2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系教案 新人教版必修1.doc
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1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與技能 1.認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法,能根據(jù)具體情況將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)。知道它是一種科學(xué)的抽象,知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法. 2.理解參考系的選取在物理中的作用,會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。 3.認(rèn)識(shí)一維直線坐標(biāo)系,掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用. 過(guò)程與方法 1.體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用,初步掌握科學(xué)抽象理想化模型的方法.讓學(xué)生將生活實(shí)際與物理概念相聯(lián)系,通過(guò)具體事例引出質(zhì)點(diǎn)的這個(gè)理想化的模型.通過(guò)幾個(gè)具體的例子讓學(xué)生自主討論,在討論與交流中自主升華為物理中的概念. 2.通過(guò)參考系的學(xué)習(xí),知道從不同角度研究問(wèn)題的方法。讓學(xué)生從熟悉的常見(jiàn)現(xiàn)象和已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,揭示參考系在確定物體運(yùn)動(dòng)時(shí)客觀存在的必要性和合理性,促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣,提高學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力. 3.體會(huì)用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性,可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較,增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并力求解決問(wèn)題的意識(shí)和能力. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象.運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性.培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)自然,關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神. 2.通過(guò)質(zhì)點(diǎn)概念和參考系的學(xué)習(xí),體會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系 3.滲透抓住主要因素,忽略次要因素的哲學(xué)思想. 4.滲透具體問(wèn)題具體分析的辯證唯物主義思想,幫助學(xué)生建立辯證唯物主義的世界觀. 5.通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理課程的興趣. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn): 1.理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象思維方法. 2.在研究具體問(wèn)題時(shí),如何選取參考系. 3.如何用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)軸與實(shí)際的物理情景結(jié)合起來(lái)建立坐標(biāo)系. 難點(diǎn):在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn),即將一個(gè)實(shí)際的物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件. 教學(xué)方法 探究、講解、討論、練習(xí) 教 學(xué) 活 動(dòng) [新課導(dǎo)入] 師:請(qǐng)同學(xué)們觀看一段錄像后思考問(wèn)題(有關(guān)運(yùn)動(dòng)的話題). (放映錄像)選擇有關(guān)反映物體運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面播放給學(xué)生看(可搜集整電視片《科技之光》和《動(dòng)物世界》中的圖像).如:雄鷹、小鳥(niǎo)在空中飛翔,飛機(jī)在天空中劃過(guò),行星、衛(wèi)星在宇宙中運(yùn)行,航天員楊利偉在宇航艙中給地球拍照,汽車(chē)在公路飛馳,輪船在海水中搏擊海浪。…… 師:雄鷹在空中翱翔,足球在綠茵場(chǎng)上飛滾,連靜靜的山川也在“坐地日行八萬(wàn)里”……宇宙中的一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng),無(wú)論是巨大的天體,還是微小的原子、分子等.請(qǐng)大家根據(jù)剛才觀看的錄像片,回顧初中學(xué)過(guò)的機(jī)械運(yùn)動(dòng),提出一些關(guān)于運(yùn)動(dòng)的話題. 