内容正文:
指向问题链思考教学
高中物理必修一第一章第(1)节
质点参考系
目录
物体和质点
参考系
练习与应用
指向问题链思考教学
物体的空间位置随时间的变化。
思考1:观察自然界中各种各样的运动,它们有什么共同的特征?
概念:物体的空间位置随时间的变化的运动,叫作机械运动。
观察与思考
海洋中航行的航母
空中飞行的飞机
太阳系中绕太阳运转的行星
指向问题链思考教学
情景导入
观察与思考
思考2:能不能像图中描述摆动的小球去描述足球和雄鹰,你认为困难和麻烦出在哪里呢?
观察图中物体的运动,请描述它们的运动情况
准确描述物体运动并不是一件容易的事
足球在向前飞行的同时还在转动;雄鹰拍动翅膀在向前运动的同时,它的翅膀还在上下运动;小球绕着旋点在左右摆动。
前两者都有一定的大小和形状,且各部分的运动情况并不一样。
不过,我们有时候关注物体各部分的运动,有时关注物体的整体运动,因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。
指向问题链思考教学
情景导入
思考3:如果我们研究雄鹰从我国台湾省飞到西藏用的时间的话,雄鹰的形状大小会有影响吗?说一说你的分析!
不会,雄鹰的形状和大小相对于我们研究的问题,可以忽略不计!可看作“点”的运动。
思考4:如果我们研究雄鹰是如何飞行的,此时可以将雄鹰看作“点”吗?为什么?
不可以,运动方式很重要!
指向问题链思考教学
思考与讨论
概念:在研究物体运动时,某些情况下,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。
思考4:图中那种情况可以将地球看作质点吗?为什么?
已知地球直径d=1.3×104km,地日距离s= 1.5×108km.
地球绕太阳公转时,可以将地球看作质点,此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。
观察与思考
地球自转时,地球的大小和形状会影响地球的自转,故不可以看作质点
指向问题链思考教学
物体和质点
G66全长约400米
西渴马1号隧道全长2812米
高铁的尺寸远小于南京和北京之间的距离,可以忽略不计,高铁可以看作质点。
思考5:观察图中信息,请你回答,当研究高铁G66从南京到北京的时间时,高铁可以看作一个质点吗?为什么?
观察与思考
思考6:在研究高铁G66通过西渴马一号隧道所用的时间时,可以将高铁看作质点吗?
高铁的大小和形状会影响通过隧道的时间,因此不可以将高铁看作质点。
指向问题链思考教学
物体和质点
注意:质点是一个理想化模型,并不真实存在!它是一种科学抽象。
总结与思考
结合上述两个例子回答下列问题
思考7:很小的物体才能看作质点,很大的物体不能看做质点,对吗?
1.一个物体能否被看做质点,取决于它的大小和形状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
思考8:自然界中是否存在一个具体的物质叫做质点?
2.一个物体能否被看做质点,取决于所研究问题的性质,即使是同一个物体,当研究的问题不同时,有的情况可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。
指向问题链思考教学
物体和质点
观察与思考
思考9:视频中动车相对拍摄者所坐的动车是运动的还是静止的?你是如何判断的?
以拍摄者为参照,视频中动车是相对静止的。
概念1:要描述一个物体是运动还是静止的,要看选定哪个物体作为标准,被选择标准的物体叫做参照物。
概念2:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,即物体的运动和静止是相对的。
知识回顾
思考10:视频中动车相对哪些物体是运动的?
如电线杠、房屋等
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参考系
甲同学和乙同学第一次乘高铁列车,把一枚硬币立于窗台上。甲同学说:“硬币静止不动!”乙同学却说:“你看错了,硬币是运动的。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错?
概念:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其它的物体做参考,观察物体相对这个物体(其它物体)的位置是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来做参考的物体称为参考系。
两人都没错,选取的参考系不同
(1)可以任意选取
(2)选择参考系时,以简单方便为原则
(3)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义
常选择地面或相对地面静止的物体为参考系
参考系的选取
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思考与讨论
1.两个运动的物体:一个是被球拍击出的乒乓球,另一个是正在飞行的歼20隐形战斗机。请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题,一个问题中可以把它(乒乓球或战斗机)看成质点;另一个问题中不能把它看成质点。
答:当研究乒乓球运动的速度时,乒乓球的大小、形状可忽略,乒乓球可以看成质点;当研究被打出的乒乓球的旋转情况时,乒乓球不能看成质点。
当研究歼-20隐形战斗机从上海到海口的运动路线时,战斗机的大小、形状可以忽略,可以看成质点;当研究歼-20隐形战斗机的飞行姿态时,战斗机的长度、体积不可忽略,不能看成质点。
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练习与应用
2.平常说的“一江春水向东流”“地球的公转”“钟表的时针在转动”“太阳东升西落”等,分别是说什么物体相对什么参考系在运动?
答:“一江春水向东流”描述的是水相对地面(河岸)的运动;
“地球的公转”描述的是地球相对太阳的运动;
“钟表的时针在转动”描述的是时针相对钟表表面的运动;
“太阳东升西落”描述的是太阳相对地面的运动。
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练习与应用
3.将近1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗: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(如图)。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。诗中描述了什么物体的运动?它们分别是以什么物体为参考系的?你对诗人关于“榆堤”“云”“我”的运动与静止的说法有没有不同的认识?
答:诗中描述了船、云、诗人的运动,前两句诗写景。
诗人在船上,“卧看满天云不动”是以船或诗人为参考系。
“云与我俱东”是以“榆堤”为参考系,云与“我”均向东运动,可认为云相对“我”不动。
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