1 参考系 时间 质点（表格式教学设计）物理教科版2019必修第一册

第1节 参考系 时间 质点 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第1节 参考系 时间 质点 教学 目标 物理观念 能建立质点的物理观念，知道时刻与时间间隔的含义及其在数轴上的表示方法，能科学地描述运动的相对性，形成运动观念。 科学思维 知道质点是一种理想化的物理模型，具有建构模型的意识。会在具体的问题中辨析、识别时刻与时间问隔。 科学探究 掌握把物体看成质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。通过时间轴的建立，理解时刻与时间间隔的概念。 科学态度 与责任 理解科学发现、发展的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；感悟科学家追求和宣传科学真理所表现出的坚定信念和献身精神。 教学 重难点 1.理解参考系的概念，知道物体运动具有相对性(重点)。 2.知道时刻和时间间隔的含义和区别(重点)。 3.知道质点的概念，知道质点是一种理想化物理模型(重点)。 4.掌握把物体看作质点的条件(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：出示房屋、树木的图片。 并提问：请大家思考讨论一下，房屋、树木是静止的，还是运动的? 学生：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的。 教师：可见，运动是绝对的，但具有相对性，静止是相对的。 师生：总结：参照物不同，对物体的运动情况的描述往往不同。 学生思考，并回答问题。 新课讲授 一、参考系 教师：这就是说，我们所界定的运动或静止都是相对于这个作为参照的物体而言的。这个作为参照的物体叫作参照物，它以及与它保持相对静止的物体组成一个系统，叫作参考系。 例如：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，前一句是以青山为参考系，后一句是以竹排为参考系。 教师：参考系的选取是任意的，一般视研究的问题而定，原则是尽可能地使运动的描述简单、直观。在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。 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(如树木)等为参考系。 教师：同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。 例如：如图所示，飞机在空中加油的过程中，以加油机为参考系，受油机是静止的；以地面为参考系，加油机上的飞行员认为受油机是运动的。 教师：比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义。 例1 (多选)“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东”是宋代诗人陈与义在春日乘着小船出游时作的一首诗，此诗与五代词中的“仔细看山山不动，是船行”有异曲同工之妙。从物理学的角度来看，下列说法中正确的是(　　) A.“卧看满天云不动”是因为诗人以山为参考系来观察的 B.“云不动”和“云与我俱东”说明参考系不同物体运动情况也不同 C.“百里榆堤”是因为诗人以自己为参考系来观察的 D.研究“船行”的运动规律时可以将船看作质点 答案　BD 解析　“卧看满天云不动，不知云与我俱东”是因为云与诗人相对于大地以相同速度向相同方向运动，诗人以自己为参考系观察发现“云不动”，A错误，B正确；选取参考系时不能选择研究对象本身为参考系，“百里榆堤”是诗人以大地为参考系观察的，C错误；研究“船行”的运动规律时，船的形状和大小对研究问题本身不产生影响，可以将船看作质点，D正确。 例2 如图所示，由于有风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘，则两条船的运动状态是(　　) A.A船肯定是向左运动的 B.A船肯定是静止的 C.B船肯定是向右运动的 D.B船可能是静止的 答案　C 解析　从河岸上旗帜的飘动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且速度比风速大；A船可能静止，也可能向左运动，还有可能向右运动，但是向右运动时速度比风速小，故选项C正确，A、B、D错误。 学生思考讨论，并回答问题。 学生思考讨论，并解答例题。 新课讲授 二、时间和时刻 教师：播放“天间一号”的视频，并提问：视频中出现的时间有哪些?有哪些与过程对应?有哪些与瞬间对应? 教师：生活中，我们经常提到时间，那么，我们的表达准确吗?如何将生活语言转换成物理语言，以便更精确地描述时间呢?接下来我们就来学习一下。 根据下面的情境，结合生活经验，请大家找出与“时间”有关的描述语，将它们分成两组，并说出你的分组依据。 小明同学每天早晨6：35起床，整理被褥、洗漱用了5min，吃早饭用了20min，7：00出发乘公交车去学校，用时25min，7：25到达教室上早读课。 学生：“6：35”“7：00”“7：25”表示时间点；“5 min”“20 min”“25 min”表示时间段。 师生：讨论并归纳总结时刻和时间间隔的区别与联系。 (1)时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上，时刻用点表示。 (2)时间间隔：表示两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上，时间间隔用线段表示。即∆t= t2 - t1。 教师：如图所示，在时间轴上标出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s内”“前3 s内”，然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间间隔？ 学生：它们在时间轴上的位置，如图所示： “第3 s初”“第3 s末”表示时刻，“第3 s内”“前3 s内”表示时间间隔。 例1 关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是(　　) A.老师说：“明天早上8点钟上课，上课45分钟。”其中“8点钟上课”指的是时间间隔，“上课45分钟”指的是时刻 B.小王迟到了，老师对他说：“为什么你现在才来？你早该到校了。”其中“你早该到校了”指的是到校的时间间隔 C.小王说：“我从家里出来晚了，没赶上公共汽车。”