1. 质点 参考系 空间 时间教学内容

第

周

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第

节

年

月

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课

题

1.1.质点

参考系

空间

时间

1.理解质点的概念，知道质点是一个理想化的物理模型，初步体会2.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述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及位置的变化。

知道参考系的概念和如何选择参考系。

教重教材分析

教

学

过

程

点

难点

教具

导入：从这节课起，我们进入到高中阶段物理知识的学习，今天学质点的概念

质点、参考系的概念

教

学

物理模型在探索自然规律中的作用。

目

标

可能不相同。

习第一章运动的描述，第一节质点

参考系

空间

时间。相信同学们对于“运动”这个词一定不陌生，行驶的汽车在运动，天空中翱翔的雄鹰在运动，正在参加百米项目的运动员在运动，我们身在的地球也在不停地运动。怎样描述物体的运动呢？不同的人有不同的视角，诗人可以用“气势磅礴”这样的词语描述大河中的水流，用“矫健如燕”描述滑冰运动员的舞姿；画家可以用几个线条表示“风”，用来描述风的运动。那么物理学家该怎样描述物体的运动呢？

新课：

一、机械运动

宇宙间的一切物体，大到天体，小到微观粒子，都处在永恒的运动之中。物体的运动有多种形式，其中最简单的一种是一个物体相对于另一个物体位置的改变，如上述提到的汽车的行驶，雄鹰的翱翔，地球的

运动等，这种运动称为机械运动。它的特征是物体的空间位置随时间变

化。机械运动的形式可以说是多种多样的，但它最基本的两种形式是平动和转动。

二、质点

我们刚刚提到的汽车、雄鹰、运动员以及地球，它们的空间位置都在随时间发生变化，所以它们都在做机械运动。由于机械运动的形式多种多样，要准确描述某个物体的运动情况是非常困难的，因为实际运动中往往不仅仅是只有平动或转动，而是既有平动又有转动。例如：汽车的车身在向前运动，但车轮在向前运动的同时还在转动；雄鹰在向前飞行，但翅膀又在上下扇动；运动员身体在向前运动，但两只手臂在交替前后摆动等等。我们发现，想要准确地描述物体上各点的运动情况，确实是不容易的，问题出在哪里了呢？对，就是因为任何物体都有一定的形状和大小，各部分运动情况一般来说并不一样，所以描述时产生了困难。那如果我们想克服这部分困难，怎么办？经验告诉我们，在解决汽车从甲地行驶到乙地这类问题时，可以不考虑车轮的转动情况。这样，我们就可以把整个汽车当成一个“点”来考虑。也就是说，在研究一个物体的运动时，如果被研究物体的形状、大小在所讨论的问题中可以忽略，就可以把整个物体简化为一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点称为质点。在这种情况下，对实际物体的描述就转化为对质点的描述。

这种保留主要因素“物体具有质量”而忽略次要因素“物体的形状和大小”的思维方法通常称之为理想化方法，而像质点这种从实际物体中抽象出来的、被理想化了的研究对象称为理想模型。所以：质点的概念是一种科学抽象，是理想化模型，并不真实存在。

那么，在什么条件下，我们能够把物体看成质点呢？我们一起来研究一下。

讨论交流1：已知地球到太阳的距离是1.5*108km，地球的直径是1.3*104km，地球在自转的同时围绕太阳公转。在研究什么问题时能把地球当作质点？什么情况下不能，为什么？ 如果我们研究地球自转问题，可不可以将地球当作质点，研究这个点的自转？显然这是不可行

的，因为这样是没有意义的。在研究地球公转周期问题时，可不可以把地球当作质点呢？虽然受到地球自转影响，地球的各部分离太阳的远近在不断变化，但由数据可知，地球直径还不到它与太阳距离的万分之一，那么由于地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计了，这时是可以忽略地球的形状和大小，把它当作质点的。

讨论交流2：如果要计算一列火车从上海行驶到北京所需的时间，能否把列车看成一个质点？如果要计算火车经过某一路标的时间，能否把列车看成一个质点？ 由于火车由上海到北京运动的距离比其自身长度大得多，所以计算一列火车从上海行驶到北京所需的时间时，这列火车可视为质点。但计算火车经过某一路标的时间时，这列火车就不能够视为质点

讨论交流3：还有我们之前举例提到的雄鹰，在研究它的飞行姿态时，不可以看做质点来处理，研究飞行速度时，可以忽略它的大小和形状，看做质点。可见，一个物体能否看做质点，完全取决于所研究问题的性质，而不是看物体实际体积的大小。结合举例，我们来总结一下物体可以被看做质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计。

