资源简介

《质点
参考系和坐标系》
教材分析
本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
教学目标
1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
教学重点
1、在研究问题时，如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
教学难点
在什么情况下可把物体看出质点
教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
在研究某一问题时，对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？
如：光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。质点，并完成下列问题：
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点
填写：
（1）质点就是没有
，没有
，只具有物体
的点。
（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？
（3）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？
（4）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？
（5）运动的质点通过的路线，叫质点的运动
；
是直线，叫直线运动；
是曲线，叫
。
共评：质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的，可把汽车看作质点。而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点。
2、（1）参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系。
（2）选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同
举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样。
举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的
……
（3）总结：参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。
3、坐标系
如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。
一般来说，为了定量地描述物体的位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系
教学中注意以下几点：
（1）坐标系相对参考系是静止的。
（2）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位、
（3）用坐标表示质点的位置。
（4）用坐标的变化描述质点的位置改变。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了质点
参考系和坐标，那么，在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
课堂小结
本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。
为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，极坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。
明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。《质点
参考系和坐标系》
【三维目标】
知识与技能
１．认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
２．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
３．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。
过程与方法
１．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
２．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。
３．体会用坐标方法描述物体位置的优越性。
情感态度与价值观
１．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
２．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
３．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点
１．理解质点概念以及初步建立质点要点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
在什么情况下可以把物体看作质点。
课时安排
１课时
教学过程
导入
我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。
机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。
新课教学
一、物体和质点
问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？
引导学生分析：
１．描述起来有什么困难？
２．我们能不能把它当作一个点来处理？
３．在什么条件下可以把物体当作质点来处理？
小结
１．只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。
２．质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。
３．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
４．一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。
学生讨论：１。是不是只有很小的物体才能看作质点？
２．地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？
３．物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
二、参考系
导入
坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？
学生活动
让学生观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题
１．得出什么结论？
２．就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）
目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。
小结
１．参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。
２．运动和静止都是相对的。
３．参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。
学生讨论：１。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走
２．月亮在莲花般的云朵里穿行
３．坐地日行八万里，巡天遥看一千河
在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。
三、坐标系
创设实例：从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。
提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。
教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。
学生讨论
教师总结
１．为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。
２．对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。
３．位置的表示方法，例：x=5m。
学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？
小结
可以建立一个直角坐标系，此时可以用（x，y）表示物体的位置。
巩固练习
1．下列物体能看做质点的是
（
）
A．沿着斜面下滑的木块
B。研究斜面上的木块是下滑还是翻滚
C。电扇的叶片
D。自转中的地球
2．下列关于质点的说法中，正确的是（
）
A．地球很大，一定不能看做质点
B。原子核很小，一定能看做质点
C。同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点
D。质点是一种理想化模型，无实际意义
３．下列说法中正确的是（　　　　）
Ａ。研究物体的运动，首先必须选定参考系
Ｂ。参考系必须选择地面
Ｃ。研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的
Ｄ。选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
４．诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为（　　　　）
Ａ。船和山　　　　　　　Ｂ。山和船
Ｃ。地面和山　　　　　　Ｄ。河岸和流水
布置作业
教材第13页问题与练习《质点
参考系和坐标系》
教学目标
：
（一）知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点.知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法.
2.理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系.
3.认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用.
（二）过程与方法
1.体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生将生活实际与物理概念相联系，通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中自主升华为物理中的概念.
2.通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法.让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力.
3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性，可用不同的方法设计实验并体会比较，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.
（三）情感态度与价值观
1.认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性.培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神.
2.通过质点概念和参考系的学习，体会物理规律与生活的联系.
3.渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想.
4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.
5.通过本节学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣.
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：在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件.
教学方法：类比法
教学用具：录像资料、多媒体课件
教学过程：
（一）新课引入
师：请同学们观看一段录像后思考问题（有关运动的话题）.
（放映录像）选择有关反映物体运动的画面播放给学生看（可搜集整理电视片《科技之光》和《动物世界》中的图像）.如：雄鹰、小鸟在空中飞翔，飞机在天空中划过，行星、卫星在宇宙中运行，航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照，汽车在公路飞驰，轮船在海水中搏击海浪。……
师：雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子等.请大家根据刚才观看的录像片，回顾初中学过的机械运动，提出一些关于运动的话题.