教師總結(jié)學(xué)生發(fā)言,講述機(jī)械運(yùn)動(dòng). 機(jī)械運(yùn)動(dòng):簡(jiǎn)稱“運(yùn)動(dòng)”.指物體與物體間或是物體的一部分和另部分間相對(duì)位置隨時(shí)間發(fā)生改變的過(guò)程,是最基本、最簡(jiǎn)單、最普遍的運(yùn)動(dòng)形式.機(jī)械運(yùn)動(dòng)是空間位置隨時(shí)間變化的體現(xiàn).這里涉及到空間和時(shí)間的問(wèn)題. 師:古希臘杰出的哲學(xué)家、科學(xué)家、圣賢——亞里士多德曾說(shuō)過(guò)“不了解運(yùn)動(dòng),就不了解自然”,這句話向我們提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).我們要充滿信心,迎接這一挑戰(zhàn). 指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材第一段,并粗看這節(jié)課的黑體字標(biāo)題,提出問(wèn)題:要描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng),本節(jié)課將從哪幾個(gè)方面去描述? 學(xué)生通過(guò)閱讀、思考,對(duì)本節(jié)涉及的概念有個(gè)總體印象,知道這些概念都是為了進(jìn)一步描述物體的運(yùn)動(dòng)而引入的,要研究物體的運(yùn)動(dòng)首先從學(xué)好這些基本概念人手. 師:我們?cè)趧偛诺匿浵衿锌吹剑浩?chē)在公路上飛馳,江水在咆哮著奔向遠(yuǎn)方,鳥(niǎo)兒在飛翔,樹(shù)葉在搖動(dòng),高山上流水,瀑布直瀉千尺,雪花在空中飛舞…… (放映錄像)(播放“神舟”五號(hào)升空的錄像片)“2003年10月15日,一個(gè)令人驕傲的日子,一個(gè)彪炳史冊(cè)的日子,我國(guó)第一艘載人飛船滿載著全國(guó)人民的希望成功升空.” 師:飛船在茫茫太空中遨游,假如你是文學(xué)家,你如何描述它的運(yùn)動(dòng)呢? 參考:文學(xué)家的描述:《光明日?qǐng)?bào))2003年10月17日第一版,作者歐陽(yáng)中石“凌云戲月游銀漢,轉(zhuǎn)瞬翔天過(guò)太空.” 師:如果你是科學(xué)家,你又將如何描述呢?這就是我們今天要研究的課題——認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng) 板書(shū):1.1運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí) [新課教學(xué)] 一、物體和質(zhì)點(diǎn) 針對(duì)上面看過(guò)的錄像,老師提出問(wèn)題:請(qǐng)你描述出一些運(yùn)動(dòng),詳細(xì)描述物體的運(yùn)動(dòng)有什么困難? 足球 向前 球體 滾動(dòng) 雄鷹 向前 翅膀 上下 發(fā)現(xiàn)描述物體運(yùn)動(dòng)不容易,我們需要了解物體各部分運(yùn)動(dòng)的區(qū)別嗎? 問(wèn):可以將問(wèn)題簡(jiǎn)化嗎?為什么? 要準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng),特別是物體各部分的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)情況,并不是一件很容易的事.因?yàn)槲矬w本身都有一定的大小和形狀,物體各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般并不一樣. 師:在剛才看過(guò)的錄像片中,我們見(jiàn)到了楊利偉,看到了“神舟”五號(hào).據(jù)報(bào)道,“神舟”五號(hào)飛船載人艙長(zhǎng)7.4m,直徑2.8m,用長(zhǎng)58 m、重達(dá)480t的“長(zhǎng)征”2號(hào)火箭發(fā)射.升空后,顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個(gè)小小的光點(diǎn).科學(xué)家研究它在空中的位置、離開(kāi)地面的高度、飛行的速度、運(yùn)動(dòng)軌道等問(wèn)題時(shí),需要考慮它本身的大小和形狀嗎? 生:不需要,我們可以用熒光屏上的小光點(diǎn)代替這個(gè)“龐大”的飛船呀! 引入質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn).(板)根據(jù)所研究問(wèn)題的性質(zhì)和需要,抓住問(wèn)題中的主要因素,忽略次要因素,建立一種理想化的模型,使復(fù)雜問(wèn)題得到簡(jiǎn)化,這是一種重要的科學(xué)研究方法. 引子;乒乓球小而輕,直徑僅4cm,質(zhì)量約2.7 g.運(yùn)動(dòng)員研究各種旋轉(zhuǎn)球的打法時(shí),要關(guān)注球的受力部位和受力方向?qū)πD(zhuǎn)的影響.這種情況下,必須考慮到球的大小和形狀,不能把它簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn). [討論與交流](供參考) 1.地球是一個(gè)龐然大物,直徑約為12 800km,與太陽(yáng)相距1.5Xl08 km.研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)時(shí),能不能把它看成質(zhì)點(diǎn)?研究地面上各處季節(jié)變化時(shí),能不能把它看成質(zhì)點(diǎn)? 