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1、教学课题 质点 参照系和坐标系教学目的1. 理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。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。认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用授课类型 新授课（1课时）教学重点、难点 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
2、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。教学过程（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机械运动：简称“运动”，指物体与物体间或是物体的一部分和另部分间相对位置随时间发生改变的过程，是最基本、最简单、最普遍的运动形式。机械运动是空间位置随时间变化的体现这里涉及到空间和时间的问题怎样描述机械运动，即怎样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?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，
3、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问题：据报道，“神舟”五号飞船载人舱长74 m，直径28 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?结论：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，
4、直径仅4 cm，质量约27 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。问题：请同学们对质点进行小结：结论：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研究物体的运动，第一
5、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：()投掷手榴弹时怎么样测量投掷距离？()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。()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
6、，质点具有物体的全部质量。()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。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
7、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。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。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
8、.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。 (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
9、而静止不动的其他物体作为参考系。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： 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111所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB-2m（“-”表示沿X轴负方向）。XmABO
10、03-2图111 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112。 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。3突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。问题：1能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有
11、关吗？ 2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？ 3原子核很小，可以把原子核看作质点吗？三、参考系1定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。3参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下，通常应认为是以地面为参考系的。4绝对参考系和相对参考
12、系： 析：宇宙中一切物体都处在永恒的运动中;运动是绝对的。静止是相对的;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;描述物体的运动要选择参照物;“坐地日行八万里”，我怎么没感觉到呢? 教师总结学生发言，讲述机械运动 机械运动：简称“运动”指物体与物体间或是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，是最基本、最简单、最普遍的运动形式机械运动是空间位置随时间变化的体现这里涉及到空间和时间的问题 师：古希腊杰出的哲学家、科学家、圣贤亚里士多德曾说过“不了解运动，就不了解自然一，这句话向我们提出了严峻的挑战我们要充满信心，迎接这一挑战 指导学生快速阅读教材第一段，并
13、粗看这节课的黑体宇标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课将从哪几个方面去描述? 学生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的，要研究物体的运动首先从学好这些基本概念入手 师：飞船在茫茫太空中邀游，假如你是文学家，你如何描述它的运动呢?如果你是科学家，你又将如何描述呢?这就是我们今天要研究的课题认识运动 新课教学 一、物体和质点 【课堂探究】 亲自做一做、试一试，书本在下列情景中能否被看成质点 1沿一个方向推动桌面上书本，如果测量书本移动距离，是否可以将书本视为质点，为什么? 2如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间，是否可以将书
14、本视为质点，为什么? 3还有什么情况下书本可以被视为质点?什么情况下书本不能被视为质点?答案： 1沿同一个方向移动书本时，书本各部分的运动情况完全相同，可以将它视为质点 2相对桌面上方的某一定点来说，书本本身的长度(或宽度)不能忽略，并对经过该定点位置所需要的时间起决定作用，所以这种情况下不能将书视为质点 3答案视学生提出的问题而定(根据学生提出的各种情景，老师进行准确恰当的点拨) 说明： 将物体看作质点的条件： (1)平动的物体可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点 (2)物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时，物体本身的形状和大小已变成了次要因素 (3)物体本身
15、的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点 二、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 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113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
