1.1 质点、参考系 教学设计 高中物理人教版(2019)必修第一册

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1.1 质点、参考系 教学设计 高中物理人教版(2019)必修第一册

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第1章 运动的描述
第1节 质点、参考系
一、学习任务
1.了解质点的含义,能将特定实际情景中的物体抽象成质点。
2.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义,体会运动的相对性和绝对性。
3.经历质点模型的建构过程,初步掌握建构物理模型的策略,树立具体问题具体分析的科学态度。
二、新知探究
知识点一:物体和质点
(一)梳理要点
1.质点的定义:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点称为质点。
2.把物体看作质点的条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。
3.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法。
(二)启发思考
运动员踢足球的不同部位,会使球产生不同的运动。足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉形弧线的一种运动。
问题1 在研究如何才能踢出“香蕉球”时,能把足球看作质点吗?
提示:不能。
问题2 研究什么样的问题可以把足球看作质点?
提示:研究足球从离脚到射进球门运动的轨迹时,可以忽略其大小和形状,把足球看作质点。
问题3 为什么要引入“质点”这一概念?
提示:为了便于描述运动。
问题4 什么样的物体可以看成质点?
提示:一个物体能否看成质点是相对的,是由所研究的问题决定的,要视具体情况而定,研究物体的运动时,若可以不考虑物体的大小和形状,就可以将物体看成质点。
(三)深化提升
1.对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,只占有位置而不占有空间,具有被代替物体的全部质量。
(2)质点是一种理想化模型,它是对实际物体的一种科学抽象。
2.物体能看成质点的条件
(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响,或者有影响但可以忽略不计,则可将物体看成质点。
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动,一般可看成质点。
(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动时,可把物体看成质点。
知识点二:参考系
(一)梳理要点
1.运动与静止
自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的,即运动是绝对的。
2.参考系
(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
(2)参考系对观察结果的影响:参考系可以任意选择,但选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,观察结果可能不同。
(二)启发思考
中国的动车组列车分为三大级别:高速动车组、一般动车组或中速动车组、低速动车组。将正高速行驶的动车中站立的“动姐”作为研究对象,
问题1 在火车站上的人来看,她们随动车以很大的速度快速运动,那动车上站立的“动姐”能感觉对方在高速运动吗?
提示:不能。
问题2 她们若观察窗外的景色,能感觉自己在高速运动吗?
提示:能。
问题3 她们为什么会有上述两种不同的感觉呢?
提示:选择的参考系不同。
问题4 由以上几个小题,你可以得到什么结论?
提示:对于同一个物体,选择不同的参考系,描述其运动情况的结果就不一定相同
(三)深化提升
1.参考系的四个特性
相对性 用来作参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的
任意性 参考系的选择具有任意性,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则
同一性 比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系
差异性 同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同
2.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的。在实际问题中,参考系的选择应从观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。
(2)研究地面上物体的运动时,一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系,此时参考系可以省略不写。
(3)研究某一系统中物体的运动时,常选系统为参考系。
(4)要比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系。
3. 处理参考系问题的三点技巧
(1)物体一旦被选为参考系,就认为它是静止的,意味着你站在这个物体上去观察其他物体。
(2)由于运动的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。
(3)不做特别说明的情况下,一般选取地面为参考系。
三、课堂小结
回归本节知识,自我完成以下问题:
1.物体可看成质点的条件是什么?
提示:物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。
2.实际物体可以视为质点的情况有哪几种?
提示:(1)物体的大小、形状可以忽略时。
(2)物体的转动在所研究的问题中不起主要作用时。
(3)研究平动物体的运动情况时。
(4)题目中有特殊说明的物体。
3.参考系的选取有哪些基本要求?
提示:①在实际问题中,以对研究对象的观测、描述及运算方便为原则选取参考系
②研究地面上物体的运动时,一般情况下选取地面或地面上静止不动的物体为参考系。
③比较不同物体的运动情况时,必须选取同一参考系。

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