參考答案:若研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí),由于地球本身的大小比地球到太陽(yáng)的距離小得多,則可以把地球看作質(zhì)點(diǎn);但若研究地面上各處季節(jié)變化時(shí),則不能把其看作質(zhì)點(diǎn). 2.撐桿跳高是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,一般來(lái)說(shuō)可以把撐桿跳運(yùn)動(dòng)分為如下幾個(gè)階段:助跑、撐桿起跳、越過(guò)橫桿.討論并思考后回答,在下列幾種情況下運(yùn)動(dòng)員能否被看作質(zhì)點(diǎn),從中體會(huì)質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程. (1)教練員針對(duì)訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動(dòng)員的錯(cuò)誤時(shí),能否將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)? (2)分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí),能否將其看成質(zhì)點(diǎn)? (3)測(cè)量其所跳高度(判斷其是否打破紀(jì)錄)時(shí),能否將其看成質(zhì)點(diǎn)? 參考答案:(1)不能,糾正錯(cuò)誤動(dòng)作時(shí)不能忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)及動(dòng)作,也就是說(shuō)不能忽略運(yùn)動(dòng)員的形狀和大?。?2)能,分析助跑速度時(shí),可以忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)及動(dòng)作.(3)能. 3.物理中的“質(zhì)點(diǎn)”跟幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處? 參考答案:相同之處為:都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn).不同之處為:質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象,它具有一定的物理內(nèi)涵,不僅具有物體的全部質(zhì)量,而且是一個(gè)相對(duì)的概念;幾何學(xué)中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量,僅表示一個(gè)位置,而且應(yīng)該是“絕對(duì)得小”. 師:請(qǐng)同學(xué)們對(duì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行小結(jié): 生:對(duì)質(zhì)點(diǎn)小結(jié): 1.質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象,是一種理想化的模型. 2.質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的近似,這也是物理學(xué)中常用的一種重要的研究方法. 3.一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn),取決于它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì),而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān). 4.一個(gè)物體能否被看作質(zhì)點(diǎn),取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì).即使是同個(gè)物體,在研究的問(wèn)題不同時(shí),有的情況下可以看作質(zhì)點(diǎn),而有的情況可能不可以看作質(zhì)點(diǎn). (課堂探究) 親自做一做、試一試,書(shū)本在下列情景中能否被看成質(zhì)點(diǎn). 1.沿一個(gè)方向推動(dòng)桌面上的書(shū)本,如果測(cè)量書(shū)本移動(dòng)的距離,是否可以將書(shū)本視為質(zhì)點(diǎn),為什么? 2.如果測(cè)定書(shū)本經(jīng)過(guò)桌面上方某一定點(diǎn)所需要的時(shí)間,是否可以將書(shū)本視為質(zhì)點(diǎn),為什么? 3.還有什么情況下書(shū)本可以被視為質(zhì)點(diǎn)?什么情況下書(shū)本不能被視為質(zhì)點(diǎn)? 參考答案: 1.沿同一個(gè)方向移動(dòng)書(shū)本時(shí),書(shū)本各部分的運(yùn)動(dòng)情況完全相同,可以將它視為質(zhì)點(diǎn). 2.相對(duì)桌面上方的某一定點(diǎn)來(lái)說(shuō),書(shū)本本身的長(zhǎng)度(或?qū)挾?不能忽略,并對(duì)經(jīng)過(guò)該定點(diǎn)位置所需要的時(shí)間起決定作用,所以這種情況下不能將書(shū)視為質(zhì)點(diǎn)。 3.答案視學(xué)生提出的問(wèn)題而定(根據(jù)學(xué)生提出的各種情景,老師進(jìn)行準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥). 