质点、参考系和坐标系教案

-1-物理教案设计人教版高中物理必修一第一章运动的描述第一节质点、参考系和坐标系姓名：李星学号：22130719院系：教师教育学院物理任课教师：吴伟-2-课题第一章运动的描述第一节质点、参考系和坐标系（人民教育出版社高一上）主讲人院系：教师教育学院物理学号：22130719姓名：李星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．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．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．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．3．体会用坐标方法描述物体位置的优越性，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力．情感态度与价值观1.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，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观．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．教学难点将一个实际的物体抽象为质点的条件．参考系的合理选择.教学方法启发引导、讲授、讨论、练习学情分析作为高一物理的学生，已经具备一定的物理学习能力，和基本物理知识储备。作为高一的第一节物理课，要引导学生建立高中物理学习方法，培养抽象学习的能力和逻辑-3-思维的锻炼设计理念1.从生活出发，帮助学生认识物体运动2.紧扣知识点以及课表要求，进行讲解教学资源多媒体教学教学设计学习内容学生活动教师活动一．新课引入从生活出发，帮助学生认识生活中我们如何认识物体的运动，进行怎样的描述联系生活引入课题创设情境引导学生二．知识点串讲介绍质点、参考系及坐标在描述物体运动的作用，及知识点应用讨论思考积极作答引导学生新知学习（4）知识应用灵活应用加深理解创设情境引导学生三．总结形成结构框架总结知识教学过程教学环节教学方式教学目标教学内容学生活动引入问答形式从生活出发，理解生活中对物体运动的描述【引入】我们知道，运动是绝对的，静止是相对的。对于生活中无时无刻处处发生的运动的现象，我们在生活中是如何去描述的呢？首先从语言上说，我们会形容小明同学跑步跑得快，可说风驰电掣。那大家还知道那些关于描述运动的词语呢？那么用照片、图像是不是也可以记录下运动的状态呢？比如说我画一辆小车，大家如何通过作图，让他动起来呢？当然，刚刚那些的描述方式，都比较笼统，我们如何精确的去描述运动呢，比如要描述你八百米的成绩，大家怎么说？所以要准确，是不是就要用科学的数据去定量的描述啊？学生思考讨论问题-4-新知学习引导学生学习新的物理知识以对物体运动的描述为目的，介绍质点、参考系和坐标的知识【要解决的问题】为了描述物体的运动，我们还有这些问题亟待解决。问题1：什么叫机械运动？问题2：如何确定物体的位置？问题3：运动是相对的，坐标建立在哪？问题4：物体之大，如何确定物体的位置？你希望物体越大越好，还是越小越好？因此我们这就是我们今天学习质点、参考系、坐标系的必要性。【质点】首先我们来举个例子请那位同学描述一下，今天你从家里到学校上学这段距离的运动。但是问题又来了，你在从家到学校这段时间内的运动，你甩了多少次胳膊，你的脚是怎么运动的，你是不是没有说明，也就是说，你在这段距离的运动描述概括了你的一个整体，你可以尝试告诉我，你身上每一个点是怎么运动的？那你认为你是否解决了我一开始提出的问题呢？很好！也就说虽然物体都是由许多部分组成，且他们的运动可能不一样，但是我们在有目的的描述物体的运动是，可以描述物体的整体或特定的局部，来表征物体的运动！那再举个例子，一辆车从南京开到上海，怎样描述他的运动呢？要不要考虑轮子的转动呢？那考虑它过一座桥的时间的运动呢？很好，我们发现，根据具体的问题，我们有时候需要把运动的物体以整体考虑，看作一个点，又是看作一个思考作答生：我按一定路线，从家走到学校，花了20分钟的时间。生：太复杂了！生：解决了学生思考理解生：不要讨论生：要！-5-点又行不通。