练习1：下列物体能否被看做质点？

研究乒乓球旋转球问题、研究跳水运动员动作、

研究月球绕地球公转周期、

利用GPS对海中船舶进行定位。

练习2：请判断下列说法的正误

质量很小的物体都可以看做质点。 （ ）

体积很小的物体都可以看做质点。 （ ）

体积很大的物体一定不可以看做质点。 （ ）

同一个物体在有些情况下可以看做质点，而在另一些情况下又不能看做质点。 （ ）

三、参考系

老师坐在行驶的公交车上，路边的行人看到我快速离去，认为我在运动，但车上的乘客认为我一直坐在座位上，认为我是静止的。为什么

对同一时间、同一个我的运动情况判断会不同呢？比较这两次运动描述，发现在判断我的运动情况时所选择的做标准的事物是不同的，第一次选择了路边的行人，第二次选择了车厢内的乘客。所以，物体的运动和静止是相对的，要确定一个物体的位置并描述它的运动情况，就要选定某个其他物体做参考，这个被选作参考的物体叫做参照物，也称为参考系。

刚刚分别选择了行人和乘客作为参考系。我们还可以选择地面、路边的建筑，或者路上行驶的其他汽车等等作为参考系，这说明描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。如果以路边行人为参考系，我是运动的，以乘客为参考系，我是静止的，以其他车辆为参考系，根据实际情况，我既可能运动，也可能静止。由此可见，选择的参考系不同，对同一研究对象运动情况的描述就可能不同。为解决问题简洁、方便，通常需要选择合适的参考系，在中学阶段，除特别说明外，一般都选择地面或相对地面静止的物体作为参考系。

讨论交流（P3）：……

大家要知道，自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的，即使是建筑物、树木也是随着地球在运动，静止是相对的，绝对静止的物体是不存在的。

四、空间

时间

时刻

任何物体的运动都是在空间和时间中进行的。空间是指物体赖以存在的地方或变动的范围。物理学中，时刻指某一瞬间，时间指两个时刻的间隔。在日常生活中，“时间”与“时刻”是容易混淆的两个名词，比如火车什么时间开，这句话中的“时间”实际上指的是“时刻”。在物理学中，常用时间轴上的一个点表示时刻，用时间轴上的一段距离表示时间。实验室中常用秒表和打点记时器来测量时间。时间的常用单位是秒、分、时，它们的符号分别是s、min、h。

例1：公共汽车8:00经过某一个车站，8:05经过下一个车站。其中8:00指的是一个时刻，用t1表示；8:05指的是另一个时刻，用t2表示。如图所示，t1、t2分别对应于时间轴上的两个点。两时刻之间的间隔用Δt

表示，它对应于时间轴上的一段距离，这段距离就表示时间，显然Δt= t2-t1=5min。

拓展：这是一条表示时间的数轴，有一些标注，哪位同学可以说说你从这条时间轴上得到了什么信息？ 8点上课，8点45下课，8点55上课，9点40下课，一节课持续时间是45分钟，休息时间持续10分钟。8点是一节课开始的时刻，是一个瞬间，8点45是这节课结束的时刻，也是一个瞬间，8点到8点45之间的45分钟持续了一段时间，是两个时刻之间的时间间隔。我们平时说的“时间”并不固定代表时刻或时间间隔，有时指时刻，有时指时间间隔。同学来判断一下，上课时间是几点？这里的时间表示时刻，这节课上多长时间？这里的时间指时间间隔。

例2：...

讨论交流5（P4）：如图所示，时间轴的起点O叫做零时刻，时间间隔的单位为1s。请说明第2s末、第3s初、第3s末、第3s内与前3s内的区别，并在时间轴上标出来。

0这一时刻是第1秒的初始时刻，所以叫做第1秒初，同样，2秒这个时刻是第3秒的初始时刻，叫做第3秒初，并且2秒这个时刻还是第2秒的结束时刻，还可以叫做第2秒末。所以，第2s末、第3s初、第3s末指的都是时刻，且第2s末和第3s初指同一时刻。2到3秒是一个时间间隔，我们叫做第3秒内，从0到3秒，是时间间隔，叫做前3秒内。第3s内与前3s内指的都是时间间隔，第3s内指1s时间，前3s内指的是3s时间。

同学思考一下，n-1秒到n秒这个时间间隔应该叫第几秒内？应该是第n秒内。我们来总结一下，第n秒内（n可以取1,2,3,4....）都是指1秒的时间间隔，前n秒内（n可以取1,2,3,4...）是指从0到n秒的时间间隔，n秒这一时刻，既指第n秒末，又指第n+1秒初。同学要把这些说法弄清楚。

小结

作业

布

板1.1.质点

参考系

空间

时间

置作业

P5 练习与评价1、2、3题

书设一、机械运动

1.定义

2.特征

1.定义：用来代替物体的有质量的点。

2.特点

3.条件

三、参考系

1.定义

2.选取原则

四、空间

时间

时刻

1.空间：

2.时刻：某一瞬间

3.时间：两个时刻的间隔

计

二、质点

教学后记