高中物理人教版必修1教案1质点参考系和坐标系教学设计教案3.docx
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高中物理人教版必修1教案1质点参考系和坐标系教学设计教案3
教学准备
1. 教学目标
教学目标
1．知识与技能：
（1）理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点．
（2）知道参考系的概念．知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单．
（3）知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化．
2．过程与方法：
（1）领悟质点概念的提出和分析、建立的过程
（2）了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法
（3）通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用
3．情感态度与价值观：
（1）通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理
（2）通过小组讨论，培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会
合作与交流，逐步形成严谨求实的科学态度
（3）体验物理学研究问题的方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观
2. 教学重点/难点
教学重点、难点
1．教学重点及其教学策略：
重点：
质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立
教学策略：
通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。
2．教学难点及其教学策略：
难点：
理想化模型——质点的建立，及相应的思想方法
教学策略：
通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
教学过程
引入新课
呈现“神舟”５号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。
播放神州五号发射升空过程的录像。
讲述：
飞船在茫茫太空遨游，如何描述它的运动呢？
文学家、艺术家采用形象的手法。
“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”，短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。
世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同的人（如文学家、艺术家等）有不同的描述，请举例说明。
那么科学家怎样描述物体的运动呢？
著名物理学家海森伯曾说过：
“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。
只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。
”
本章我们首先引入描述运动的一些基本概念，进而研究最简单最基本的运动形式：
直线运动。
讲授新课
（一）、物体与质点
１、播放鸽子飞行的录像。
提问：
（1）要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？
（2）如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信，需要了解它各部分运动的区别吗？
（3）如何才 能较准确地描述它的运动呢？
讲述：
有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。
呈现信息窗：
“神舟”5号飞船载人舱长7.4m，直径2.8m,用长58m，重达480t的“长征”2号火箭发射。
如科学家研究“神舟”5号飞船在空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点。
播放“神舟”５号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。
教师小结：
这样，在某些情况下，我们可以把物体简化为一个有质量的点。
物理学中，用来代替物体的有质量的点叫质点（mass point）。
信息快递：
在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。
质点就是这种物理模型之一。
２、提问：
（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？
播放太阳系运行的模拟动画。
（2）一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点？
播放火车运行模拟动画。
（3）研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？
播放地球公转和四季变化的模拟动画。
（4）研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？
呈现火车过桥的图片。
3、通过以上几个问题请同学们进一步讨论：
（1）物体是否在所有的情况下都能看作质点？
（2）物体看作质点的条件是什么？
（3）物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？
（4）大的物体一定不能看成质点？
小的物体随时都看成质点吗？
播放地月系运行模拟动画，28届雅典奥运会上张怡宁发球录像。
演示乒乓球发球情况。
（二）、参考系
1、设想一下，你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。
在“地球人”看来，你们随太空站以很大的速度绕地球运动。
提问：
你和你的同桌能感到自己在高速运动吗？
为什么？
呈现太空站的图片。
教师小结：
物体的运动和静止是相对的。
为描述物体的运动，需要另外选取一个物体作为标准，否则无法判断。
这个作为标准的物体叫做参考系（referenceframe）.
提问：
有一首唐代流传下来的诗词：
“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动——是船行。
”作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉？
２、播放飞机空投的模拟动画。
提问：
选择不同的参考系观察结果如何？
从中你有什么发现呢？
３、提问：
参考系的选择是任意的。
但怎样选择比较好呢？
播放地月系、太阳系运行的模拟动画（几何画板制作），请同学观察思考研究月球的运动选什么参考系较好？
由此你得出的结论如何？
教师小结：
参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。
要注意的是：
若无特别说明，通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系．
（三）、坐标系
1、假设你在学校攀登楼前广场上，沿东西方向笔直地奔跑，如果要问你到了哪里，我们会怎样表示呢？
（呈现学校平面图）
对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考，说明你的位置。
那么能否借助数学方法呢？
教师小结：
一般说来，为了定量地描述物体的位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
用坐标值来表示物体的位置。
提问：
如何选择坐标轴和正方向？
如何选坐标原点？
如何确定坐标轴上的刻度值？
如果我们以广场上旗杆作为坐标原点，x=5m,x=-10m表示什么意思？
正负号表示什么意思？
2、如果你在学校里从前校门到后校门，对于这种平面运动，要描述你的位置或位置的变化，应该建立怎样的坐标系？
如果我们要研究“神舟”５号这种三维运行呢？
3、请同学们阅读课本第１３页“科学漫步”，并回答：
此GPS定位器此刻处于我国哪个城市？
从显示屏中你还能获得哪些信息？
老师解释：
显示屏上第1行的“西”和第2行的航向267°其含义。
请同学举例说明它的还有哪些用途。
除了以上知识，你还学到了什么方法？
课堂小结
本课小结