那首先我们看这个点，在我们物理中是一个怎样的概念？对。质点。总结一下，就是，将物体看成一个有质量的点，该点称为质点。只有能用一点代表物体的运动，才可以将物体看成质点。那大家可以尝试小组交流总结一下，什么时候可以用质点这样一个物理模型，等效运动的物体。再据此判断一下以下情形：(A)比如做花样滑冰的运动员(B)研究地球绕太阳转动(C)研究地球的自转(D)测定火车通过南京长江大桥的时间。很好，总结一下，质点模型适用情况：1.如果一个点的运动能代表整个物体的运动，则我们就可以将此物体看成一个点2.从所研究的问题性质来看，如果用一个点来代表物体的运动，能达到我们研究的目的，此时也可以将物体看成一个点。质点的提出，是为了能简洁地研究物体的运动，而用一个有质量的点来代表物体，它是一个理想模型。理想模型，在物体实际变化过程中，抓住主要因素，忽略次要因素而抽象出的物体模型。它是一种科学的思维方法。例：匀速直线运动、光滑平面、简谐运动、理想气体等等。【参考系】我们在描述物体运动，有时还会出现两种不同的情况。比如说，坐在车上的小李看到路边的树向后移动，树边上的小王却说树就静止的，大家说，谁错了？其实两位同学都没有错，为什么？学生：质点学生学习学生作答学生讨论作答小组讨论发言观看PPT，理解应用讨论学生：都没错学生：一个在车-6-我们发现，两个人，都是觉得自己没动，站在自己的立场角度看问题的。我们知道，自然界中，运动是绝对的，静止是相对的。也就说我们在描述一个物体运动状态是，找一个标准去对比的。那这个标准物体，我们就叫他：参考系。我们看中国古人，早就明白这个道理了，比如，小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。大家还可以举出其他的诗句吗？总结一下，参考系在自然界中，没有绝对静止，只有永恒的运动，运动总是相对的；为了研究物体的运动，总是要选择一个参考物体，我们把这个参照物称之为参考系；参考系选择得当，会使问题的研究变得简洁、方便。所以参考系的选择，要以研究问题方便为原则，这也是对我们的能力的考察。例题：人划船逆流而上，当船行到一座桥下时，一木箱落入水中立刻随水漂向下游，船继续前进，过了15min，船上的人才发现木箱丢了，于是立即返回追赶。求船返回到追上木箱所花的时间(船对水速度大小不变，不计船掉头的时间)。大家来讲讲看，怎样看？【坐标系】在选定参考性后，我们如何以作图的方式，定量的描述物体运动的位置变化呢？是的，我们就要建立适当的坐标系。比如如果物体在同一直线运动，为了确定物体位置的变化，可以做一个怎样的坐标系。可以在这条直线上建立一X轴，这上，一个在路边学生作答小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。两岸青山相对出，孤帆一片日边来。众鸟高飞尽，孤云独去闲。无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。飞流直下三千尺，疑是银河落九天。学生计算学生作答学生：x轴-7-是一维运动问题。同理，如果物体在同一平面上运动，为了确定物体位置的变化，一维坐标系还适用吗？在运动的平面上建立二维X-Y坐标那三维呢？很好，只有在坐标系内，我们才能更好描述我们的位置，生活中，我们如何利用一个系统定位位置啊？很好！全球卫星定位系统(GPSGPS由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。所以说，坐标系，与我们生活也息息相关啊！学生：x轴y轴学生：x轴y轴z轴学生：GPS总结教师引导学生进一步理解章节知识【知识总结】今天我们总的回顾可本章节有关知识，大家，有谁带领同学们一起在课堂的最后进行一次概括？很好，其实我们今天做的全部都是为了更好的描述一个物体的运动，所以我们学习了三个概念。一是为了简化运动的物体而引入的理想模型：质点。其中要理解质点模型的理想性，有质量，没有形状大小。鉴于物体运动的相对性，我们又引入了什么？用什么描述物体位置变化呢？还要理解质点的抽象，参考系，坐标系的选择都要以研究的运动为出发点，以研究问题方便为导向进行选择。学生回顾思考总结学生：参考系学生：坐标系-8-课后作业培养学生的灵活应用所学知识，以及检验学生归纳掌握情况【课后作业】学生完成本章节内容基础上的综合性知识考察应用学生检验学习情况板书幻灯投影1.1质点、参考系和坐标系