其中“从家里出来晚了”指的是时间间隔 D.老师说：“希望你下次一定要在7点50分以前到校。”其中“7点50分”指的是时刻 答案　D 解析　“8点钟上课”是时间点，指的是时刻，“上课45分钟”是时间段，指的是时间间隔，A错误；“你早该到校了”指的是到校的时间点，指的是时刻，B错误；“从家里出来晚了”是时间点，指的是时刻，C错误；“7点50分”是时间点，指的是时刻，D正确。 例2 (多选)根据如图所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是(　　) A.t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s内，也可以称为2 s时 B.0～t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内 C.t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内 D.tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内 答案　CD 解析　t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，故A错误；0～t2表示时间间隔，称为前2 s内或最初2 s内，第2 s内表示1 s末到2 s末这1 s的时间间隔，故B错误；t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内，故C正确；tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内，故D正确。 学生观看视频并回答。 学生讨论，并回答问题。 新课讲授 三、质点 教师：课件展示：“汽车运动”和“星体运动”的图片。 提出问题：谁能说说“运动”的定义是什么? 学生：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。 教师：机械运动：物体的空间位置随时间的变化。 教师：根据下面的情境分组讨论一下： 2013年田径世锦赛男子100米飞人大战中，牙买加选手博尔特以9秒77逆转摘金。 1.在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把他看成一个“点”? 2.在研究博尔特百米比赛所用的时间时，能否把他看成一个“点”? 教师：实际生活中物体的运动很难描述，为了把复杂的问题简单化，可以把一些物体的运动简化为一个点的运动，而有些物体的运动却不能简化为一个点的运动。那么，简化的依据是什么呢?带着这个问题，我们来看看下面几张图片。 学生：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度，研究地球公转，研究火车从A地到B地通过的路程，此时飞机、地球、火车本身的大小和形状对所研究的问题没有多大的影响，属于次要因素，因此可以忽略不计，所以它们可看成质点。研究地球自转，体操运动员比赛时的动作，此时要研究各个点的运动情况，形状和大小不能忽略，所以它们不可以看成质点。 教师：你能总结物体看成质点的条件吗? 学生：一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 教师：这就是说，在满足一定条件时，我们可以把物体简化、抽象为一个具有质量的点，称为质点。 物体看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。 教师：物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“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。质点就是这种物理模型之一。 教师：展示升降机图片。 提出问题：升降机任意两点运动情况有什么特点？升降机能否看成质点？ 学生：升降机任意两点运动都相同，能看成质点。 教师：像这种，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。做平动的物体，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，于是，整个物体的运动也可以简化为一个点的运动，把物体的质量赋予这个点，它也就成了一个质点。 例1 两列具有完全知识产权的中国标准动车组“复兴号”，在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站发车成功。“复兴号”高度从“和谐号”的3 700 mm增高到4 050 mm，单车长度伸展到25 m。下列说法正确的是(　　) A.“复兴号”体积太大不能看成质点；内部乘客可看成质点，因为体积小 B.“复兴号”在运行时的任何情况下都不能看成质点，因为车轮在转动 C.研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时，可将它看成质点 D.计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间，可将它看成质点 答案　D 解析　当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响时可以看作质点，所以能不能看作质点和物体的大小无关，而是和要研究的问题有关，故A错误；“复兴号”在运行时若求某段时间内位置的变化，“复兴号”的大小和形状对研究的问题没有影响，那么可以把它看作质点，故B错误；研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时，“复兴号”列车的形状和大小是不能忽视的，所以不能看作质点，故C错误；计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间，由于不需要考虑物体的形状和大小，所以可将它看成质点，故D正确。 例2 在如图所示的女排比赛中，下列情景中的研究对象可以被视为质点的是(　　) A.研究比赛中运动员扣球的动作时 B.确定运动员在球场上的位置时 C.研究比赛中运动员发出的旋转球时 D.确定落在边线处的排球是否在界内时 答案　B 解析　研究比赛中运动员扣球的动作时，运动员的肢体动作对研究结果影响不能忽略，因此运动员不可被视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员视为质点，A错误，B正确；在研究运动员发出的旋转球和落在边线处的排球是否在界内时，球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此不能将排球视为质点，C、D错误。 