1.1 质点 参考系 教学设计 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

1. 质点 参考系 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 1. 质点 参考系 教学 目标 物理观念 了解质点的含义，知道将物体抽象为质点的条件，能将特定情境中的实际物体抽象成质点；了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。 科学思维 经历质点模型的建构过程，初步体会抓住主要因素、忽略次要因素的抽象思维方法，认识物理模型在探索自然规律中的作用。 科学探究 通过对生活实例的观察与讨论，概括出物体可以看作质点的条件，在交流讨论中自主建构质点概念，形成勤于观察、勤于思考的习惯。 科学态度与责任 体会物理学是基于人类有意识的探索而形成的对自然现象的描述与解释，养成严谨求实的科学态度，激发对运动问题的好奇心与探究欲。 教学重难点 1.理解质点的概念，体会建立质点模型所采用的抽象思维方法（重点）。2.知道将物体看作质点的条件，会对具体问题中物体能否看成质点作出判断（重点）。3.理解参考系与物体运动的关系，知道在不同参考系中对同一运动的描述可能不同（难点）。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：上课伊始，教师用多媒体展示三幅图片——翱翔的雄鹰、行驶的列车、飘落的树叶，并提出问题：生活中随处可见运动的物体，对于这些运动的物体，我们如何准确地描述它们的运动呢？ 教师：展示漫画：静止在汽车里的乘客，司机说他没有动，路上的孩子却赞叹他运动得真快。一个说他静止，一个说他运动得很快，谁说得对呢？ 教师：要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。从这一章开始，就要学习物理学中描述运动的方法。本节课先来学习描述物体运动时常用的两个基本概念——质点和参考系。 图1　空中翱翔的雄鹰 学生观察图片，思考并尝试回答问题。 新课讲授　一、质点 教师：雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动；足球在绿茵场上滚动时，它在向前运动的同时还在转动。可见，要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。 教师提问：雄鹰在天空中翱翔时，它的大小和形状能忽略吗？雄鹰能否看成一个"点"？ 学生讨论：要研究雄鹰是如何飞行的，它的翅膀的运动方式很重要；但是，如果我们只关注雄鹰从哪里移动到了哪里，就不必太在意它的形状，可以把它看成一个点来描述它的运动。 教师引导：我们生活的客观世界是物质的，机械运动描述的是物体位置随时间变化的规律。大胆假设：在研究某些物体的运动时，忽略物体的大小和形状，将具体的物体视为一个有质量的"点"。 教师提问：火车整体向前平动的同时，车轮在转动。关注哪些问题时火车可以看作质点，关注哪些问题时不能看作质点？ 图2　行驶中的列车 学生回答：（1）可以视为质点的情况：研究火车从甲地到乙地的运行时间（甲、乙两地间的距离远远大于火车的长度）。（2）不能视为质点的情况：研究火车经过大桥所需的时间（火车的长度不能忽略）；研究火车车轮的转动情况。 教师引导：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一个点。 教师总结：（1）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。（2）物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。（3）质点是一个理想化的物理模型，是对实际物体的一种科学抽象。 教师补充：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，而跟自身体积的大小、质量的多少无关。同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能。 例1　下列关于质点的说法正确的是（　　） A．研究奥运冠军全红婵跳水时的空中动作，可把她看作质点 B．研究高铁列车从北京到上海的运行时间，可把列车看作质点 C．体积很小的物体一定可以看作质点 D．质量很大的物体一定不能看作质点 答案　B 解析　研究跳水运动员的空中动作时，运动员的形状和动作对研究问题影响很大，不能把她看作质点，选项A错误；高铁列车的长度远远小于北京到上海的距离，列车的大小和形状可以忽略，可把列车看作质点，选项B正确；物体能否看作质点取决于它的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略，与自身体积大小、质量多少无关，体积很小的物体（如原子）在研究其内部结构时也不能看作质点，选项C错误；质量很大的物体（如地球）在研究其公转时可以看作质点，选项D错误。 学生分组讨论，交流并发表自己的看法。 学生配合教师分析实例，理解质点概念。 新课讲授　二、参考系 教师提问：要描述物体的运动，通常要先判断它是运动的还是静止的。我们说房屋、树木是静止的，这大概是不会错的。但是，房屋、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。为什么人们的看法会不一样呢？ 学生讨论：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。