这节课我们学习了质点、参考系和坐标系等概念，它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念。
要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。
由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。
课后习题
第一节质点 参考系和坐标系
一、选择题（每小题4分，共40分）
1.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。
两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。
如果以地面为参考系，那么，上述观察说明 （ ）
A.甲车不动，乙车向东运动 B.乙车不动，甲车向东运动
C.甲车向西运动，乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动
2.下列关于质点的说法中，正确的是 （ ）
A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在，故引入这个概念没有多大意义
B.只有体积很小的物体才能看作质点
C.凡轻小的物体，皆可看作质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点
3.某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑了1.5圈时，他的 （ ）
A.路程和位移的大小均为3πR B.路程和位移的大小均为2R
C.路程为3πR、位移的大小为2R D.路程为πR、位移的大小为2R
4.下列各组物理量中，全部是矢量的有 （ ）
A．位移、加速度、速度、平均速度 B.速度、路程、时间、平均速度
C．位移、速度、加速度、时间 D.速度、质量、加速度、路程
5.甲、乙两小分队进行军事演习，指挥部通过现代通信设备，在屏幕上观察到两小分队的具体行军路线如图所示，两小分队同时同地由O点出发，最后同时到达A点，下列说法中正确的是 （ ）
A.小分队行军路程x甲＞x乙
B.小分队平均速度甲＞乙
C.y-x图象表示的是速率v-t图象
D.y-x图象表示的是位移x-t图象
6.某中学正在举行班级对抗赛，张明明同学是短跑运动员，在百米竞赛中，测得他在5s末的速度为10.4m/s，10s末到达终点的速度为10.2m/s，则他在全程中的平均速度为 （ ）
A.10.4m/s B.10.3m/s
C10.2m/s D.10m/s
7.下面的几个速度中表示平均速度的是 （ ）
A.子弹射出枪口的速度是800m/s，以790m/s的速度击中目标
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/h
C.汽车通过站牌时的速度是72km/h
D.小球第3s末的速度是6m/s
8.如图所示为甲、乙两质点的v-t图象。
对于甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是（ ）
A.质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反
B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同
D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大
9.下列关于加速度的描述中，正确的是 （ ）
A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化
B.当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动
C.速度方向为正，加速度方向为负
D.速度变化越来越快，加速度越来越小
10.下列关于速度和加速度的说法中，正确的是 （ ）
A.物体的速度越大，加速度也越大
B.物体的速度为零时，加速度也为零
C.物体的速度变化量越大，加速度越大
D.物体的速度变化越快，加速度越大
二、填空题（每题6分，共24分）
11.质点由西向东运动，从A点出发到达C点再返回到B点静止，如图，若AC=100m，BC=30m，则质点通过的路程是 m，发生的位移是 m，位移方向是
A B C 东
12.某一施工队执行爆破任务，已知导火索的火焰顺着导火索燃烧的速度是0.8cm/s，为了使点火人在导火索火焰烧到爆炸物以前能够跑到离点火处120m远的安全地方去，导火索需要 m才行。
（假设人跑的速率是4m/s）
13.足球守门员在发门球时，将一个静止的质量为0.4kg的足球，以10 m/s的速度踢出，若守门员踢球的时间为0.1s，则足球的平均加速度为______________m/s2；足球沿草地作直线运动，速度不断减小，设加速度大小恒为2m/s2，3s后足球运动到距发球点20m的后卫队员处，则此过程中，足球运动的平均速度为________________m/s，后卫队员接到球时，足球的速度为______m/s
14.我国列车第四次提速后，出现了“星级列车”。
T14次列车从上海始发，途经蚌埠、济南等城市，最后到达北京。
T14次列车时刻表如下，由其时刻表可知，列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为____________km/h
T14次列车时刻表
停靠站到达时刻开车时刻里程（km）
上海┅┅18:
000
蚌埠22:
2622:
34484
济南03:
1303:
21966
北京08:
00┅┅1463
三、实验题（12分）
15.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。
已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点。
（1）纸带上D、G间的平均速度为 m/s
（2）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG=____________进行计算，式中各量的意义是________________________________________________
（3）用上式计算出打下点G时重锤的速度为vG=____________m/s
（4）从纸带上的点迹可判断出纸带是在做 运动
四、计算题（共24分）
16.（8分）明明同学讲 了一个龟兔赛跑的故事，按照明明讲的故事情节，聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示，请你依照图象中的坐标，并结合物理学的术语来讲述这个故事．在讲故事之前，先回答下列问题．
（1）小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发？
（2）乌龟做的是什么运动？
（3）兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？
（4）哪一个先通过预定位移到达终点？
17.（8分）亮亮星期天跟妈妈去商厦购物，亮亮做了一个有趣的实验。
他发现，乘自动扶梯上楼，如果站在扶梯上不动，扶梯可以在3min内把他送到楼上去.若扶梯不动，他可用1.5min沿扶梯走到楼上.试计算亮亮在仍以原来的速度沿扶梯向上运动，同时扶梯也开动的情况下，需用多长时间才能到楼上？
18.（8分）足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢出，踢球时间为0.2s，设球飞来的方向为正方向，则足球在这段时间内的加速度为多少？
参考答案
一、选择题
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】A
9.【答案】A
10.【答案】D
二、填空题
11.【答案】130 70 由A指向B（或向东）
12.【答案】0.24
13.【答案】100 6.7 4
14.【答案】103.7
三、实验题
15.【答案】
（1） 1
（2）， FH表示F、H两点间的距离,T为相近两计数点的时间间隔
（3） vG=1.30m/s
（4）加速
四、计算题
16.【答案】
（1）在同一地点，但不是同时出发
（2）乌龟做的是匀速直线运动
（3）相遇过2次
（4）乌龟
17.【答案】需用1min时间才能到楼上.
18.【答案】加速度为－100m/s2
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