1. 质点 参考系 空间 时间课件配套优秀公开课教案设计

§1.1质点、参考系

自贡市蜀光中学朱阳智

【教学目的】

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；

2．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；

3．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用；

4、学会在日常生活中，善于总结和发现问题，培养此能力。

【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．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系

【教学难点】在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件

【课时】1课时

【教学过程】

〖新课引入〗在初中学习了一些力学知识，知道力学研究宏观物体的机械运动。

〖物理情景〗雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔、足球在绿茵场上飞滚、百米运动员、行驶的火车……在这些司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动。

机械运动——一个物体相对于另一个物体的位置变化叫机械运动。

〖思考〗如何研究机械运动？要解决哪些问题？——谁在运动、相对于哪个物体在动、做什么样的运动等。

〖新课教学〗

一、物体和质点

〖问题一〗1、详细描述物体的运动有什么困难? 困难出在哪里？

2、百米竞赛时终点裁判如何判断谁是冠军？旅客：车何时到站？在以上问题中要描述物体运动，我们需要了解物体各部分运动的区别吗?可以将问题简化吗？为什么？

3、什么是质点？ 〖总结〗以一个点代表人（车）

〖定义〗用来代替物体的有质量的点，叫质点。

〖问题二〗（1）、110米栏运动员的教练：①跨栏动作要领。

②竞赛战术：何时加速、匀速、冲刺等。

（2）、桥长1000m、火车长300m，过桥的时间。

〖问题三〗

1、能用木块上的一个点的运动来代表整个木块的运动吗？

2、研究小球边缘上一点的运动或小球滚下用时，能把小球看作质点吗？

〖问题四〗（1）、地球是一个庞然大物，直径约为12 800km，与太阳相距 km．研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化的成因时，能不能把它看成质点?

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（2）、氧原子的核外有8个电子，研究它们轨道的差别，能不能把氧原子看成质点? 〖总结〗物体可以看成质点的条件是什么？

〖例1〗撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆．讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程．

(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点?

(2)分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点?

(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点?

二、参考系

〖物理情景〗在平静的湖面上，一个坐在船仓里看不到周围环境，他能否判断出船是否在动？

〖问题〗1、描述物体的运动，为何要选参考系？

2、看教材中的图1.1—4，选择不同参考系来观察同一物体运动，结果如何？

〖定义〗为了确定物体的位置和描述物体运动而被用来作为参考的物体或物体系叫参考系。

〖总结〗1、两物体相比较，相对位置发生变化，才能感知运动。认为参考系静止不动。

2、选择不同参考系来观察同一物体运动，其运动的快慢方向均可能不同。运动是相对的。

3、原则上参考系可以任意选择，但要使对运动的描述方便、简单。

〖例2〗以下说法正确的是 （ ）

A、参考系就是不动的物体

B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系

C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的

D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果

〖例3〗电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“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情景，那么它们分别是以什么为参考系的?

敦煌曲子词中有这样的诗句：“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“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?

三、坐标系

〖问题〗汽车沿平直公路行驶，如何定量（准确）描述它的位置？

〖总结〗1、要准确地描述物体的______及______需要建立坐标系．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立_______坐标系，就能准确表达物体的位置。

2、建坐标系时要注意：原点、正方向、单位长度。

〖例4〗如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置及变化，可以以这条直线为x轴，在直线上规定

、

和

，建立直线坐标系，如图所示，若物体运动到A点，此时它的位置坐标xA=

，若它运动到B点，则此时它的位置坐标xB

=

。

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【课堂小结】

本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。

为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，极坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。

明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。

【课后作业】

1、完成本节的课后练习。

2、在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结论的。

【当堂检测】

应用点一：物体能否被看作质点的条件

1：下列说法正确的是（

）

A.运转中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点

B.研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看作质点

C.研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时，不能把乒乓球看作质点

D.研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，可将汽车看作质点

试解：

.（做后再看答案，效果更好.）

解析：当研究地球公转时，由于地球的直径比地球与太阳间的距离要小得多，可以忽略不计，可以把地球当作质点；当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时，就不能够忽略地球的大小和形状，当然不能把地球看作质点了.研究电子绕原子核的运动情况，因为原子核的半径只相当原子半径的万分之一，所以可以把原子核看作质点；但若研究有关原子核结构的问题，就不能把原子核看成质点，故A错.研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，因电线杆的粗细比火车的长度小得多，故电线杆可看作质点，而火车不能看作质点，故B错.奥运会冠军孔令辉打出的乒乓球虽小，但飞旋多变，不能看作质点，C正确.在水平的高速公路上飞驰的汽车，尽管车轮在转动，但我们研究的是汽车的速度，对整个汽车的运动来说，车轮的转动不是研究的主要问题，可将汽车看作质点，D正确.故选CD. 点评：只要是物体的大小和形状对所研究的问题来讲是次要因素，可以被忽略，物体就可以看成质点. 应用点二：参考系

2：两辆汽车在平直的公路上行驶，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以大地为参考系，上述事实说明（

）

A.甲车向西运动，乙车不动

B.乙车向西运动，甲车不动

C.甲车向西运动，乙车向东运动

D.甲、乙两车都以相同的速度向西运动

应用点三：坐标系

3：如图1－1－2（a）所示，质点由西向东运动，从A点出发到达C点再返回B点静止.若AC=100 m，BC=30 m，以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标系，则：出发点的3

位置为

m，B点位置是

m，C点的位置为

m，A到B的位置变化是

m，方向

.C到B的位置变化为

m，方向

.

图1－1－2 解析：以B点为原点，建立坐标系，如图1－1－2（b）所示，A（－70 m），B（0 m），C（+30 m），A到B的位置变化+70 m，方向向东；C到B的位置变化为－30 m，方向向西. 答案：－70

0

+30

+70

向东

－30

向西

点评：建立坐标系确定物体的位置时，首先要确定原点的位置及坐标轴的正方向，再确定研究对象所处的坐标位置以及位置变化的情况即可.

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