生1：宇宙中一切物体都处在永恒的运动中.
生2：运动是绝对的，静止是相对的.
生3：物体空间位置随时间的变化就是机械运动，片中记录了大量物体的运动情景.
生4：描述物体的运动要选择参照物.
生5：“坐地日行八万里”，我怎么没感觉到呢？
……
教师总结学生发言，引入新课。
（二）新课教学
1、物体和质点
针对上面看过的录像，老师提出问题：
详细描述物体的运动有什么困难？
我们需要了解物体各部分运动的区别吗？
学生讨论：
要准确描述物体的运动，特别是物体各部分的详细运动情况，并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般并不一样.
师：在刚才看过的录像片中，我们见到了杨利伟，看到了“神舟”五号.据报道，“神舟”五号飞船载人舱长7.4
m，直径2.8
m，用长58
m、重达480
t的“长征”2号火箭发射.升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点.科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？
生：不需要，我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀！
引入质点：用来代替物体的有质量的点.根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法.
引子：乒乓球小而轻，直径仅4
cm，质量约2.7
g.运动员研究各种旋转球的打法时，要关注球的受力部位和受力方向对旋转的影响.这种情况下，必须考虑到球的大小和形状，不能把它简化为一个点.
讨论与交流：
1.地球是一个庞然大物，直径约为12
800
km，与太阳相距1.5×108
km.研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点 研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点
参考答案：若研究地球绕太阳公转时，由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多，则可以把地球看作质点；但若研究地面上各处季节变化时，则不能把其看作质点.
2.撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程.
（1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点？
（2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？
（3）测量其所跳高度（判断其是否打破纪录）时，能否将其看成质点？
参考答案：（1）不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作，也就是说不能忽略运动员的形状和大小.（2）能，分析助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作.（3）能.
3.物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处？
参考答案：相同之处为：都是没有形状和大小的点.不同之处为：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对的小”.
师：请同学们对质点进行小结：
生：对质点小结：
1.质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型.
2.质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.
3.一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.
4.一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质.即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.
2、参考系
引子：请你设想一下，你和一位同伴正坐在火车中去旅行.铁路边的人看到火车中的乘客在飞快地离去，而乘客自己却认为自己是静止的.
教师可展示Flash动画课件，动画内容描述为：
两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车，大声叫喊，
“唉呀!你看他们跑得真快啊!”
车中的人对司机说：“你动了吗？”
引导学生分析片中的对话.为什么路边的同学说车上的人跑得快？为什么车中的一个人又认为他和司机没有动？
投影教材中的图1.1－3图，让学生自己分析，教师加以引导.
生1：车中两个小孩都是静止的，他们都没动.
生2：这两个小孩是运动的，因为在车窗玻璃上有几个线条表示“风”，这是画家描述运动时常用的手法.
师：两个小孩和车都是运动的，这是相对地面来说的，而两个小孩之间是相对静止的，他们的相对位置没有改变.
师：平时我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的.坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢作标准来说的.在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体——参考系.
参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系.
课堂探究：
一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，则直升机相对于地面的运动情况是怎样的？
参考答案：跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，是以自己作参考系，即以跳伞运动员为标准，它们间的距离在不断增大.如果以地面为参考系，这种情况的出现有以下几种可能性：（1）直升机静止在空中不动；（2）直升机向上升；（3）直升机下落，但速度比跳伞运动员慢.以上三种情况都能使跳伞运动员与直升机间的距离不断增大.因此，跳伞运动员无法根据自己看到的现象来判断直升机相对于地面的运动情况.
师：参考系可以任意选择吗？
将教材图1.1－4做成动画课件，展示给学生，鼓励学生分析其中的对话.
说明：为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系叫做参考系.如果物体相对于参考系的位置在变化，则表明物体相对于该参考系在运动；如果物体相对于参考系的位置不变，则表明物体相对于该参考系是静止的.同一物体相对于不同的参考系，运动状态可以不同.在运动学中，参考系的选择可以是任意的.研究和描述物体运动，只有在选定参考系后才能进行.如何选择参考系，必须从具体情况来考虑.例如，一个星际火箭在刚发射时，主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参考系.但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为研究方便，便将太阳选作参考系.为研究物体在地面上的运动，选地球作参考系最方便，例如，观察坐在飞机里的乘客，若以飞机为参考系来看，乘客是静止的；若以地面为参考系来看，乘客是在运动.因此，选择参考系是研究问题的关键之一.
