1. 质点 参考系 空间 时间特级教师教学实录

第一章

运动的描述

一、质点

参考系

空间

时间

教学目标

1. 理解质点的概念，知道它是一种理想化模型，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。

2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。

[来源重点难点

重点：质点的概念

难点：质点、参考系的概念

设计思想 教师不应是传授知识的主宰者而应是和学生共同探讨学习的合作者；教师在教学中要利用学生的认知规律为学生构建知识框架和知识体系；本节教学方法的基本特点：本节课中建立理想模型的方法是科学研究的基本方法，要让学生有深刻理解。本节的地位：机械运动、参考系、质点、时间、空间等基本概念的是本单元及学习以后内容的基础，也是整个力学的基础，质点模型的建立对学习和理解科学方法有进一步引领作用。本节采用的主要教学方式：讨论、启发式教学，参考系、质点等重点和难点内容通过录像、照片、学生实际感受等进行铺垫，再通过思考、讨论、探究等加深理解和应用，补充了平动和转动的概念。

教学资源 《质点

参考系

空间

时间》多媒体课件

教学设计

【课堂引入】

展示：“神舟”飞船从发射到返回舱成功回收的主要阶段。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。

问题：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。那么物理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。

【课堂学习】

学习活动一：机械运动

问题1：什么是机械运动，请同学们观察画面和视频后思考回答（播放PPT）

一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动，简称运动。

问题2：什么是运动的绝对性和静止的相对性？

宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。

学习活动二：物理模型：质点

问题1：(1)要准确描述汽车上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难在哪儿呢？

（主要由于汽车的车身在向前运动的同时，它的轮胎还在转动。也就是汽车有一定的大小和形状，各部分的运动情况不一样。）

(2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家做客，需要多长时间，需要了解它各部分运动的区别吗？

（如果我们只研究它运行时间就不需要了解它各部分运动的区别。）

(3)上述问题中，汽车的大小和形状是次要因素呢还是主要因素呢？

（汽车的大小和形状是次要因素，可以忽略。）

有些时候在研究问题中，为了便于分析，常常把实际物体简化为一个没有大小和形状的点。如科学家研究“神舟”飞船在空中的运动位置、高度、快慢等问题时就可把它简化为一个有质量的点。体会“神舟”运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。

问题2：质点的概念？

用来代替物体的有质量的点叫质点。

思考：质点实际存在吗？

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。

问题3：(1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？（图1-1-1（a））

（研究地球绕太阳的公转能把地球视为点；因为日地距离远大于地球的直径。）

(2)一列沿京沪铁路运动的“和谐”号动车组，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点？

（动车从上海到北京的运动也能把它简化为一个点；因为上海到北京的离远大于动车的长度。）

(3)研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？

（不能把它视为质点，因为地球的大小不能忽略。）

(4)研究火车通过大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？ （火车通过大桥的运动时，也不能把它视为质点，因为火车的长度可以与大桥长度相比拟。）

问题4：(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点？

（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什么？

（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时。）

(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？

（相同点是都无大小和形状，不同点是一个有质量，一个无质量。）

(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？

（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。）

例1．下述情况中的物体，可视为质点的是（

）

A．研究小孩沿滑梯下滑。

B．研究地球自转运动的规律。

C．研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。

D．研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。

参考答案：ACD 学习活动三：参考系

问题1：(1)课本第3页图1-1-3，车中的小孩是运动还是静止的？ (2)如右图所示，重物相对大地做曲线运动，相对飞机做直线运动，为什么会有不同的描述呢？

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。

问题2：什么是参考系？

这个作为标准的物体叫做参考系.它是参照物的科学名称。

选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察的结果会有不同。

问题3：参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢？如观察研究月球的运动选什么参考系较好？（是地球还是太阳）由此你得出什么结论？

以地球为参考系比较好，因为此时研究月球的运动比较简单。而以太阳为参考系研究月球的运动比较复杂。

因此我们认为：参考系的选择应以对运动的描述越简单越好。

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．

例2.对于参考系，下列说法正确的是（

）

A．参考系必须选择地面。

B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。

C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。

D．研究物体的运动，必须选定参考系。

参考答案：CD 学习活动四：空间

时间

时刻

学生阅读课本第4页的内容，理解时间和时刻的概念。

几点钟开会，几时上课，几点发车……

这都是时刻，而会议长达2个小时，这是从开始到结束的时间间隔等等. 要在时间轴上表示出时刻、时间：时刻表示为一点，时间表示为一线段.在以后的学习中，常要用到这两个概念.

【课堂小结】

问题1：什么是机械运动？

问题2：你是怎么理解质点的概念？

问题3：如何理解参考系？

问题4：怎样理解时间和时刻的概念？

【板书设计】

第一节 质点

参考系

空间

时间

一、机械运动

一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动，简称运动。

二、质点——理想化模型

1．用来代替物体的有质量的点叫质点。 2．物体看作质点的条件是什么？

物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时。

三、参考系

作为标准的物体叫做参考系

四、空间

时间

时刻

课堂反馈

1、下列各种情况属于机械运动的是（ ）

A.火车从甲站开往乙站 B.物体的温度升高 C.电灯亮了 D.地球绕太阳公转

2、在下列物体的运动中，可视作质点的物体有 ( ) A. 考查一列火车从北京开往广州的时间 B. 科研人员研究转动的汽车轮胎

C. 研究绕地球运动时的航天飞机的轨迹 D. 观看芭蕾舞演员的精彩表演

E. 教练分析运动员参加百米跑竞赛的动作

3、关于参考系,下列说法正确的是（ ）。

A.参考系必须是不动的物体，例如地面 B.研究物体的运动必须选择参考系

C.选在火车上行走的乘客为参考系，则大地是运动的，火车是静止的

D.选择合适的参考系，可以使物体的运动简化

4、宋代诗人陈与义乘着小船出游(如课本P12的图所示)时，写了一首诗，其中两句是：卧看满天云不动，不知云与我俱东。从描述运动的角度，“云与我俱东”的参考系是( ) A．河岸 B．小船 C．云朵 D．作者

5、正在向北高速行驶的列车中，服务员推着小车从车厢的头部走向尾部．关于小车的运动，下列说法正确的是（ ）

A.以地面为参考系，小车向北运动 B.以车厢为参考系，小车向南运动

C.以服务员为参考系，小车静止 D.无论选什么作参考系，小车都是运动的

6、甲、乙两船在湖中，甲船上的人以甲船为参考系，看到乙船在运动．若以岸为参考系，下列判断正确的是( ) A．甲、乙两船都静止不动 B．甲、乙两船以相同速度运动

C．可能是甲船运动，乙船静止 D．一定是甲船静止，乙船运动

7、下列关于质点的说法中，正确的是（ ）

A．体积很小的物体都可看成质点 B．当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点

C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计，就可以看成质点

D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

8、地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中看雨滴是（ ）

A.向前运动 B.向后运动 C.倾斜落向前方 D.倾斜落向后下方

9、如图所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是（ ）

A．大地 B．太阳 C．运动员 D．步行的人

参考答案

1．AD 2．AC 3．B 4 .A 5．ABC 6．C 7.C 8.D 9.C

课后测评

1、下列关于质点的说法中,正确的是( ) A.体积很小的物体都可看做质点

B.质量很小的物体都可看做质点

C.质量很大,体积也很大的物体有时也可以看做质点

D.只有低速运动的物体才可看做质点,高速运动的物体不可看做质点

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,就无法研究某一物体是怎样运动的

D.同一物体的运动,选不同的参考系可能有不同的观察结果

3、以下情景中,物体可看成质点的是( ) A.正在进行跳水比赛的运动员

B.在奥运比赛中,乒乓球运动员打出的旋转球

C.研究“神舟八号”飞船从地球到太空的飞行速度

D.用GPS确定航空母舰在大海中的位置

4、在电视连续剧《西游记》里,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头.这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背景中展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果;摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头.放映时,观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”.观众所选的参考系是( ) A.“孙悟空”

B.平台 C.飘动的白云 D.烟雾

5、下列有关运动的描述中,参考系的选取符合描述的是( ) A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”做为参考系的

B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以“潮水”为参考系的

C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的

D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的

6、关于坐标系,下列说法正确的是( ) A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化

B.坐标系都是建立在参考系上的

C.坐标系的建立与参考系无关

D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置

7、第30届夏季奥运会将于2012年在伦敦召开,奥运比赛与物理知识密切相关.在奥运比赛项目中,下列说法正确的是( ) A.篮球比赛中的篮球不能看成质点,羽毛球比赛中的羽毛球可以看成质点

B.赛车在水平赛道上通过路旁一根电线杆时,赛车可以看成质点

C.乒乓球运动员在打出弧线球时不能把乒乓球看成质点

D.研究奥运会跳水运动员跳水动作时,能将运动员看成质点

8、公路上向右匀速行驶的汽车,如图(甲)所示,经过一棵椰子树附近时,恰有一颗椰子从上面自由落下,如图(乙)是椰子的运动轨迹,则地面上静止的观察者看到的椰子的运动轨迹是

,车中人以车为参考系看到的椰子的运动轨迹是

.

答案:C A

参考答案：

1、C

2、CD

3、CD

4、C

5、C

6、ABD

7、C

8、C

A