1.质点　参考系（表格式教学设计） 物理粤教版2019必修第一册

第1节 质点 参考系（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第1节 质点 参考系 教学 目标 物理观念 理解质点模型的建立条件，掌握参考系的概念，区分时间与时刻的物理意义。 科学思维 通过抽象与建模，学会将实际物体简化为质点的科学方法；理解运动的相对性。 科学探究 通过实例分析，探究物体在什么条件下可看作质点，初步掌握“科学抽象”这种研究方法；体验选择不同参考系对运动描述的影响。 科学态度 与责任 理解物理概念的建立的过程和规律；认识到对物理现象的描述是客观的，物体的运动是相对的；认识物理模型在科学研究中的价值，培养严谨的时空观，体会物理与科技发展的联系。 教学重难点 教学重点： 1、质点概念的建立、质点模型的条件判断。 2、明确参考系的概念及运动的关系。 3、时间与时刻的区别。 教学难点： 1、质点理想化模型的科学思维建立。 2、理解运动的相对性（参考系选择的影响）。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 不了解运动，就不了解自然。 ——亚里士多德 这节课我就开始了解我们生活的环境中的运动。 借助名人名言，创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题。 新课讲授 一、机械运动 通过多媒体课件动图展示：在我们周围，到处可以看到物体在运动。树叶在摇动，鸟儿在飞翔……就连我们脚下的地球，也在不停地自转、公转。 【提出问题】 1、你感受到以上几个例子中物体的状态是什么? 2、 你是如何判断出来他们都在动的？ 【回答1】他们都在动。 【回答2】位置在变化 对学生的分析回答给予评价，并根据学生的回答进一步引出机械运动的概念。 （板书）机械运动：物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。 它是自然界最简单最基本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学。 如何描述物体的机械运动呢？ 通过对生活中常见现象的思考、讨论、交流，从而体验物理与生活的密切联系。 新课讲授 二、物体和质点 生活中随处可见运动的物体，例如玩耍的孩童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰……（通过多媒体课件动图） 提问1：描述物体运动的困难和麻烦在哪里？能不能克服这些麻烦呢？ 我们以“雄鹰在空中翱翔”为例子进行研究。 （1）要“研究雄鹰是如何飞行的”的这个问题，那么雄鹰翅膀的运动方式很重要，我们要看它的翅膀如何振动，尾翼如何摇摆，爪子怎么放等等，这就是我们只关注物体各部分的运动。 （2）要“研究雄鹰从哪里移动到了哪里”的这个问题，那么雄鹰翅膀的运动方式就不重要了，就不必太在意它的形状，把它看成一个点来描述就可以了。这就是我们只关注物体整体的运动。 所以如何精确地用物理语言来描述运动呢，有两个步骤： ①要看我们研究的问题是什么。是物体的部分呢，还是整体； ②把我们要研究的物体看成一个“点”。 提问2：物体能不能看成一个“点”到底要满足怎么样的条件？ 通过多媒体课件动图展示：人类居住的地球自转和绕太阳公转以及旅行者一号远离地球，地球逐渐变小成为一个点的过程。 地球自转时，它就在我们脚下，我们就是要研究他的转动方向大小等，是不能看成一个点的。而公转因为距离够远，在研究地球公转引起的位置变化问题时，由地球的大小引起的运动差异很小，因此，可以忽略地球的大小和形状而把它视为点。 结论1：当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点。 通过多媒体课件动图展示：高速行驶的列车。 提问3：列车在平直轨道上行驶，车轮的转动，我们是否要考虑火车本身大小？ 都不用考虑，尽管它的传动机构及车轮的运动很复杂，但是，当我们只关心列车整体的运动情况时，忽略某些次要因素------形状、大小、体积，只关心主要的因素------位置、质量。就可以不考虑上述各部分的运动差异，而用一个点的运动代替整列列车的运动。 结论2：我们不研究各点的运动差异，而只关注物体整体的运动时，同样可以把物体看作一个点。 归纳总结：把物体看成一个点，这个点我们叫做质点。 质点：忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点。 作用：方便描述物体的运动，即用来代替物体的有质量的点。 思考：质点在现实生活中是否存在？ 答：在现实生活中不存在的。因为：质点是一种理想化的物理模型，在实际生活中并不存在。 由此引出理想化的物理模型的概念：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。 