說(shuō)明:將物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件: (1)平動(dòng)的物體可以看作質(zhì)點(diǎn),一般研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不能把物體看作質(zhì)點(diǎn). (2)物體有轉(zhuǎn)動(dòng),但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所要研究的主要問(wèn)題時(shí),物體本身的形狀和大小已變成了次要因素. (3)物體本身的大小對(duì)所研究的問(wèn)題不能忽略時(shí),不能把物體看作質(zhì)點(diǎn),如研究火車(chē)過(guò)橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車(chē)看作質(zhì)點(diǎn). [課堂訓(xùn)練) 1.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中,正確的是 A.體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B.質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) C.不論物體的質(zhì)量多大,只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時(shí),就可以看成質(zhì)點(diǎn) D.只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn),高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn) 答案:C 2.在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點(diǎn)? (1)研究某學(xué)生騎車(chē)回校的速度. (2)對(duì)這位學(xué)生騎車(chē)姿勢(shì)進(jìn)行生理學(xué)分析. (3)研究火星探測(cè)器從地球到火星的飛行軌跡. (4)研究火星探測(cè)器降落火星后如何探測(cè)火星的表面. 答案:(1)(3) 3.下列情形中的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的是………………………( ) A.跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中 B.一枚硬幣用力上拋,猜測(cè)它落地時(shí)是正面朝上還是反面朝上 C.奧運(yùn)會(huì)冠軍邢慧娜在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中 D.花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽中 答案:C 二、參考系 引子:請(qǐng)你設(shè)想一下,你和一位同伴正坐在火車(chē)中去旅行在飛快地離去,鐵路邊的人看到火車(chē)中的乘客,而乘客自己卻認(rèn)為自己是靜止的; 教師可展示F1ash動(dòng)畫(huà)課件,動(dòng)畫(huà)內(nèi)容描述為: 兩位同學(xué)在路邊看到急馳而過(guò)的一輛小汽車(chē),大聲叫喊, “唉呀!你看他們跑得真快啊!” 車(chē)中的人對(duì)司機(jī)說(shuō):“你動(dòng)了嗎?” 引導(dǎo)學(xué)生分析片中的對(duì)話.為什么路邊的同學(xué)說(shuō)車(chē)上的人跑得快? 為什么車(chē)中的一個(gè)人又認(rèn)為他和司機(jī)沒(méi)有動(dòng)? 投影教材中的圖1.1—3圖,讓學(xué)生自己分析,教師加以引導(dǎo). 生1:車(chē)中兩個(gè)小孩都是靜止的,他們都沒(méi)動(dòng). 生2:這兩個(gè)小孩是運(yùn)動(dòng)的,因?yàn)樵谲?chē)窗玻璃上有幾個(gè)線條表示“風(fēng)”,這是畫(huà)家描述運(yùn)動(dòng)時(shí)常用的手法. 師:兩個(gè)小孩和車(chē)都是運(yùn)動(dòng)的,這是相對(duì)地面來(lái)說(shuō)的,而兩個(gè)小孩之間是相對(duì)靜止的,他們的相對(duì)位置沒(méi)有改變. 師:平時(shí)我們說(shuō)樹(shù)木、房屋是靜止的,行駛的汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的,這是以地面作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)的.坐在行駛的火車(chē)?yán)锏某丝?,認(rèn)為自己是靜止的,而在車(chē)廂里走動(dòng)的乘務(wù)員在運(yùn)動(dòng),他還認(rèn)為路旁的樹(shù)木在向后倒退,這些都是以車(chē)廂作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)的.在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體——參考系. 參考系:任何運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于某個(gè)參照物而言的,這個(gè)選來(lái)作標(biāo)準(zhǔn)的參照物稱為參考系. [討論與交流] 與同桌和前排(或后排)同學(xué)組成四人一組,思考并交流討論下列描述中隱含的參考系. 展示問(wèn)題: 1.電影《閃閃的紅星》中有兩句歌詞:“小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走”這其中分別描述了兩種運(yùn)動(dòng)情景,那么它們分別是以什么為參考系的? 