型的抽象概括过程,使分析综合、推理论证等科学思想逐步内化为学生的基础思维方式。
板书设计:      第一节  质点  参考系和坐标系
一、质点 1、定义:用来代替物体的有质量的点叫质点 。
2、实物简化为质点的条件: 物体的大小和形状对研究的问题的影响可忽略不计。
理想模型:抓住主要因素,忽略次要因素
二、参考系 1、选来作为标准的另外的物体叫做参考系。
2、选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同。
3、选择的原则:观测方便和使运动的描述尽可能简单
三、坐标系: 为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系.
【作业设计】

展开更多......

收起↑

资源预览