例如：前面提到过的例子（通过多媒体课件动图展示：人类居住的地球自转和绕太阳公转）研究地球公转规律，可以把地球看成质点。研究其自转，考查地球上各点的运动时，不能把地球看成质点。 归纳总结：物体看成质点的条件是当所研究的问题与物体本身的形状大小无关时，可以将物体简化成质点。 说明：在中学物理中所研究的物体，一般情况下都可以把它们看成质点，因此对“物体”和“质点”两个词一般不加以区分。 通过雄鹰这个例子来剖析，例子中既有整体的运动也有明显区别的个体部分的运动，比较好分析，也能很好的与课本照应。为学生提供具体生动的感性材料，增强感性认识的同时，使得学生发生认知冲突，萌发探索、发现新知的欲望。 质点，理想化的物理模型，以及初中与高中物理的区别。这是学生上到高中第一次接触高中的的概念，已经概念的建立过程，教师要特别注意引导学生过渡。帮助他们快速找到初高中物理的区别，这样他们才能转变学习方法，和思维习惯等。 新课讲授 三、参考系与坐标系 1. 参考系 要描述物体的运动，通常要先判断它是运动的还是静止的；如果物体是运动的，再根据需要来说明它是怎样运动的。 通过多媒体课件展示：静止的树木，已经树木和地球一起转动，还有车乘的情景。 树木在随着地球一起运动，这也是事实。再比如，行驶的列车中的乘务员与旅客在交流，列车外的人认为他们随列车一起运动，但他们彼此看对方却是静止的。所以物体是运动的还是静止的，不好说。 提问1：为什么人们的看法会不一样呢？ 自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的。我们在地球上，以为地球是静止的，其实地球是绕太阳运动的。当地球绕太阳运动的时候我们又以为太阳是静止的，其实太阳也是绕着银河系运动的。 通过多媒体课件动图展示：地球绕太阳和太阳绕着银河系运动的动态图。 就此意义而言，我们说运动是绝对的。但是，描述某个物体的位置随时间的变化，却又总是相对于其他物体而言的。这便是运动的相对性。 结论1：运动是绝对的，静止是相对的。 归纳总结：参考系：描述物体运动时,用来作为参考(假定为不动)的物体。（初中叫参照物，这里也要注意区分和引导学生过渡） 思考：选择参考系的原则是什么？ 1、 原则上参考系可以任意选取。但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取。 2、 一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系。 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，即“参考系上长着观察者的眼睛”。 2. 坐标系 提问1： ①"如何精确描述书本位置？"（引出坐标系必要性) ②”直线运动如何建立坐标系？" 图示讲解： 展示教材图1-1-3直线坐标系：为了定量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。如果物体沿直线运动，我们就以这条直线为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。 三要素：原点O：参考点 正方向：向右为正方向单位长度：1m 实例分析： 此时它的坐标xA=2m;若它运动到点B,则此时它的坐标xB=-1m. 强调：坐标值=位置，坐标变化量=位移 归纳总结：建立坐标系后，我们就可以用坐标表示质点的位置，用坐标的变化描述质点的位置变化 让学生看到自然的伟大，自己的渺小奥，增加对自然的敬畏，对知识的敬畏，也可以调节课堂氛围。通过对我们生活的大环境的思考，理解运动是绝对的，静止是相对的。为引入参考系的概念做好铺垫。 思考如何精确描述位置，并在练习本上画一条数轴，标出点A(2m)和点B(-1m)。 尝试用坐标描述课桌上某文具的位置（假设课桌为参考系，建立一维坐标系）。 新课讲授 四、时间 实例导入： 展示教材图1-1-4航班时刻表： -广州起飞：14:00 -北京到达：17:05 -飞行时长：3小时5分钟 提问： ①"14:00和17:05表示什么？" ②"3小时5分钟表示什么？" 归纳： -时刻：事件发生的瞬间（时间轴上的点） -时间间隔：两个时刻之间的间隔（时间轴上的段) 2. 时间轴图示 3. 易错点突破 先设定时间零点，比如t=0表示实验开始时刻。现在把时间轴按秒划分： 第3秒末：特指t=3s这个瞬间点，它既是第3秒的终点，也是第4秒的起点。就像短跑比赛中'冲过终点线'的瞬间。 第3秒初：实际上就是第2秒末的位置（指向t=2s），也就是第3秒开始的临界点。 前3秒：从起点到t=3s的完整过程（手指划过0→3s），时长正好3秒。 第3秒内：特指t=2s到t=3s这个区间（手指在2-3s间移动），注意它：开始于第3秒初（t=2s）结束于第3秒末（t=3s）时长只有1秒！" 1.概念辨析 ①在航班信息图中用红笔圈出时刻 (14:00/17:05) 用蓝笔画出时间间隔 （3小时5分钟) 2. 