学生阅读教材，回答问题。 学生分组讨论。 课 堂 练 习 1.青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处，乘坐索道缆车不仅可以观赏怡人的风景，还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是(　　) A.以自己为参考系，看到缆车向对面走去 B.以对面的山为参考系，自己静止不动 C.以自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近 D.以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后运动 答案　D 解析　以自己为参考系，看到缆车静止不动，同一缆车里的人静止不动，故A、C错误；以对面的山为参考系，游客向山靠近，故B错误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后运动，故D正确。 2.下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是(　　) A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的 B.诗句“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流”。其“桥流水不流”中的“桥流”是以“水”为参考系的 C.毛泽东的诗词“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”中的“八万里”是以“人”为参考系的 D.“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的 答案　B 解析　“飞流直下三千尺”是说飞流相对于山在运动，故参考系为“山”，故A错误；“桥流水不流”中是以“水”为参考系，桥的位置发生了变化，则桥是运动的，故B正确；毛泽东的诗词“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”中的“八万里”是以“地心”为参考系，故C错误；“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”是以“观众”为参考系的，故D错误。 3.如图所示，时间数轴上标注的线段和点分别指下列哪些时间间隔和时刻(　　) A.1 s、5 s B.1 s、第5 s末 C.第2 s内、第6 s初 D.第3 s内、第5 s末 答案　D 解析　时间数轴上的一段线段表示时间间隔，题图所示线段指第3 s内；时间数轴上的点表示时刻，题图中点指的是第5 s末或第6 s初，故D正确。 4.如图所示为中国自主研发的新型平流层飞艇“圆梦号”，它采用三个六维电机的螺旋桨，升空后依靠太阳能提供持续动力。假设某次实验中，“圆梦号”在赤道上空指定20公里高度绕地球飞行一圈，下列说法正确的是(　　) A.研究六维电机的螺旋桨转动时，可把螺旋桨看成质点 B.研究“圆梦号”绕地球飞行一圈所用时间时，可将“圆梦号”看成质点 C.“圆梦号”的体积很大，任何时候都不能将其看成质点 D.以地球为参考系，“圆梦号”处于静止状态 答案　B 解析　研究六维电机的螺旋桨转动时，螺旋桨的大小和形状不能忽略，不能将其看成质点，故A错误；研究“圆梦号”绕地球飞行一周所用时间时，“圆梦号”可看成质点，故B正确，C错误；“圆梦号”绕地球飞行，以地球为参考系，“圆梦号”是运动的，故D错误。 5.(多选)如图所示，甲、乙、丙3人乘不同的热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看甲、乙、丙的运动可能是(　　) A.甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙停在空中 B.甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速上升 C.甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲 D.甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙<v甲 答案　ABD 解析　甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降，乙看到甲匀速上升，说明乙匀速下降，而且v乙＞v甲，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能停在空中，也可能匀速上升，丙还可能匀速下降，且v丙<v甲，故C错误，A、B、D正确。 课 堂 小 结 本节课在确定物体是否运动、怎么运动时引人参考系，使学生对参考系有了更为全面、清晰的认识。学习为什么要对研究对象理想化，抽象出质点的概念，并比较实际的物体与理想的质点之间的关系；世界万物都在时间和空间中存在和运动，学习时刻和时间间隔是描述质点运动的基础性概念之一。 板 书 设 计 第1节 参考系 时间 质点 一、参考系 1.定义：被选作为参照的物体以及与它保持相对静止的物体组成一个系统叫作参考系。 2.参考系的四个特性：标准性、任意性、差异性、统一性。 二、时间和时刻 1.时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上，时刻用点表示。 2.时间间隔：表示两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上，时间间隔用线段表示。即∆t= t2 - t1。 三、质点 1.机械运动：物体的空间位置随时间的变化。 2.质点：用来代替物体的有质量的点叫作质点。 3.把物体看成质点的条件： (1)物体的大小和形状可以忽略； (2)平动； 4.质点是一种理想化模型，它是对实际物体的一种科学抽象，实际中并不存在。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“练习与应用”。 2.配套同步作业。 教学反思 教学中一个重要突破就是理想化模型的建立。具有重要的意义，高中物理学习中非常多的实例都是建立在理想化模型的基础之上，需要学生勤加思考以便更好地运用。从而对引导学生尊重自然科学、喜爱物理学习、树立学习信心具有积极作用。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $