湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理1.1 质点 参考系和坐标系

湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理1.1 质点 参考系和坐标系

湖北省湖北大学附属中学2020届高三物理（必修一）教案 1.1 质点 参考系和坐标系 ‎ 前言 一、 物理学与人类文明 1、 物理学是一门基础学科，它的研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要的作用。（课本举了大量例子）‎ 2、 物理学与社会的进步（蒸汽机时代、电气时代、信息时代）‎ 3、 物理学与我们的生活息息相关（举例家电、门、自行车）‎ 4、 物理学与思维观念 5、 物理学的发展 二、 学习物理的意义 ‎1、使人能适应现代社会的需要 今天的社会，科学技术已经成了生活与生产的基本要素。科学技术在各个领域全面普及，并且以前所未有的速度飞速发展，人要想适应现代社会，必须学习科学技术。普通劳动者对物理知识的需求已经远远超出了高中物理知识的范围。‎ 物理的学习还使人们能以合格公民的身份对与科学技术相关的社会重大政治、经济问题发表自己的意见，发挥自己的作用。‎ 物理学的发展也直接影响人们的家庭生活，使衣食住行的方式不断趋于现代化。家用电器的品种越来越多，城市家庭电视与电话已经普及，电脑开始进入家庭，有的还上了网。‎ ‎2、使人能够进一步学习 大多数专业的学习都要以一定的物理知识作为基础，这是因为物理学的研究内容最为广泛，应用范围最为普遍。物理学习是人们从事进一步学习的必要准备。一个人的物理学习水平决定了他在什么层次上开始某门科学技术的学习，也会显著影响到他今后学习的水平。正因为如此，各大学理工科招生时，都把考生的物理成绩高低作为录取与否的重要依据。‎ ‎3、使人的素质得到显著提高 学习的根本目的在于提高人的素质。通过物理学习，人的文化素质、心理素质和思想素质都会有显著的提高。‎ 物理学是人类文化的重要组成部分。它的观念、理论和方法，已经渗透到人类文化的各个方面。学习物理将大大增加人们头脑中的知识总量，促进大脑提高认识世界的广度和深度，这样就提高了人的文化素质。‎ 物理学是一门十分吸引人而又比较难学的学科，它既使学习者感到极大的乐趣，又需要学习者付出艰苦的努力。学习物理能使人的智力因素和非智力因素得到发展，增强人的活动效率和自身的调控，这样就提高了人的心理素质。‎ 物理学中充满着活的唯物辩证法。学习物理就必须接受它内含的思想与观念，使学生受到辩证唯物主义的熏陶。学习物理可以培养一丝不苟、精益求精的科学态度，实事求是的科学品质，热爱大自然的积极情感，这样就提高了人的思想素质。‎ 一、 如何学好物理 1、 上课认真听讲，勤于思考，积极回答问题。‎ 2、 按时完成作业。‎ 3、 重视实验，做好实验报告 4、 适当补充练习（建议以学校定制的练习为主）‎ 第一节质点参考系和坐标系 三维目标：‎ 知识与技能 1. 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。‎ 1. 了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。‎ 2. 认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。‎ 过程与方法 1. 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。让学生将生活实际与物理概念相联系，通过具体矢量引出质点的这个理想化的模型，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中自主升华为物理中的概念。‎ 2. 通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。‎ 3. 体会用坐标方法描述物体位置的优越性，可用不同方法设计实验并体会比较，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。‎ 情感态度与价值观 1. 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，关心科技发展、勇于探索的精神。‎ 2. 通过质点概念和参考系的学习，体会物理规律与生活的联系。‎ 3. 渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。‎ 4. 渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。‎ 5. 通过本节的学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣。‎ 教学重点：‎ 1、 理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法。‎ 2、 在研究具体问题时，如何选取参考系。‎ 3、 如何用教学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。‎ 教具：小车、乒乓球、米尺、小黑板 课时安排：1课时 教学过程：‎ ‎[引入]说起运动，大家是在熟悉不过了，我们知道“生命在于运动”，宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体还是微小的原子，分子等。运动和我们的生活息息相关。古希腊杰出的哲学家、科学家、圣贤——亚里士多德曾说过“不了解运动，就不了解自然”。可见了解运动的重要性。那么我们要研究运动首先要了解应该怎样描述运动。‎ ‎[提问]1、请几位同学来谈一谈我们常见的运动。‎ ‎2、大家来总结一下什么叫做运动呢？