组织学生小结并作好适时适度的引导：
（1）运动和静止都是相对于参考系的.
（2）参考系的选取是任意的.
（3）选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样.
（4）选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便.
（5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义.
3、坐标系
展示问题：
有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点.在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位.
要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系.如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述.
课堂探究
创设一个实例让学生思考，可以结合本地实际选取相应的例子.
参考示例：
如图1－1－1所示，一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向，思考汽车的位置随时间怎样变化？
问题：
1.如何选择坐标轴和正方向？
2.如何选择坐标原点？
3.如何确定坐标轴上的刻度值？
图1－1－1
师：对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点.
师：画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度.
课堂训练：
一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
–4
–1
–7
1
（1）请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置.
图1－1－2
（2）哪个时刻离坐标原点最远？有多远？
参考答案：（1）如图1－1－3标注：
图1－1－3
（2）在第4
s末的位置坐标是－7
m，说明这一时刻质点离开坐标原点的距离为7
m，在x轴的负向上，为最远，而其他几个都不是最远的.
小结：
本节学习的参考系和质点的概念是运动学甚至整个力学的最基本、最重要的概念，并且还提供了重要的科学思维方法.了解参考系的概念，对于观察、比较、研究物体的运动有实际的意义.同学们要明白，严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的，是一种理想化模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象.自然界中任何一种事物及其运动变化，都是比较复杂的，研究问题，要暂时撇开起作用很小的因素，抓住主要因素.如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小，以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看成质点.
作业：
教材第13页问题与练习.《质点
参考系和坐标系》
一、教学目标
（一）知识与技能：
1．理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型．知道在什么情况下可以把物体看成质点．
2．理解参考系概念，知道对于不同的参考系，运动的描述可能是不同的.
3．理解坐标系概念，会用一维坐标系定量描述物体在一条直线上运动时的位置．
（二）过程与方法：
1．创设问题情景，引导学生领悟质点概念的建立过程，体验物理研究的科学思维方法．
2．通过质点模型的建立，知道建立物理模型是物理学研究问题的基本方法．
3．分析质点运动实例，学会用坐标系定量描述物体的位置的方法．
4．通过对质点运动的描述，体会参考系的选取对研究物体运动的重要作用．
（三）情感、态度与价值观：
1．在质点概念的建立过程中，渗透突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想．
2．知道运动是绝对的，静止是相对的，树立辩证唯物主义的世界观．
二、教学重点与难点
（一）教学重点：
1．质点概念的建立过程．质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程．并通过质点模型的建立体会物理模型在研究过程中的作用．
2．会适当地选择参考系描述物体的运动，能用坐标系定量描述质点的位置及位置的变化．要确定一个物体的位置，首先要确定参考系，并在参考系的基础上建立坐标系，这是研究物体运动的基础，参考系的选取对研究物体运动有着重要的作用．
（二）教学难点
1．建立质点概念的科学思维方法．质点模型是科学的抽象，从实际物体到质点理想模型渗透着物理研究的基本方法和深刻的科学思想．
2．用坐标系定量描述质点的位置及位置的变化．学生开始学习用数学定量描述的物理规律的方法．从定性描述到定量描述，是思维方式的拓展．
三、教学内容
本节教学内容包括机械运动及其特点；质点概念及其提出、分析和建立的过程；参考系和坐标系，对质点位置及运动的定性描述和定量描述。
四、教学资源准备
1．演示器材：地球仪（世界地图）
2．动画：飞机空投，地球的公转与自转
3．视频：机械运动，参考系
4.图片：GPS定位器，地球的公转与自转、火车过桥等图片．
五、教学方法及教学策略建议
（一）课题引入
【观察思考】播放视频：机械运动—河水在流动、鸟儿在飞翔、树叶在摇动、车辆在行驶、机器在运转；地球绕太阳运转，通常认为不动的房屋桥梁、高山等，也随着地球一起运动；物体内部的分子在不停地运动…
【说一说】从以上短片中，你能得到了什么结论？?
【知识归纳】机械运动
（1）宇宙中的一切物体，无论是巨大的天体，还是微小的原子，都处在永恒的运动中．
（2）物体在空间的位置随时间变化，叫做机械运动.
【引入课题】机械运动是自然界最简单、最基本的运动形式，物理学研究机械运动规律的分支叫做力学，它创造了科学研究的基本方法．下面我们学习怎样描述物体的运动．
（二）质点的教学建议
【观察思考】播放视频或展示图片：雄鹰在空中飞翔，身体向前运动，同时翅膀上下拍打．
你能够较准确地描述雄鹰的运动吗？有什么困难？
【结论】物体有一定的大小和形状，各部分运动一般来说并不相同，要准确地描述物体的运动并不容易．
【思考讨论】动画模拟：在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化．请你回答下列问题：
（1）研究地球公转一周的时间，我们能不能把它看做一个点？
（2）在研究地球自转的时候，如冬至和夏至时节，昼夜的长短不同，我们能不能把它当作一个点来处理？
【结论】研究地球公转时，地球的直径（约1.3×104
km)比地球和太阳之间的距离（约1.5×108
km)小得多，因而地球大小的影响可忽略，可以把地球看着一个点．
研究地球自转时，地球上不同的地方运动一般是不同的，显然不能把它看着一个点．
【思考讨论】展示图片：在平直的轨道上行驶的火车，行驶中的火车的车轮．请你回答下列问题：
（1）研究火车整体的运动情况，能把庞大的火车看着一个点吗？
（2）研究火车车轮的旋转，能把火车车轮看着一个点吗？
【结论】火车在平直的轨道上运动，由于车厢上各点的运动情况相同，所以可以用一个点来代替火车整体的运动，可以看着一个点．
而研究火车车轮的旋转，车轮上各点的运动一般不同，所以不能把火车看成一个点．
【讨论归纳】（1）什么是质点？
（2）在什么条件下可以把物体当作质点来处理？
（3）物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
【知识归纳】质点
（1）不考虑物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，叫做质点．
（2）同一个物体，因研究问题的不同有时可以看做质点，有时不能看做质点．
（3）一个物体能否看成质点，由问题的性质决定，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计.
（4）质点是一种理想化的模型，建立物理模型是物理学研究问题的基本方法．
【思考与练习】
1.关于质点，下列说法正确的是（
）
A.体积很小的物体一定可以看作质点
B.体积很大的物体一定不能看作质点
C.做直线运动的物体一定可以看作质点
D.做曲线运动的物体一定不能看作质点
2.下列情形中的物体可以看作质点的是（
）
A.
奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
B.
观看花样滑冰运动员在比赛中的表演
C.
研究乒乓球的旋转
D.
研究乒乓球在空中通过的路径
（三）参考系教学建议
【观察思考】播放视频或动画：参考系；飞机投物．根据图片回答下列问题：
（1）坐在行驶的汽车上的小孩，是静止的还是运动的？
（2）站在路面上的人看到雨滴竖直下落，而行驶的车内的人看到雨滴是怎样运动的？
（3）从匀速飞行的飞机上落下一个重物，地面上的人看到重物沿曲线运动，飞机上的人看到重物怎样运动？
【知识归纳】参考系
（1）为了描述物体的运动，首先要选定某个物体做参考标准，即参考系．“参考系”是“参照物”的科学名称．
（2）运动是绝对的，对运动的描述是相对的．选择不同的参考系，结果可能不同.
（3）参考系的选取是任意的．参考系的选择应以问题的研究简单为原则，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．
【思考与练习】
1．在长安街上并排行驶着甲、乙两辆汽车，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人看见甲车向西运动.如果以地面为参考系．你认为甲、乙两车的运动可能是（
）
A.
甲车向西运动，乙车向东运动
B.
甲车向西运动，乙车向西运动
C.
甲车向西运动，乙车不动
D.
甲车不动，乙车向东运动
2．“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”；“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这两句诗词分别是描述什么物体的运动？分别以什么为参考系？
3．据说在第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000
m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹．你认为这种情况有可能发生吗？
（四）坐标系教学建议
【思考讨论】一辆汽车从五棵松开始，沿复兴路经玉泉路口，行驶到十一学校，记录汽车行驶的里程与对应的时间如图所示．根据示意图回答下列问题：
（1）定性描述汽车的位置随时间的变化情况．
（2）你能定量表示汽车到达五棵松、永定路、玉泉路时刻的位置吗？
【教师引导】（1）要求学生用语言定量描述汽车的位置．
（2）指导学生选择坐标轴和正方向，选定坐标原点，恰当确定坐标轴上的刻度值。
（3）可以要求学生分别以五棵松、永定路、玉泉路为坐标原点建立参考系．
【归纳总结】坐标系
（1）为了准确地、定量地描述质点的运动，在选定的参考系上还要建立坐标系.
