质点--参考系-教案

1/7质点参考系【教学目标】知识与技能：1．知道质点的概念及条件。2．知道参考系的概念及作用。过程与方法：1．体验质点的条件及意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法。2．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。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．通过分析不同参考系中的运动现象不同，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。【教学重难点】教学重点：1．质点、概念的建立。2．明确参考系的概念及运动的关系。教学难点：质点模型的条件判断。【教学过程】一、导入新课。世界万物都在运动，古希腊杰出的哲学家、科学家，形式逻辑学的创始人亚里士多德说过：不了解运动，就不了解自然。出示动画：地球自转和公转著名德国物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”今天我们通过引入质点参考系这两个重要概念来准确描述复杂的大自然的运动。二、讲授新课。2/7物体和质点出示图片：雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔教师提问：你能说出雄鹰各部分的运动吗？出示参考答案：雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动，它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动。出示图片：地球自转和公转教师提问：你能描述地球的运动情况吗？出示参考答案：在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。教师总结：可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？出示参考答案：这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般说来并不一样。在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。出示课件关于质点的有关概念1．质点（1）定义：在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点（masspoint），简易理解为只有质量，没有形状和大小的点叫作质点。（2）质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。（3）质点是一种理想化的“物理模型”①质点是典型的物理模型之一，质点忽略次要因素：形状和大小、突出主要因素：质量。②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，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。观察思考：观察图片中物体的运动说说在什么情况下可以看作质点？出示图片：飞机、地球自转和公转、体操运动员、火车3/7研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究地球自转；体操运动员比赛；研究火车从上海到南京通过的路程；参考答案：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究火车从上海到南京通过的路程；此时飞机、地球、火车本身的大小和形状是对所研究的问题没有多大的影响属于次要因素，因此可忽略，可看成质点。研究地球自转和研究体操运动员比赛、要研究各个点的情况，所以不能用点来代替，形状和大小不能忽略，不可以看作质点。提问：你能总结物体能看成质点的条件吗？教师总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。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。知识拓展平动：运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫作平动。出示图片：升降机的运动、汽缸中活塞的运动、刨木头、刨床上刨刀的运动，车床上车刀的运动等等，都是平动。教师总结：做平动的物体，从描述运动一点的运动完全能反映整个物体的运运动也可以简化为一个点的运动，把物体质量赋予这一点，它也就成了一个质点。2．物体能看作质点的情况（1）物体的形状和大小在所研究问题中是无关因素或次要因素，可以忽略不计.（2）做平动的物体，一点运动可以描述整个物体的运动。典型例题：例1研究以下运动时，物体不可以当作质点的是（）A．自转的地球B．研究体操运动员在平衡木上的动作时C．直升机飞行时螺旋桨的转动D．从高处自由下落的石解析：A．地球在自转的过程中，不能用一个点代替地球，形状和大小不能忽略。故A正确。B．研究体操运动员在平衡木上的动作时，要研究各个点的情况，所以运动员不能用点4/7来代替，形状和大小不能忽略，故B正确。C．直升机飞行时螺旋桨的转动，此时螺旋桨的形状是不能忽略的，所以此时不能看成质点，故C正确。D、从高处自由下落的石块其体积是可以忽略的，所以此时的石头可以看成是质点，故D错误。故选ABC。思考与讨论：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型弧线的一种运动。在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？出示图片：香蕉球示意图研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点，因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。例如：研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。参考系1．机械运动出示图片：汽车运动和星体运动一个物体相对于另一个物体的位置发生改变的过程，我们称之为机械运动，简称运动。思考讨论：房屋、树木是静止的还是运动的？出示图片：房屋、树木参考答案：房屋、树木相对于地面是静止不动的，但是，房屋、树木也会随着地球一起运动，这也是事实，可见运动是绝对的，但具有相对性，静止是相对的。出示图片：观察不同的参照物对物体的运动情况的描述往往不同。在高中物理中参照物的科学名称是参考系，是假定不动的物体。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”是否随着时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。简易理解为：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫作参考系。“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，前句是以______________为参考系，后句是以___________________为参考系。答案：巍巍青山；小小竹排。（2）参考系的选取是任意的，一般视研究的问题而定，原则是尽可能使运动的描述简5/7单、直观。在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。出示图片：自行车的运动例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系。（3）同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。出示视频：飞机空中加油以加油机为参考系，受油机是______________的；以地面为参考系，加油机的飞行员认为受油机是____________的。答案：静止；运动注意：比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义三、课堂练习1．机械运动中，物体位置的变化是指研究的物体与______________之间的位置变化。答案：参考系2．宋代诗人陈与义乘小船出游，曾写下诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”。诗中描述“云不动”是以______________为参考系，“云与我俱东”是以______________为参考系。答案：小船；河岸.3．质点与几何点唯一的区别是质点具有一定的________。一个物体能否看成质点，取决于所研究的问题的性质。在一些问题中，物体的大小、形状、和体积可以忽略不计，此时可以把物体看成______。研究物体的转动和姿势、姿态时，_________（填能或不能）把物体看成质点。答案：质量；不能4．在飞驰的高铁列车上，乘客看到窗外电线杆向后运动。在描述“电线杆向后运动”时，所选的参考系是（）A．乘客乘座的高铁列车B．路旁的树木C．高铁站的站台D．铁路的路基答案：A四、拓展提高1．下列研究中，加点标示的研究对象可视为质点的是（）6/7A．研究直升飞机飞行时各部分受力B．研究跳水运动员空翻动作C．研究地球绕太阳公转的周期D．研究家用电扇叶片上各点的旋转速度答案：C2．关于质点，下列说法中正确的是（）A．质量小的物体一定可以看作质点B．研究地球自转时，地球可以看作质点C．研究高台跳水运动员在空中做翻转动作时，运动员可以看作质点D．研究运动员百米赛跑过程中的平均速度时，运动员可以看作质点答案：D3．在下列物体中，可视为质点的是（）A．被运动员切削后旋转的乒乓球B．做花样滑冰动作的运动员C．马拉松比赛中的体育运动员D．转体翻滚下落的跳水运动员答案：C五、课堂小结1．质点：用来代替物体的有质量的点。是一种理想化的模型。2．参考系：（1）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。（2）运动和静止都是相对于参考系的，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。六、板书质点1．在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。2．质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。3．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。参考系1．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7/7这个“其他物体”是否随着时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。2．运动和静止都是相对于参考系的，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。