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1.1《 质点 参考系》导学案
【教学内容分析】
在我们生活的世界中，运动无处不在：飞鸟掠过天空，汽车疾驰于公路，地球围绕太阳公转，甚至连我们自身也在不断移动。这些看似平常的现象背后，隐藏着物理学研究的核心——机械运动。本章将带领我们走进“运动的描述”这一基础而重要的领域，开启对自然界最普遍现象的科学探究之旅。
本节课学习的是第一章第一节《质点 参考系》，是整个高中物理力学部分的起点和基石。教材从日常生活中常见的运动现象入手，引导学生思考如何准确描述物体的运动状态。首先引入“质点”的概念：当物体的大小和形状对所研究的问题影响极小或可以忽略时，我们可以将其简化为一个具有质量的点，这个理想化的模型就是“质点”。例如，在研究地球绕太阳公转时，地球的直径远小于日地距离，因此可视为质点；而在研究飞机飞行姿态时，则不能忽略其结构与运动差异。这体现了物理学中“突出主要因素、忽略次要因素”的核心思维方法。
接着，教材深入探讨了“参考系”的重要性。任何运动都是相对的——我们说房屋静止，是因为以地面为参考；但若以太阳为参考，房屋随地球一起运动。同一物体在不同参考系下可能呈现不同的运动状态，这揭示了运动的相对性原理。通过“一江春水向东流”“太阳东升西落”等经典表述，帮助学生理解运动描述必须明确参照对象。此外，宋代诗人陈与义的诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，生动展现了古人对相对运动的朴素认知，也为课堂提供了跨学科的文化视角。
本节内容虽抽象，却极具启发性。它不仅是后续学习位移、速度、加速度等概念的前提，更是培养学生建立物理模型、发展科学思维的关键环节。通过对质点与参考系的深入理解，学生将学会从复杂现实问题中提炼出关键要素，构建理想化模型，从而实现从感性观察到理性分析的跨越。本课将融合情境探究、合作讨论与自主练习，引导学生在真实问题中建构知识体系，为整个必修一的学习打下坚实基础。
【学习目标】
物理观念：能说出质点的概念及其适用条件，理解参考系在描述运动中的必要性；能在具体情境中判断是否可将物体视为质点，并选择合适的参考系进行运动描述。
科学思维：能运用理想化模型思想分析实际问题，发展抽象概括能力；能够基于相对性原理解释生活中的运动现象，提升逻辑推理与批判性思维能力。
科学探究：通过设计实验情境（如列车行驶、足球旋转）开展小组讨论，提出可验证的问题，尝试用质点与参考系理论解释现象。
科学态度与责任：体会物理学中“简化复杂系统”的科学方法之美，增强对自然规律探索的兴趣；认识到科学研究需严谨、客观，尊重事实依据。
【学习重点】
理解并掌握“质点”这一理想化物理模型的定义及其成立条件。
明确“参考系”的作用，掌握如何根据问题选择恰当的参考系来描述物体的运动状态。
能够结合实例判断某一物体在特定问题中能否被看作质点，并说明理由。
请在横线上填写你的判断依据：
（1）研究地球公转时，可否把地球看成质点？_（是 / 否），原因是：____
（2）研究火车过桥过程中的车头与车尾运动差异时，能否把整列火车看成质点？_（是 / 否），原因是：____
【学习难点】
如何根据“所研究的问题”来决定一个物体是否可以被视为质点，这是学生最容易混淆的知识点。学生常误以为“体积小的物体一定可以看作质点”，而忽视了问题情境的重要性。
对“运动的相对性”缺乏直观体验，难以理解为何同一个物体在不同参考系下运动状态不同。例如，乘客在匀速行驶的列车中静止，但相对于地面却是运动的。
在面对复杂运动（如旋转+平动）时，无法准确判断整体运动是否可以用一个点来代表。
拓展思考题：
（1）当你坐在教室里听课时，你相对于讲台是_（运动 / 静止）的；相对于太阳是_（运动 / 静止）的。这说明了运动的_性。
（2）一辆正在转弯的自行车，它的前轮和后轮的运动轨迹不同。若要研究它整体前进的速度，是否可以把自行车看作质点？_（是 / 否），理由是：_______
【情境导入：生活中的运动谜题】
请观察以下三幅图示（文字模拟图形，实际教学中可用PPT展示）：