2.“月亮在蓮花般的云朵里穿行.” 3.坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩(shī)句“坐地日行八萬(wàn)里,巡天遙看一千河”時(shí),我們感覺(jué)是靜止不動(dòng)的.這與詩(shī)句里的描述是否矛盾?說(shuō)明理由. 4.敦煌曲子詞中有這樣的詩(shī)句:“滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來(lái)迎,仔細(xì)看山山不動(dòng),是船行.”其中“看山恰似走來(lái)迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么? [課堂交流](分四小組進(jìn)行) 師:下述物理過(guò)程中選擇什么為參考系較恰當(dāng)? 課件投影問(wèn)題: 1.2004年,所有的目光都集中在火星.繼美國(guó)宇航局的兩臺(tái)火星探險(xiǎn)漫游者“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)之后,歐洲的火星快車(chē)飛船已順利地將“獵兔犬”2號(hào)火星登陸車(chē)投放至火星表面.從地球表面向火星發(fā)射火星探測(cè)器的過(guò)程中,若要研究探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)情況,各應(yīng)選擇什么為參考系? 2.在印度洋海嘯救災(zāi)中,從水平勻速航行的飛機(jī)上向受災(zāi)的地區(qū)空投救災(zāi)物資.在不考慮空氣阻力的情況下,飛機(jī)上的人以飛機(jī)作參考系,他看到投下的物體是沿什么路線下落的?地面上的人以地面作參考系,觀察被投下的物體又是沿著什么路線下落的? 3.第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中,一個(gè)法國(guó)飛行員正在2 000米高的空中飛行,忽然,他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個(gè)小東西在飛舞,他以為是一只小昆蟲(chóng),于是就伸手輕松地把它抓了過(guò)來(lái),仔細(xì)一看,把他嚇出一身冷汗來(lái).他抓住的不是別的,是德國(guó)飛機(jī)射向他的一顆子彈。請(qǐng)根據(jù)上述信息討論回答以下問(wèn)題,并注意體會(huì)參考系的選取與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性. (1)子彈飛得那么快(一般為幾百米每秒),為什么沒(méi)有把他的手打穿?體會(huì)一下,同一物體相對(duì)于不同的參考系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同嗎? (2)受類似現(xiàn)象的啟發(fā),人們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)在飛行途中進(jìn)行空中加油,在航天飛行中,宇宙飛船發(fā)射到太空和正在繞地球運(yùn)動(dòng)的空間站實(shí)行空中對(duì)接.實(shí)現(xiàn)“空中加油”和“空中對(duì)接”應(yīng)滿足的基本條件是什么? 4.1997年6月10日,在我國(guó)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征一號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射的“風(fēng)云二號(hào)A”氣象衛(wèi)星,是我國(guó)研制成功的第一顆靜止氣象衛(wèi)星,設(shè)計(jì)工作歷時(shí)三年.2000年6月25日,“長(zhǎng)征三號(hào)”運(yùn)載火箭又將我國(guó)自行研制的第二顆“風(fēng)云二號(hào)B”氣象衛(wèi)星成功發(fā)射上天,在太空中順利完成與A星的“新老交替”,最終定點(diǎn)在東經(jīng)105赤道上空,向地面?zhèn)骰刂袊?guó)及周邊地區(qū)的高質(zhì)量的氣象資料. (1)上述材料中的“靜止氣象衛(wèi)星”最終定點(diǎn)在東經(jīng)105赤道上空,是以誰(shuí)為參考系來(lái)描述衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的? (2)具有上述特點(diǎn)的衛(wèi)星稱為“同步衛(wèi)星”.除了“氣象衛(wèi)星”外,“同步衛(wèi)星”還有什么用途? [課堂探究] 一跳傘運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中,看到身旁的直升機(jī)在向上運(yùn)動(dòng),則直升機(jī)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的? 參考答案:跳傘運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中,看到身旁的直升機(jī)在向上運(yùn)動(dòng),是以自己作參考系,即以跳傘運(yùn)動(dòng)員為標(biāo)準(zhǔn),它們間的距離在不斷增大.如果以地面為參考系,這種情況的出現(xiàn)有以下幾種可能性:(1)直升機(jī)靜止在空中不動(dòng);(2)直升機(jī)向上升;(3)直升機(jī)下落,但速度比跳 說(shuō)明:為了確定物體的位置和描述物體的運(yùn)動(dòng)而被選作參考的物體或物體系叫做參考系.如果物體相對(duì)于參考系的位置在變化,則表明物體相對(duì)于該參考系在運(yùn)動(dòng);如果物體相對(duì)于參考系的位置不變,則表明物體相對(duì)于該參考系是靜止的.同一物體相對(duì)于不同的參考系,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以不同.在運(yùn)動(dòng)學(xué)中,參考系的選擇可以是任意的.研究和描述物體運(yùn)動(dòng),只有在選定參考系后才能進(jìn)行.如何選擇參考系,必須從具體情況來(lái)考慮.例如,一個(gè)星際火箭在岡0發(fā)射時(shí),主要研究它相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng),所以把地球選作參考系.但是,當(dāng)火箭進(jìn)入繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道時(shí),為研究方便,便將太陽(yáng)選作參考系.為研究物體在地面上的運(yùn)動(dòng),選地球作參考系最方便,例如,觀察坐在飛機(jī)里的乘客,若以飛機(jī)為參考系來(lái)看,乘客是靜止的;若以地面為參考系來(lái)看,乘客是在運(yùn)動(dòng).因此,選擇參考系是研究問(wèn)題的關(guān)鍵之一. 組織學(xué)生小結(jié)并作好適時(shí)適度的引導(dǎo): (1)運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的. (2)參考系的選取是任意的. (3)選擇不同的參考系,觀察的結(jié)果可能不一樣,也可能一樣. (4)選擇參考系時(shí),應(yīng)使物體運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單、方便. (5)比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,必須選擇同一參考系才有意義. 三、坐標(biāo)系 展示問(wèn)題:(小偷偷東西被發(fā)現(xiàn),原因GPS來(lái)確定方位) 有時(shí)需要準(zhǔn)確地描述某個(gè)物體所在的位置,如地理上用緯度和經(jīng)度來(lái)確定某個(gè)地點(diǎn)在軍事、大地測(cè)量等領(lǐng)域常采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)來(lái)確定方位. 要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標(biāo)系.如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng),即沿一條直線運(yùn)動(dòng),只需建立直線坐標(biāo)系,就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置;如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng),即在同一平面運(yùn)動(dòng),就需要建立平面直角坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置;當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí),則需要建立三維直角坐標(biāo)系來(lái)描述. [課堂探究] 創(chuàng)設(shè)一個(gè)實(shí)例讓學(xué)生思考,可以結(jié)合本地實(shí)際選取相應(yīng)的例子. 參考示例: 如圖1—1—1所示,一輛汽車(chē)從天安門(mén)沿長(zhǎng)安街駛向西單、南菜園方向,思考汽車(chē)的位置隨時(shí)間怎樣變化? 問(wèn)題: 1.如何選擇坐標(biāo)軸和正方向? 2.如何選擇坐標(biāo)原點(diǎn)? 3.如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值? 師:對(duì)質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng),一般選質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向,選取質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)的時(shí)刻為時(shí)間的起點(diǎn). 師:畫(huà)坐標(biāo)系時(shí),必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度. [課堂訓(xùn)練] 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng),各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表: (1)請(qǐng)?jiān)谙旅娴膞軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置. (2)哪個(gè)時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)?有多遠(yuǎn)? 參考答案: (1)如圖1—1—3標(biāo)注: (2)在第4s末的位置坐標(biāo)是一7 m,說(shuō)明這一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為7m,在x軸的負(fù)向上,為最遠(yuǎn),而其他幾個(gè)都不是最遠(yuǎn)的. 問(wèn)題:田徑場(chǎng)上,描述百米運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置,需建立什么樣的坐標(biāo)系?