（2）对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点．
【思考】汽车从五棵松到玉泉路，通过的路程是多少？位置改变了多少？
根据学生的回答情况，提示位置的改变是有方向的，为下节课埋下伏笔．
【说一说】如果要描述十一学校的位置，怎样建立坐标系？
【阅读思考】阅读课本P11科学漫步，思考下列问题：
（1）GPS此刻位于我国哪个城市？
（2）从显示屏上你还能获得哪些信息？
【结论】显示屏上的北纬3955.451'、东经116°23.504′.查阅地图仪或世界地图，此地为北京．
（四）结束语
建立物理模型是物理学研究问题的基本方法
,是物理学理论建立的基础.如万有引力定律建立在质点模型的基础上,库仑定律建立在点电荷模型的基础上.
物理概念、规律是对一定的物理模型来说的.后面还有学到刚体、弹簧振子、单摆、理想气体等物理模型.物理模型的建立过程体现了科学思维方法.
六、课堂教学评价建议
根据本节教学内容的特点，主要从以下几个方面进行评价：
1．学生对知识与技能掌握的情况．
2．学生在认知活动中的参与水平．
3．学生的观察能力、语言表达能力．
4．教师自我评价与反思．
五棵松
永定路路
玉泉路
十一学校
8︰00
8︰05
8︰12
8︰15
0
km
1.0
km
2.0
km
2.5
km
x/km
O
-1
-2
1
2
A
B
C
以五棵松为坐标原点《质点
参考系和坐标系》
一、教学目标
知识与技能
１．认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
２．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
３．通过实例理解参考系，知道参考系的概念及运动的关系，会用坐标系描述物体的位置。
过程与方法
１．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
２．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。
３．体会用坐标方法描述物体位置的优越性。
情感态度与价值观
１．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
２．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
３．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
二、教学重点与难点
重点：1.理解质点的概念
2.从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念
难点：理解质点的概念
三、教学方法
联系日常生活中的实例,老师引导学生得出有关物理概念
四、教学设计
（一）新课导入
从生活实例引入:
如:
汽车在马路上飞驰
汽车对马路位置改变
江水咆哮地奔向远方
江水对河岸位置改变
总结:一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动
怎样描述机械运动，即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？
（二）新授内容
1.物体和质点
研究物体的运动，第一步是要确定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。
例如：(１)投掷手榴弹时怎么样测量投掷距离？
　　　(２)把教室的课桌向后推出0.5m怎么样测量距离？
　　　(3)你从校门口向校园内走100m，你现在在哪儿？
在学生议论过程中，引导学生想到我们在处理这些问题时，常常不考虑物体各部分的差异，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。
引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运动。
(１)质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。
(２)质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法——科学抽象。
物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，撇开不考虑的只能是与当前考察无关的因素，和对当前考察影响很小的次要因素。
（3）关于质点简化的条件性
一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。
①平动的物体一般可以看作质点
做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。
例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。
要注意的是：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。
②有转动但转动为次要因素
例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。③物体的形状、大小可忽略
再如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。
2.参考系
参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须选取参考系。
（1）要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动。
（请同学们思考课本P12图1.1-4。并思考观察结果为什么不同。）
(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。
(3)
比较两个物体的运动时必须选择同一参照系，比较才有意义。
(4)在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。
练习：课本P13
练习2
3.坐标系
位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，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。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。
（1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有：
①
一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图1—1—1所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA＝3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB＝-2m（“-”表示沿X轴负方向）。
②
二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置，如图1—1—2。
③
三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。
(2)
GPS定位仪——确定地球物体的具体方位，提供准
确时间。
要注意以下几点：
（a）坐标系相对参考系是静止的。
（b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。
（c）用坐标表示质点的位置。
（d）用坐标的变化描述质点的位置改变。
【课堂练习】课本P13
第3题
（三）小结：
见上蓝字
（四）课后作业：
课本P13
第2题
X／m
A
B
O
0
3
-2
图1—1—1

展开更多......

收起↑