时间轴建模 ・强调： -"第2小时"： 15:00→16:00 —”前2小时"： 14:00→16:00 3.公式与计算 ·推导时间间隔公式： △t=t2-t1 ·计算航班案例：Δt=17:05-14:00=3h5min 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1、 以下关于质点的说法中，正确的是 （ D ） A、质量很小的物体就可以当作质点 B、质量很大或体积很大的物体一定不能看成质点 C、体积很小的物体就可以看作质点 D、同一物体有时可看作质点，有时不能看作质点 2、 以下说法正确的是 （ D ） A、参考系就是不动的物体 B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系 C、不选定参考系，有时也可以研究某一物体的运动 D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果 3、 3、在平直的公路上并排行驶的汽车，甲车内的人看见窗外的树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，上述事实说明 （ D ） A、甲车向西运动，乙车不动 B、乙车向西运动，甲车不动 C、甲车向西运动，乙车向东运动 D、甲、乙两车同时向西运动 4、 (多选)在如图所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(　AB　) A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初 B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内 C．t0～t2表示时间间隔，称为前2 s或第2 s内 D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内 5、 (多选)下列说法正确的是(　BC　 ) A．学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间 为 “8：00” 是指时间间隔 B．火车站公布的旅客列车运行表是时刻表 C．体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑 的记录值是时间间隔 D．神舟七号绕地球飞行45周，耗时68时27分钟是时刻 6、 2018年12月8日2时14分至2时36分，我国在西昌卫星发射中心利用长征三号乙运载火箭发射嫦娥四号探测器，对月球背面开展着陆巡视探测。经过约38万公里、26天的漫长飞行，2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器在月球背面南极—艾特肯盆地中的冯·卡门撞击坑内自主着陆，并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图。下列说法正确的是（ C ） A．“2时14分至2时36分”是时刻 B．“26天”是时刻 C．“10时26分”是时刻 D．“10时26分”是时间 板 书 设 计 第1节 质点 参考系 课 堂 小 结 一、机械运动：物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。 二、物体和质点 1、质点：忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点。 2、物体看成质点的条件：当所研究的问题与物体本身的形状大小无关时，可以将物体简化成质点。 3、理想化模型：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。 三、参考系和坐标系 1、运动是绝对的，静止是相对的。 2、参考系:描述物体运动时,用来作为参考(假定为不动)的物体。 3、原则：上参考系可以任意选取。但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取。一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系。 四、时间与时刻 时刻 → 时间轴上的"点"（t₁） 时间 → 时间轴上的"段"（Δt=t₂-t₁） 作 业 布置 1. 完成课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 1.成功之处： 生活化案例（高铁/体操）有效激发兴趣 时间轴图示化解时间/时刻抽象概念 2. 改进方向： 增加"选择不同参考系"的动画演示（如月球车运动） 部分学生易混淆"第3s内"与"3s内"，需强化时间轴训练 3. 素养落实： 通过质点建模培养科学思维 北斗案例链接科技前沿，强化社会责任 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$