质点参照系和坐标系教学设计.pdf

质点 参照系和坐标系教学设计 一、教学目标 知识与技能 认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。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。通过实例理解参考系，知道参考系的概念及运动的关系，会用坐标系描述物体的位置。过程与方法 体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。体会用坐标方法描述物体位置的优越性。情感态度与价值观 认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。二、教学重点与难点 重点：1.理解质点的概念 2.从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念 难点：理解质点的概念 三、教学方法 联系日常生活中的实例,老师引导学生得出有关物理概念 四、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图（一）新课导入 提出生活中的实例：1、汽车在马路上飞驰 汽车对马路位置改变 2、江水咆哮地奔向远方 江水对河岸位置改变 总结: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 提问：怎样描述机械运动，即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？进行思考，阅读教材。知道有关质点的一些知识。启发学生思考，研究一般物体运动的时候，该怎么研究物体的运动。（二）新课探究 1.物体和质点 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，在运学生讨论分析问题，开始问题可能五花八门，之后开始在学生议论过程中，引导学生想到我们在处理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。例如：()投掷手榴弹时怎么样测量投掷距离？()把教室的课桌向后推出 0.5m 怎么样测量距离？(3)你从校门口向校园内走 100m，你现在在哪儿？引入质点 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。()质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。()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。（3）关于质点简化的条思考，怎么简化物体的“身体”，开始从书中寻找答案 这些问题时，常常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。件性 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。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，可以把整个物体当质点。例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。要注意的是：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。有转动但转动为次要因素 例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。物体的形状、大小可忽略 再如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。（二）新课探究 2.参考系 参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须选取参考系。（1）要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系。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（1）观察课本，是由于两位小朋友所选择的参考系不同，因此他们才会有不同的感受，一个是选择地面为参考系，一个是选择飞机为参考系。以地面为参考系的认为跳伞人是曲在学生的直接观察发现中，鼓励学生多动脑，以此提高学生的独立分析问题的能力。去观察物体的运动。（请同学们思考课本P12 图 1.1-4。并思考观察结果为什么不同。）(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。(3)比较两个物体的运动时必须选择同一参照系，比较才有意义。(4)在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。练习：课本 P13 练习2 线运动；以飞机为参考系的认为自己是在直线下落。（二）新课探究 3.坐标系 位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在草稿纸上画出简单的一维坐标系，然后再画出二维坐标系，通过想象，尝试画出通过学习坐标系是参考系的基础上抽象出来的具体的概念，提高学在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。（1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有：一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为 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。如图111 所示，若某一物体运动到 A 点，此时它的位置坐标 XA3m，若它运动到 B点，则此时它的坐标 XB-2m（“-”表示沿 X 轴负方向）。二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置，三维坐标系，把坐标系抽象到参考系的理解中 生的抽象思维能力，让学生们知道数学在物理中的应用。Xm A B O 0 3-2 图 111 如图 112。三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。(2)GPS 定位仪确定地球物体的具体方位，提供准 确时间。要注意以下几点：（a）坐标系相对参考系是静止的。（b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。（c）用坐标表示质点的位置。（d）用坐标的变化描述质点的位置改变。（三）巩固提高 提问：1、在研究那些物理问题的时候需要将物体当作质点 2、不同的参考系对于解决物理问题有没有影响 学生思考之后得出，1、平动的物体一般可以看作质点；有转动但转动为次要因素；物体的形状、大小可忽略的物体运动可以当作质点 2、选择不同的参考系来观察进一步巩固学生对于质点和参考系的理解，加深他们的理解，便于以后解决实际的物理问题 同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同（四）课后作业 课本 P13 第 2 题 对本章知识进行回顾，思考解答 及时掌握课堂所学，并能够独立完成物理问题，进一步拓展学生的思维能力和探究精神