1. 质点 参考系 空间 时间课堂实录

质点、参考系和坐标系

彭山二中 高跃敏

课前导学

1、什么是质点？物体在什么条件下可看做质点？

2、什么是参考系？参考系有什么特点？

3、为什么引入坐标系？三要素是什么？

课中导学

1、教材分析

质点、参考系和坐标系都是研究直线运动的基础，本节主要让学生知道描述直线运动的几个基本概念，通过本节课的学习，逐步领会物理学的研究方法，体会物理概念、规律的科学性和准确性，从而培养学生规范的意识。尤其是质点，是高中遇到的第一个理想模型，通过对它的学习，学生要知道采用理想化模型是我们研究物理的很重要的方法之一。

为以后得物理学习打好基础。

2、学情分析

学生在初中已经学过参照物，平面直角坐标系等知识，日常生活中也有相关运动的一些知识，难点是学生刚步入高中，思维大多停留在具体的形象思维方面。对于概念的学习不够重视，为本节课的教学增加了难度。

n 教学目标

1.知识和技能目标

（1）理解质点的定义，知道质点是一个理想化模型。

（2）知道参考系的概念，知道在不同参考系中对同一个运动的描述是不同的。

（3）理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化

2.过程与方法目标

（1）初步掌握科学抽象这种研究方法，体会物理模型在体会自然规律中的作用

（2）体验不同参考系中运动的相对性，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，可用不同的方法设计实验并体会比较，提高学生发现问题并力求解决问题的意识和能力

3.情感、态度与价值观目标

（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）

由“不同参考系中对同一个运动的描述是不同的”，帮助学生建立辩证唯物主义世界观

教学重难点

1 重点：对质点概念的理解及研究实际问题时如何选取参考系。

2 难点：理想化模型——质点的建立，及在什么情况下可以把物体看作质点。

教学过程

1.情景导入：

展示图片：自然界的一切物体都在不停地运动，江河奔流不息，鸟儿自由飞翔，车辆高速行驶，火箭发射，天体运转，电子绕核运动……

得出结论：在力学中，一般讲到运动，是指物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动。

为了研究物体的机械运动，我们不仅需要确定描述物体运动的方法，还需要对复杂的物体运动进行科学合理的抽象，以便突出主要矛盾，化繁为简，有利于解决问题。

2.提出问题

如何描述物体的运动呢？

鸽子飞行、猎豹捕食等

展示学习目标：

提问：

(1)你能准确描述物体上各部位的位置随时间的变化么? (2)如何才能较准确地描述它的运动呢？

一、物体和质点

学生阅读、思考、讨论后回答。

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。

学生学习体会科学研究的基本方法．忽略次要因素：形状、大小等

实例：地球的公转和自转

学生对比，体会两种运动中，地球是否可以看质点

结论：忽略物体的形状及大小而具有质量的点

例题：

(1)研究地球自转时，能否把它视为质点呢？

(2)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？

(3)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？

(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？

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)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？

引导学生讨论交流、归纳总结：

(1)同一物体能否看作质点，要依据问题的具体情况决定。

(2)物体看作质点的条件是：物体的形状和大小对所研究的问题影响很小，可以忽略不计时。

(3) 物体能否看成质点，与物体本身的大小无关。大的物体，如月球、飞船也可以看成质点，小的物体，如乒乓球在发球时要考虑旋转，不能看成质点。

归纳：

1、物体上各点的运动情况相同时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。

2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。

3、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。

4、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作质点。

小试身手：

（二）参考系

图片：物体是运动的还是静止的？

运动与静止的关系:

自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的——运动是绝对的，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，这个作为标准的物体叫做参考系.

问题：天宫二号空间站绕地球飞行时，以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？以空间站为参考系呢？

答案

以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以空间站为参考系，宇航员处于静止状态．

问题：飞机投弹

提问：选择不同的参考系观察结果如何？你有什么发现？

结论：参考系的选择是任意的。以对运动的描述简单、方便为原则。

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．

如果一个可以看做质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置和物体的位置变化？

（三）坐标系

为了定量地描述物体的位置和物体的位置变化,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：

阅读课本，思考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？

举例说明。

n 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。

n 作业：

（1）完成课后练习题。（2）预习第二节内容：时间和位移