1.1 参考系 时间 质点(课件+讲义)

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1.1 参考系 时间 质点(课件+讲义)

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(共15张PPT)
第一章 描述运动的基本概念
参考系 时间 质点
教科版 · 物理必修第一册 | 高中一年级
龙正中学 曾晓霞
这节课,我们要一起回答三个问题
01
坐在摩托车上看树往后退,站在路边看树不动——为什么?
02
"第3秒末"和"3秒内"说的是一回事吗?
03
摩托车从村口到乡场,能不能把它缩成一个点?
带着这三个问题进入今天的学习
村口天天发生的一件怪事
你站在村口路边
· 路边的树——不动
· 远处来的摩托车——在靠近
· 骑车的人——在动
你坐在摩托车上
· 骑车的人——不动
· 路边的树——往后退
· 对面来的车——在靠近
同一棵树,一会儿不动、一会儿往后退——差别出在哪儿?
答案就两个字:参考系
参考系:研究物体运动时,选作参照的物体(参照物),以及与它保持相对静止的物体组成的系统。
· 选路边的树当参考系 → 摩托车在动,树不动
· 选摩托车上的人当参考系 → 树在后退,骑车人不动
· 不特别说明时,默认以地面为参考系
同一辆摩托车,三个人三种说法
路边走路的人
摩托车从面前开过去,速度很快。
坐在后座的人
摩托车没动,路两边的树在往后跑。
对面开车的人
摩托车迎面冲过来,速度比平时快一倍。
选不同的参考系,对同一运动的描述可能不同——这就是运动的相对性。
参考系怎么选?三条规矩
1
原则上任意选——选谁都可以,但选得巧,问题就简单。
2
选不同的参考系,运动描述可能不同——但结论都对,只是说法不一样。
3
没说就默认地面——做题时题目没提参考系,就是以地面为标准。
"几点上课"和"上一节课多久"——不是一回事
时刻——某一瞬间
· 早上 7:30 到校
· 8:00 打铃上课
· 12:00 放学
在时间轴上是一个点
时间(时间间隔)——一段
· 一节课 45 分钟
· 从家走到学校 15 分钟
· 上午四节课 2 小时
在时间轴上是一段线段
时刻 = 时间轴上的点;时间间隔 = 两点之间的距离,Δt = t t
在时间轴上,这些说法分别指哪儿?
· 第 n 秒末 = 第 (n+1) 秒初(同一个点)
· 第 n 秒内 = 从第(n-1)秒末到第n秒末,时长 1 s
· 前 n 秒内 = 从 0 到第n秒末,时长 n s
摩托车从村口到乡场,要不要管它有多长?
村口到乡场 8 公里,摩托车长 1.5 米。研究"从村口到乡场要多久"时,摩托车本身的长度、形状、轮子转不转——需要管吗?
不用——把摩托车缩成一个有质量的点来研究就行。这个点就叫"质点"。
质点:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个有质量的点。实际不存在,是一种理想化模型。
什么情况下,物体能当成一个点?
条件一:物体各点运动情况相同(平动),可以用一个点代表整体。
例:拖拉机在田里直线开,各点走得一样快。
条件二:物体的大小和形状对所研究问题影响很小,可以忽略。
例:研究地球绕太阳公转,地球大小对日地距离可忽略。
关键:能不能看成质点,不取决于物体本身大小,而取决于研究什么问题。
同一个物体,有时候能当点,有时候不能
能看成质点
· 研究摩托车从村口到乡场的时间
· 研究地球绕太阳公转一圈多久
· 计算子弹飞过一块地的时间
物体尺寸远小于研究范围
不能看成质点
· 研究摩托车怎么拐弯(要管轮子)
· 研究地球自转(昼夜变化)
· 研究子弹穿过一张纸的时间
物体形状/大小正是研究对象
大东西(地球)有时能当点,小东西(子弹穿过纸)有时不能——看研究什么。
质点是一种"理想化模型"
方法:突出主要因素,忽略次要因素,把实际物体抽象成简单模型来研究。
实际中没有"只有质量没有大小"的点,但这种简化让问题变得好算。
· 初中物理里的"光滑水平面"也是理想化模型
· 以后学的"匀速直线运动""自由落体"都是这种方法
· 这是物理学最基本的研究方法之一
练一练:下面哪些能看成质点?
A. 研究三轮车从村开到乡场的时间
B. 研究三轮车怎么拐弯(要管车斗倾斜)
C. 研究地球绕太阳公转
D. 研究乒乓球的旋转发球
E. 研究举重运动员的举起动作
F. 计算子弹从枪口到靶心的飞行时间
答案:A、C、F 能看成质点;B、D、E 不能。
这节课,记住"三个一"
一
个参考系:描述运动先选参照,默认选地面
二
对概念:时刻是点,时间是线段;第n秒末=第(n+1)秒初
三
个质点:大小形状可忽略时才能当点,是理想化模型
课后作业
1. 课本第 1.1 节练习第 1、2、3 题。
2. 观察任务:上学路上,分别以走路的人、骑车的人、坐在班车上的人三种角度,描述路边同一棵树的运动情况,写下来。
下节预告:我们怎么精确描述物体位置的变化?参考系 时间 质点 教案
选用教材 教育科学出版社(2019版)必修第一册 授课对象 农村中学高一学生
课时 1课时(45分钟) 授课方式 讨论+举例+练习
一、教学目标(核心素养)
物理观念:知道参考系的概念,理解运动的相对性;能区分时刻与时间间隔;理解质点的概念和理想化模型方法。