图1-1：蓝天背景下一群飞翔的雄鹰，翅膀上下扑动，身体向前飞行。
图1-2：一辆高速行驶的列车穿过隧道，车轮转动，车身移动。
图1-3：“香蕉球”在空中划出弧线轨迹，足球一边自转一边前进。
思考与讨论：
1. 若只关心雄鹰从A点飞到B点的位置变化，而不关心翅膀如何拍打，此时能否把它当作一个点来处理？_（是 / 否）
2. 列车在轨道上运行时，如果要计算它从北京开往上海所需时间，是否需要考虑车厢内部结构？_（是 / 否）
3. “香蕉球”之所以弯曲飞行，是因为足球在空中旋转，导致气流不对称。那么，在研究其轨迹时，能否忽略足球的旋转？_（是 / 否），为什么？_____
小组合作任务：
分别写出两个可以将物体视为质点的问题，以及两个不能视为质点的问题。
- 可视为质点的问题1：_______
- 可视为质点的问题2：______
- 不可视为质点的问题1：_____
- 不可视为质点的问题2：________
【核心概念解析：质点与参考系】
一、什么是质点？
定义：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，这样的点叫做质点。
关键点提示：
- 质点是一个理想化的模型，现实中不存在真正的“点状物体”。
- 是否能看成质点，取决于所研究的问题，而不是物体本身的大小。
实例 是否可视为质点 判断理由
地球绕太阳公转 ( ____ ) __________
研究体操运动员翻滚动作 ( ____ ) __________
汽车从广州开往深圳 ( ____ ) __________
探测器登陆火星表面 ( ____ ) __________
注意：即使物体很大，只要我们不关注其内部各部分的差异，也可以看作质点。反之，即使很小，若研究其转动或形变，则不能视为质点。
二、什么是参考系？
定义：为了描述物体的运动，必须选定一个作为标准的其他物体，这个物体称为参考系。
核心原则：
- 运动是相对的，没有参考系就没有“运动”的说法。
- 参考系可以任意选择，但应尽量使描述简洁方便。
- 常见参考系：地面、车厢、太阳、河岸等。
请完成下列填空题：
“月亮在云中穿行”是以____为参考系。
“坐地日行八万里”是以____为参考系。
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，“青山走”的参考系是____。
甲同学看到乙同学向右运动，而乙同学看到甲同学向左运动，说明他们选择的参考系分别是_和_。
两辆汽车同向匀速行驶，速度相同。若以其中一辆为参考系，则另一辆是____（运动 / 静止）的。
【深度探究：诗词中的物理智慧】
阅读宋代诗人陈与义的《襄邑道中》：
飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，不知云与我俱东。
问题链探究：
诗中“云不动”是因为诗人以____为参考系。
“云与我俱东”说明云和诗人都是向东运动的。这里“我”指的是谁？____（船 / 人 / 地面）
如果以地面为参考系，云是否真的不动？_（是 / 否），为什么？_____
该诗句体现了哪种物理思想？________
请你画出一幅简图来表示这首诗的运动情景（可手绘或文字描述）：
[示意图位置]
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
我的理解：________
【即时检测：课堂小练】
下列关于质点的说法正确的是（ ）
A. 只有体积很小的物体才能看成质点
B. 质点是一个理想模型，实际不存在
C. 任何做直线运动的物体都可以看成质点
D. 研究地球自转时，地球可以看成质点
关于参考系，下列说法错误的是（ ）
A. 描述物体运动时必须选定参考系
B. 参考系必须是静止不动的物体
C. 同一物体的运动，选择不同参考系，结果可能不同
D. 通常情况下，研究地面上物体的运动以地面为参考系
用细绳拴住一个小球在竖直平面内做圆周运动，若研究小球整体的运动轨迹，可否将其视为质点？_
（是 / 否）
理由：___________
一位乘客在行驶的高铁车厢中站立不动。他相对于_是静止的，相对于_是运动的。