描述800米賽跑運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置需建立什么樣的坐標(biāo)系?足球場(chǎng)上,描述足球運(yùn)動(dòng)員的位置需建立什么樣的坐標(biāo)系?要描述足球的位置呢? 參考答案;百米運(yùn)動(dòng)員是在一條直線上運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)建立直線坐標(biāo)系;800米賽跑運(yùn)動(dòng)員不是在一條直線上運(yùn)動(dòng),而是在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系;足球運(yùn)動(dòng)員也是在球場(chǎng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),也要建立平面直角坐標(biāo)系,而足球的運(yùn)動(dòng)可以在草坪上進(jìn)行,也可以在空中飛行,所以要建立立體空間直角坐標(biāo)系. 學(xué)生閱讀教材“科學(xué)漫步”欄目并思考書(shū)中提出的問(wèn)題. 參考答案:從GPS定位器上顯示屏中的信息可以知道:第1行的 “西”和第2行的“航向267”表示的是航向,如圖I—1—4所示.“航速0.0km”說(shuō)明定位器現(xiàn)在相對(duì)地面靜止.第3行的“航程1.0 kin是指從出發(fā)到現(xiàn)在的里程,“累計(jì)13:32”是指從開(kāi)始啟動(dòng)定位器到現(xiàn)在的時(shí)間.第4行的“N3955.451’”和“Ell623.504’”是指定位器所處位置在北緯3955.451’、東經(jīng)11623.504’.第5行“時(shí)間:10:29:57”顯示的是北京時(shí)間10點(diǎn)29分57秒.通過(guò)地理知識(shí)或查閱地圖手冊(cè)可以知道定位器此刻正處于北京市城區(qū)的西部 [小結(jié)] 本節(jié)學(xué)習(xí)的參考系和質(zhì)點(diǎn)的概念是運(yùn)動(dòng)學(xué)甚至整個(gè)力學(xué)的最基本、最重要的概念,并且還提供了重要的科學(xué)思維方法.了解參考系的概念,對(duì)于觀察、比較、研究物體的運(yùn)動(dòng)有實(shí)際的意義.同學(xué)們要明白,嚴(yán)格意義上的“有質(zhì)量的點(diǎn)”實(shí)際上是不存在的,是一種理想化模型,是對(duì)實(shí)際物體的近似,是一種科學(xué)抽象.自然界中任何一種事物及其運(yùn)動(dòng)變化,都是比較復(fù)雜的,研究問(wèn)題,要暫時(shí)撇開(kāi)起作用很小的因素,抓住主要因素.如果在我們研究的問(wèn)題中,物體的形狀、大小,以及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的,就可以把它看成質(zhì)點(diǎn). [布置作業(yè)] 板 書(shū) 設(shè) 計(jì)教材第13頁(yè)問(wèn)題與練習(xí) 1.1運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí) 一、質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn). (1)質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象,是一種理想化的模型. (2)質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的近似,這也是物理學(xué)中常用的一種重要的研究方法. (3)一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn),取決于它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì),而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān). 二、參考系:任何運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于某個(gè)參照物而言的,這個(gè)選來(lái)作標(biāo)準(zhǔn)的參照物稱為參考系. (1)運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的. (2)參考系的選取是任意的。 (3)選擇不同的參考系,觀察的結(jié)果可能不一樣,也可能一樣. (4)選擇參考系時(shí),應(yīng)使物體運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單、方便. (5)比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,必須選擇同一參考系才有意義. 三、坐標(biāo)系 學(xué) 生 活 動(dòng) 生1:宇宙中一切物體都處在永恒的運(yùn)動(dòng)中. 生2:運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的. 生3:物體空間位置隨時(shí)間的變化就是機(jī)械運(yùn)動(dòng),片中記錄了大量物體的運(yùn)動(dòng)情景. 生4:描述物體的運(yùn)動(dòng)要選擇參照物. 生5:“坐地日行八萬(wàn)里”,我怎么沒(méi)感覺(jué)到呢? 學(xué)生討論: 學(xué)生討論:因?yàn)槲矬w本身都有一定的大小和形狀,物體各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般并不一樣. 