科学思维:能根据研究问题判断物体能否看作质点;能在具体情境中选择合适的参考系;能在时间轴上正确标出时刻和时间间隔。
科学探究:通过“村口看摩托车”的真实情境讨论,经历“提出问题—选择参照—描述运动”的探究过程。
科学态度与责任:体会物理就在身边(村道、赶集、上学路);养成分析问题先选参考系、判断问题先看研究对象的思维习惯。
二、教学重难点
重点:参考系的概念与选择原则;质点的概念及看作质点的条件。
难点:运动的相对性理解;“第n秒末”与“第n秒内”的区分;同一物体在不同问题中能否看作质点的判断。
三、教学过程(45分钟)
教学环节
(时间) 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入
(5分钟) 【生活引入】同学们每天上学、赶集走在村道上,一定有过这种经历:你站在路边,摩托车嗖一下开过去;可你坐在摩托车上,路边的树却在往后退。提问:同一棵树,为什么一会儿不动、一会儿往后跑? 结合自己的见闻抢答。 用农村学生天天经历的事制造认知冲突,引出参考系。
参考系概念
(8分钟) 讲解参考系定义:选作参照的物体及相对静止的物体。举例:选地面为参考系、选摩托车为参考系。强调:参考系任选,默认选地面;选不同参考系,运动描述可能不同。 记笔记;判断“以坐车人为参考系,树在动”对不对。 建立参考系概念,突破运动相对性。
参考系练习
(7分钟) 例题:三个人看同一辆摩托车(路边人、后座人、对面开车人),分别怎么描述?判断题:运动描述与参考系有关(√);必须选地面(×)。 同桌讨论,举手回答。 巩固参考系选择与相对性。
时间时刻
(8分钟) 从“几点上课”“一节课多久”引入。时刻=时间轴上的点;时间间隔=两点之间的线段。Δ t=t -t 。在时间轴上标出第1s末、第2s末、第2s内、前2s内。 在时间轴草稿纸上跟着画。 用上课作息类比,区分点和线段。
时间概念辨析
(5分钟) 重点辨析:第n秒末=第(n+1)秒初;第n秒内=1秒间隔;前n秒内=n秒。做两道填空题。 口算回答。 突破“末/内”这个易错点。
质点概念
(7分钟) 提问:摩托车从村口到乡场8公里,车长1.5米,研究行驶时间时管不管车长?引出质点定义。讲两个条件:平动;大小形状可忽略。强调:能不能当点看研究什么问题。 思考回答。 从农村场景抽象出质点模型。
质点判断练习
(3分钟) 判断:研究三轮车从村到乡场(能);研究三轮车拐弯(不能);研究地球公转(能);研究乒乓球旋转(不能)。总结:理想化模型方法。 快速判断。 巩固质点条件。
小结作业
(2分钟) 小结三个概念:参考系、时刻/时间、质点。作业:课本练习1-3题;观察上学路上三种参考系下树的运动。 复述要点。 收束全课。
四、板书设计
1.1 参考系 时间 质点
一、参考系 二、时刻与时间 三、质点
选作参照的物体 时刻 = 点 有质量的点
任选,默认地面 时间 = 线段 条件:大小可忽略
运动是相对的 第n秒末=第n+1秒初 理想化模型参考系 时间 质点 教学设计
一、教材分析
本节是高中物理第一课,是整个力学的基础。教材从生活中常见的运动描述引入,依次建立参考系、时刻与时间间隔、质点三个基本概念。参考系解决“选谁当标准”的问题;时刻和时间间隔解决“说哪一瞬间、哪一段”的问题;质点解决“物体能不能缩成一个点”的问题。三个概念共同构成描述运动的语言工具,为后续速度、加速度、位移等内容铺路。
二、学情分析(农村中学高一)
农村学生天天骑摩托车、坐班车、赶集走路,对“路边树往后退”“对面车来得快”有切身感受,这是建立参考系概念的好素材。但学生第一次接触物理的“理想化模型”思想,容易以为“只有小东西才能当质点”,需要用“地球公转能当点、乒乓球旋转不能”来纠正。时间轴上的“末/内”辨析也是易错点,学生口语里“3秒”常指3秒内,物理里要严格区分。
三、教学目标
物理观念:能说出参考系、质点的定义;区分时刻与时间间隔。
科学思维:能根据具体问题选择参考系,判断物体能否看作质点。
科学探究:通过村口看摩托车的情境讨论,体验运动描述的相对性。
科学态度与责任:体会物理概念来自生活,养成严谨的时间和空间观念。
四、教法学法
教法:情境导入法(村道真实场景)、对比教学法(不同参考系对比、时刻与时间对比)、讨论法。
学法:从生活经验出发,通过举例、辨析、作图建立概念。
五、教学过程设计
环节 主要内容 设计意图
导入(5′) 村口看摩托车:站路边看树不动,坐车上看树后退 用真实经验制造冲突
参考系(15′) 定义、任选原则、默认地面、三人看摩托车例题 建立相对性认识
时间时刻(13′) 时刻=点,时间=线段;时间轴标第n秒末/第n秒内 区分易混概念
质点(10′) 摩托车到乡场能否缩成点;两个条件;地球/乒乓球对比 建立理想化模型思想
练习(2′) 判断6个物体能否当质点 当堂巩固
小结(0) 参考系、时刻时间、质点三概念收束 形成知识框架
六、教学评价
过程性评价:参考系判断、时间轴标注、质点判断三个节点即时反馈。
结果性评价:课后练习1-3题;观察任务要求学生用三种参考系描述同一棵树的运动。
七、预设反思
学生可能误以为“物体小才能当质点”,需用“地球公转能当点”破除;“第n秒末”与“第n秒内”的口语混淆需通过时间轴反复练习纠正。农村情境要适度,重点在概念建立。

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