‎ ‎[板书]一、机械运动（简称运动）：物体与物体间或是物体的一部分和另一部分相对位置随时间发生改变的过程，是最基本、最简单、最普遍的运动形式。‎ 这样我们就知道了，运动是一个与时间和空间都有关的物理量，我们要研究运动，首先要从几个基本的概念入手。‎ ‎[板书]二、物体和质点：‎ ‎[演示]1、小车的运动。2、乒乓球的运动。‎ ‎[提问]请一位同学来分别描述这两个物体的运动。（更进一步）大家观察小车的运动，车身上某一点的运动和车轮上某点的运动情况相不相同？乒乓球上各点的运动情况有什么不同？‎ ‎[分析]我们发现，因为物体有一定的形状和大小，物体各部分的运动情况一般并不一样，要准确的描述它并不容易。‎ ‎[提问]如果有一辆客车，有揭阳开往广州，我们要研究它运动的速度大小以及全程的路程长短，所需时间，要不要考虑客车的大小和形状？‎ ‎[分析]很显然，在上面第一个问题中，揭阳到广州的距离比客车本身的长度要大得多，在这个问题中，我们关心客车整体的运动情况，所以我们把客车简化为一个点来分析问题。（类似的有星球的运动，“火箭”的发射等）‎ ‎[板书]1、质点：用来代替物体的有质量的点。‎ ‎[提问]是不是所有的问题都能把物体看成质点来分析呢？在上面的问题中，如果要研究客车通过一条短桥的运动过程，能不能把它看成质点？（类似的情况：运动员在研究各种旋转球的打法时要考虑乒乓球的形状和大小？）‎ ‎[分析]显然答案是否定的，这样我们就知道，物体能否看成质点是有条件的。‎ ‎[板书]2、将物体看成质点的条件：‎ （1） 物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不记时 （2） 平动的物体可以视为质点。‎ ‎[分析]略 ‎[课堂探究]‎ 亲自做一做、试一试，书本在下列情景中能否被看成质点。‎ 1、 沿一个方向推动桌面上的书本，如果测量书本移动的距离，是否可以将书本视为为质点，为什么？（答：沿同一个方向移动书本时，书本各部分的运动情况完全相同，可以将它视为质点）‎ 2、 如果测定书本经过桌面上方的某一定点所需时间，是否可以将书本视为质点，为什么？（不能）‎ 3、 还有什么情况下书本可以被视为质点？什么情况下书本不能被视为质点？‎ ‎[练习]下列关于质点的说法中正确的是（）‎ A、 体积很小的物体都可以看成质点 B、 质量很小的物体都可看成质点 C、 无论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点 D、 只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点 答案：C ‎[小结]1、质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。‎ ‎2、质点是对实际物体的近似，则也是物理学中常用的一种重要的研究方法。‎ ‎3、一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小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。‎ ‎4、一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质，即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点。‎ ‎[板书]二、参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体。‎ ‎[讲解]描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择，但是，选择不同的参考系来观察同一物体的运动其结果会有所不同。（可用书本里的图进行讲解，举例说明略）‎ ‎[提问]1、歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这其中分别描述了两种运动的情景，那么它们分别以什么为参考系。（河岸、竹排）‎ ‎2、诗句“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”其中现象，分别以什么为参照系？（人，地面）‎ ‎[板书]三、坐标系 ‎[引入]研究物体运动的过程中，我们经常需要准确描述物体所在的位置，地理上用纬度和经度来确定，而在生活中，军事上，大地测量等领域，常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位。‎ 要准确的描述物体的位置及位置的变化，需要建立坐标系。在高一物理里研究的主要是物体在一维空间里的运动，即沿一条直线运动，只需要建立直线坐标系就能确定物体的位置。今后我们还将涉及到二维和三维的问题，现在我们重点来认识直线坐标系。‎ ‎[举例]某物体沿直线运动，（如图所示）为了定量描述 物体的位置变化，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。然后我们可以这么描述，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标xA=‎3m,若它运动到B点，则此刻它的坐标xB=-‎2m。‎ ‎[练习]一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：‎ t/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ x/m ‎0‎ ‎5‎ ‎-4‎ ‎-1‎ ‎-7‎ ‎1‎ （1） 请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置。‎ （2） 哪个时刻离坐标原点最远？有多远？‎ 课后作业：P13 1、2、3、4‎