高中物理（人教版）必修一教案：11 质点 参考系和坐标系（word版，有答案，打包2份）

教师备课系统──多媒体教案 1.1 质点 参考系和坐标系 教案 A 备课资源 1．天球坐标系 为确定天球上某一点的位置，在天球上建立球面坐标系。有两个基本要素：①基本平面。由天球上某一选定的大圆所确定。大圆称为基圈，基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。②主点，又称原点。由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。 天球上一点在此天球坐标系中的位置由两个球面坐标标定：①第一坐标或称经向坐标。作过该点和坐标系极点的大圆，称副圈，从主点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。②第二坐标或称纬向坐标。从基圈上起沿副圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一的确定。这样的球面坐标系是正交坐标系。对于不同的基圈和主点，以及经向坐标所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐标系，常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。 2．地心地固空间直角坐标系 原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平均子午面与赤道的交点，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。 3．地心地固大地坐标系 地球椭球的中心与地球质心重合，椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合，椭球短轴与地球自转轴重合（过地球质心并指向北极），大地纬度，大地经度，大地高。如图1-1-1所示。 地球北极是地心地固坐标系的基准指向点，地球北极的变动将引起坐标轴方向的变化。 教学目标 一、 知识与技能 1．了解建立质点模型的物理意义并能根据具体情况将物体简化为质点，知道质点是一种物理问题的科学抽象，并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重要作用，初步了解进行合理科学抽象、建立理想化模型的方法。 2. 通过参考系的学习，知道从不同角度研究运动问题可能带来的不同结果。 3. 用坐标系描述物体位置，并体会用坐标系描述物体位置的优越性。 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，培养学生了解自然、探索自然的精神。 2．培养学生在认识问题时抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。 3．培养学生在认识问题时具体分析的辩证唯物主义思想。 教学重点 1．理解质点的概念及物体看作质点的条件。 2．从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。 教学难点 理解质点的概念。 教学方法 展示、讲解、讨论。 教学准备 多媒体等。 教学过程 一、导入新课 教师活动：从生活实例引入（多媒体视频展示），并进行解说。 如：①雄鹰在高空飞翔→雄鹰相对天空的位置改变 ②汽车在马路上前进→汽车对马路位置改变 ③小船奔向远方→小船对河岸位置改变 …… 板书：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。 过渡导入：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、进行新课 （一）物体和质点 教师导出问题：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。 教师活动：一边进行多媒体视频展示，一边提出问题： 1.在天空中扑打着翅膀翱翔的雄鹰，它的翅膀在向前运动时还在上下运动，怎样准确描述雄鹰的运动呢？ 2.足球在向前运动时还在滚动，怎样描述足球的运动呢？ 引导学生思考：造成这种困难的原因是什么？ 师生共同分析：是因为任何物体都有一定的大小形状。 引导学生思考：我们在处理这些问题时，如果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，就可以很容易地描述物体的运动了。 教师讲解：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，我们引入了质点的概念。 板书：（1）质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫作质点。即忽略形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。 板书：（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，忽略不考虑的只能是与当前考察问题无关的因素，或对当前考察问题影响很小的次要因素。 板书：（3）关于质点简化的条件性。 师生共同分析：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。 板书：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