1解析:一個(gè)實(shí)際物體能否看成質(zhì)點(diǎn),跟它體積的絕對(duì)大小、質(zhì)量的多少以及運(yùn)動(dòng)速度的高低無(wú)關(guān),決定于物體的尺寸與物體間距相比的相對(duì)大小.例如,地球可稱得上是個(gè)龐然大物,其直徑約為1.28X107m,質(zhì)量達(dá)到6X1024kg,在太空中繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度每秒幾百米.由于其直徑與地球離太陽(yáng)的距離(約1.5X1011m)相比甚小,因此在研究地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),完全可以忽略地球的形狀、大小及地球自身的運(yùn)動(dòng),把它看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn). 2解析:根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的定義,研究學(xué)生騎車(chē)回校的速度只是討論學(xué)生與學(xué)校之間的位置隨時(shí)間的變化關(guān)系,無(wú)須討論學(xué)生的騎車(chē)動(dòng)作和自行車(chē)的行駛方法原理,故可把其看成質(zhì)點(diǎn).對(duì)學(xué)生的騎車(chē)姿勢(shì)進(jìn)行分析時(shí),學(xué)生的身軀和四肢就構(gòu)成研究的對(duì)象,故不能把學(xué)生看成質(zhì)點(diǎn).火星探測(cè)器的大小相對(duì)地球與火星的距離在尺寸上完全可以忽略不計(jì),故可把其看成質(zhì)點(diǎn).當(dāng)火星探測(cè)器在火星表面探測(cè)火星,則探測(cè)器的動(dòng)作直接影響探測(cè)的效果,所以,此時(shí)火星探測(cè)器不能看成質(zhì)點(diǎn). 3解析:在跳水比賽中,人們要觀察跳水運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)美動(dòng)作,包括空中的和入水時(shí)的動(dòng)作,所以不能看作質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò).硬幣是正面朝上還是反面朝上,與硬幣的形狀有密切關(guān)系,所以不能看作質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò).邢慧娜在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中是可以看成質(zhì)點(diǎn)的,因?yàn)樵陂L(zhǎng)跑中主要看她所用的時(shí)間,不考慮本身的形狀和大小,所以可以看成質(zhì)點(diǎn),故C正確.花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽中主要是觀察滑冰的動(dòng)作,即“花樣”,所以不能看作質(zhì)點(diǎn),故D錯(cuò). 參考答案: 1.河岸竹排. 2.云朵 3.地心、地面.這種說(shuō)法不矛盾,是參考系的選擇不同.人隨地球一起圍繞地軸自轉(zhuǎn),而地球赤道周長(zhǎng)大約是s=4.0X104 krn,即大約為八萬(wàn)里. 4.這兩種現(xiàn)象是由于選取的參考系不同造成的.第一種現(xiàn)象是以人為參考系,人看到遠(yuǎn)處的山向人靠近;第二種現(xiàn)象是以地面為參考系,山是靜止的,船在行駛. 1參考答案:前者為地球,后者為火箭. 2參考答案:前者為豎直直線,后者為曲線(拋物線). 3參考答案: (1)因同一物體相對(duì)于不同的參考系有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),相對(duì)于發(fā)射子彈的槍而言,子彈的初速度雖然為幾百米每秒,但相對(duì)于其他以不同方向和速度運(yùn)動(dòng)著的物體,其運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)有明顯不同.當(dāng)子彈和飛機(jī)的速度大小方向相同,則子彈相對(duì)于飛機(jī)靜止,即出現(xiàn)上述情況. (2)除了飛行員具有高超的飛行技術(shù)外,相對(duì)于同一參考系時(shí)兩個(gè)“物體”的速度要相同,即二者相對(duì)速度為零,處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)即可完成. 4參考答案: (1)是以地球?yàn)閰⒖枷?,且處于相?duì)靜止?fàn)顟B(tài) (2)通訊衛(wèi)星. (1)描述直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化,可以建立一維直線坐標(biāo)系. (2)描述平面上運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化,可以建立二維平面直角坐標(biāo)系. (3)描述立體空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化,可以建立三維立體空間坐標(biāo)系. 作 業(yè) 教材第13頁(yè)問(wèn)題與練習(xí) 教 學(xué) 后 記- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系教案 新人教版必修1 2018 2019 學(xué)年 高中物理 坐標(biāo)系 教案 新人 必修
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