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。 图3　选择不同的参考系，对同一物体运动的描述不同 教师引导：选择不同的参考系，物体的运动情况一般不同，但有时候也相同。如上图中，车中的乘客，选择司机和选择车厢作为参考系，他都是静止的；而路旁的同学以地面为参考系，乘客是运动的。 教师总结：（1）运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的。（2）参考系：用来作参考的物体。（3）参考系的性质：①物体一旦被选为参考系，就认为该物体是静止的；②参考系的选取是任意的，任何物体都可以被选为参考系，但不能选研究对象自身；③比较不同物体的运动时要选取同一参考系。（4）参考系的选取原则：以对运动的描述简单、方便为原则。 教师补充：参考系是用来作参考的假定不动的物体，该物体本身可能静止也可能运动。同一物体，选择的参考系不同，对它的运动情况的描述结果可能不同，这就是运动的相对性。 例2　下列说法中正确的是（　　） A．研究物体的运动时，必须选定参考系 B．参考系必须选择静止不动的物体 C．只有体积很小的物体才能被选为参考系 D．选择地面为参考系，静止的物体就是绝对静止的 答案　A 解析　描述一个物体的运动时，必须选定参考系，否则无法确定物体的运动情况，选项A正确；参考系的选取是任意的，被选为参考系的物体被假定不动，它本身可以是运动的，选项B错误；任何物体都可以被选为参考系，与体积大小无关，选项C错误；静止是相对的，以地面为参考系静止的物体，相对太阳是运动的，选项D错误。 学生观察示意图，分组讨论参考系的选择对运动描述的影响。 学生配合教师归纳参考系的概念与选取原则。 课 堂 练 习 1.下列关于质点的说法正确的是（　　） A．描述一列高铁列车通过南京长江大桥所需的时间时，列车可看作质点 B．研究"神舟"飞船绕地球飞行的轨道时，飞船可看作质点 C．研究乒乓球的旋转效果时，乒乓球可看作质点 D．凡是小的物体都可以看作质点，大的物体都不能看作质点 答案　B 解析　列车通过大桥所需的时间与列车长度有关，列车不能看作质点，选项A错误；"神舟"飞船的大小远小于其绕地球飞行的轨道，飞船可看作质点，选项B正确；研究乒乓球的旋转效果时，球的形状和大小不能忽略，乒乓球不能看作质点，选项C错误；物体能否看作质点取决于大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略，与物体自身大小无关，选项D错误。 2.如图4所示，地球在绕太阳公转的同时还在自转。下列说法正确的是（　　） 图4　地球的公转与自转 A．研究地球绕太阳公转时，地球可看作质点 B．研究地球的自转时，地球可看作质点 C．研究地球公转时，地球不能看作质点 D．地球无论在什么问题中都不能看作质点 答案　A 解析　研究地球绕太阳公转时，地球的大小和形状对公转轨道的影响可以忽略不计，地球可看作质点，选项A正确、C错误；研究地球自转时，地球的大小和形状不能忽略，否则就没有"转动"可言，地球不能看作质点，选项B错误；同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的不能，选项D错误。 3.坐在行驶列车内的乘客，看到路旁的房屋、树木向后运动，他选取的参考系是（　　） A．房屋　　B．树木　　C．他自己乘坐的列车　　D．地面 答案　C 解析　乘客以自己乘坐的列车为参考系时，列车被假定不动，路旁的房屋、树木相对列车位置不断变化，看起来在向后运动，选项C正确；以房屋、树木或地面为参考系，它们都是静止的，选项A、B、D错误。 课 堂 小 结 本节课我们从如何准确描述物体运动的问题出发，学习了质点和参考系两个基本概念。质点是忽略物体的大小和形状、突出质量的理想化物理模型，建立质点模型是高中物理中第一次针对实际问题抓住主要因素、忽略次要因素的科学抽象；参考系是描述物体运动时用来作参考的物体，运动的描述具有相对性，选择不同的参考系对同一物体运动的描述可能不同。这两个概念是本章后续学习的基础。 板 书 设 计 1. 质点 参考系 一、质点 1．定义：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。 2．物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题影响很小，可以忽略不计。 3．质点是一个理想化的物理模型，是对实际物体的科学抽象。 二、参考系 1．定义：用来作参考的物体。 2．运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的。 3．参考系的性质：①物体一旦被选为参考系，就认为该物体是静止的；②参考系的选取是任意的，但不能选研究对象自身；③比较不同物体的运动要选取同一参考系。 4．选取原则：以对运动的描述简单、方便为原则。 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 质点是一个理想化的物理模型，学生初次接触"科学抽象"的研究方法，理解上有一定难度。教学中通过雄鹰翱翔、火车行驶等大量生活实例的讨论，让学生充分体会"忽略次要因素、抓住主要因素"的思想，再引出质点概念，符合学生的认知规律。参考系部分，学生容易误认为参考系必须是静止的物体，教学中借助车厢内乘客与路旁同学对同一运动的不同描述的对比，帮助学生突破难点，效果较好。 学科网（北京）股份有限公司 $