请列举三个日常生活中利用“参考系”判断运动的例子：
（1）_______
（2）_______
（3）________
【拓展延伸：科学家的故事】
亚里士多德曾认为：“一切物体都趋向于其天然位置，重物下落快，轻物下落慢。”这一观点统治西方近两千年。直到伽利略通过斜面实验推翻了这一错误结论。
他在比萨斜塔上做过著名的自由落体实验（传说），发现不同质量的物体同时落地。
问：伽利略的实验为何能说明“运动是相对的”？
答：________
【课后作业】
基础巩固：
1. 完成课本第12页“练习与应用”第1~3题。
2. 用一句话解释“质点”和“参考系”的区别：
实践应用：
3. 观察一段短视频（如地铁进站、篮球投篮、无人机飞行），记录下你看到的三个运动现象，并分别指出它们的参考系。
- 现象1：____，参考系：_
- 现象2：____，参考系：_
- 现象3：____，参考系：__
创新挑战：
4. 设计一个实验方案，验证“同一物体在不同参考系下的运动状态不同”。要求写出实验器材、步骤、预期结果。
- 实验名称：____
- 器材：___
- 步骤：
① ___
② ____
③ ___
- 预期结果：___
【即时检测答案：课堂小练】
下列关于质点的说法正确的是（ B ）
A. 只有体积很小的物体才能看成质点
B. 质点是一个理想模型，实际不存在
C. 任何做直线运动的物体都可以看成质点
D. 研究地球自转时，地球可以看成质点
关于参考系，下列说法错误的是（ B ）
A. 描述物体运动时必须选定参考系
B. 参考系必须是静止不动的物体
C. 同一物体的运动，选择不同参考系，结果可能不同
D. 通常情况下，研究地面上物体的运动以地面为参考系
用细绳拴住一个小球在竖直平面内做圆周运动，若研究小球整体的运动轨迹，可否将其视为质点？是（是 / 否）
理由：只需关注小球质心的轨迹，不涉及转动细节，可视为质点
一位乘客在行驶的高铁车厢中站立不动。他相对于车厢是静止的，相对于地面是运动的。
请列举三个日常生活中利用“参考系”判断运动的例子：
（1）司机看后视镜判断后方车辆是否靠近 → 以车为参考系
（2）乘客感觉窗外景物在后退 → 以车为参考系
（3）看日出时太阳“升起” → 以地面为参考系
【拓展延伸：科学家的故事答案】
亚里士多德曾认为：“一切物体都趋向于其天然位置，重物下落快，轻物下落慢。”这一观点统治西方近两千年。直到伽利略通过斜面实验推翻了这一错误结论。
他在比萨斜塔上做过著名的自由落体实验（传说），发现不同质量的物体同时落地。
问：伽利略的实验为何能说明“运动是相对的”？
答：伽利略发现，无论物体质量大小，自由下落的加速度相同，这表明下落过程不依赖于物体本身性质。同时，若以某物体为参考系观察另一个物体的下落，其运动状态会因参考系不同而变化，这正体现了运动的相对性本质。
【课后作业答案】
基础巩固：
1. 完成课本第12页“练习与应用”第1~3题。
2. 用一句话解释“质点”和“参考系”的区别：
质点是忽略大小形状的理想模型，用于简化物体运动；参考系是描述运动的标准物体，决定了“运动”是否成立。
实践应用：
3. 观察一段短视频（如地铁进站、篮球投篮、无人机飞行），记录下你看到的三个运动现象，并分别指出它们的参考系。
- 现象1：地铁进站减速，乘客身体前倾 → 参考系：车厢
- 现象2：篮球投篮后沿抛物线飞行 → 参考系：地面
- 现象3：无人机悬停空中 → 参考系：地面
创新挑战：
4. 设计一个实验方案，验证“同一物体在不同参考系下的运动状态不同”。要求写出实验器材、步骤、预期结果。
- 实验名称：观察小车在传送带上的相对运动
- 器材：小车、电动传送带、摄像头、刻度尺
- 步骤：
① 将小车放在静止的传送带上，拍照记录位置
② 启动传送带，让小车随带移动，再次拍照
③ 从传送带固定摄像机视角拍摄，再从地面固定摄像机拍摄
- 预期结果：以传送带为参考系，小车静止；以地面为参考系，小车运动。证明运动状态随参考系改变。

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