1. 质点 参考系 空间 时间教学设计第一课时

第一章

运动的描述

1

质点

参考系和坐标系

教学目标

1、知识与技能

（1）理解质点及其物理意义

（2）理解参考系和运动的相对性

（3）在坐标系中确定物体的位置

（4）参考系和坐标系在实际问题中的应用

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）过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的应用。

教学重点和难点

忽略次要因素，建立理想化的模型这种科学研究方法的确立

教学方法

观察、思考、讨论、实例分析

教学过程

一、

机械运动：（应用视频课件引入）

物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动，它是自然界最简单最基本的运动形式。

在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学

二、

质点

（一）

质点模型的引入（播放物体运动的视频录象）

1、

大千世界存在各种纷繁复杂的运动：诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰，科学家怎样描述物体的机械运动呢？

2、

要准确地描述物体的物体的运动是一件比较复杂的事情，雄鹰的身体在向前运动，它的翅膀在向前的同时还上下运动，足球在向前运动的同时还在滚动等等

3、

物体的运动状态难以描述的主要原因是物体具有大小和形状，物体的各部分的运动情况一般并不同。

4、

要是物体都是没有大小和形状的点，描述物体的运动就会变的很简单，但是把任何物体都看成一个点，这个世界不是变得太单调乏味了吗？尽管这种想法和自然界不符，但不要折断想象的翅膀，在现实的世界中，在我们研究问题时，是否可以在某些情况下，忽略物体的大小和形状，把物体看成一个点呢？

研究地球绕太阳公转可以忽略地球的大小和形状，研究一列北京到广州的列车，可以忽略列车的大小，研究顺水漂流的小船可以忽略小船的大小和形状等

5、

在研究具体问题时如果物体的大小和形状可以忽略，就可以把物体当作一个

1

有质量的点即质点。

（二）

质点的概念

1.

质点：用来代替物体的有质量的点叫质点。

2.

质点的概念是一种科学的抽象，是一种理想化的模型。

3.

将物体看作质点的条件：物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计

讨论下列几种情况下是否可以看作质点：

研究地球的自转和调整飞船的飞行姿态，研究火车车轮的运动，裁判给跳水运动员评分。

三、

参考系和坐标系

（一）参考系

1、

自然界的一切物体处于永恒的运动中，运动是绝对的，绝对静止的物体时没有的，要描述一个物体的位置随时间变化，却总是相对于其它物体的即运动的相对性。

2、

参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定其它物体做参考，观察物体相对于选定的其它物体的位置是否变化以及怎样变化，这种用来做参考的物体叫参考系。

3、

描述一个物体的运动参考系可以任意选择，参考系选择不同，物体的运动情况不一样。参考系选择确当，会使问题的研究简洁方便。研究地球上的物体的运动通常选地面为参考系。

4、

惯性参考系：在地球上研究问题时，参考系相对于地球处于静止或做匀速直线运动

（二）

坐标系

为了定量地描述物体地位置及位置地变化，需要在参考系上建立适当地坐标系。

如果物体沿直线运动，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。

介绍全球卫星定位系统（GPS）

2

典型例题

1、在下列物体的运动中，可视作质点的物体有

(

) A.

从北京开往广州的一列火车

B.

研究转动的汽车轮胎

C.

研究绕地球运动时的航天飞机

D.

表演精彩芭蕾舞演员

E.

参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中

F.

在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子

G.

计算子弹从枪口到靶心的飞行时间

H.

测量子弹船过一张薄纸的时间。

2、描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确地是（

）

（A）

早晨太阳从东方升起，参考系是地面

（B）

地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳

（C）

研究地面上物体的运动只能取地面为参考系

（D）

在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不同

3、一根长0.8米的一杆竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，取杆的下端O为坐标原点，取向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少？

课后作业

1、下列哪些情况下的物体可以看成是质点（

）

A、绕地球运转的人造卫星

B、绕太阳运转的地球

C、任何球体在任何情况下都能看成质

D、形状不规则的物体不能看成质点 E、大的物体不能看作质点，小的物体可以看作质点。

２、研究下列物体的运动时,可以将物体视为质点的是（

）

A、转动的门

B、研究汽车轮上的一点运动情况的车轮

C、绕太阳作椭圆运动的地球

D、乒乓球运动员接球时可以将乒乓球当作质点

3、下列运动的物体不能看成质点的是（

）

3

A、从甲地开往乙地的一列火车

B、做花样滑冰的运动员

C、从斜面上翻滚下来的物体

D、研究转动时转动着的车轮

４、甲乙丙三人同时观察一个物体的运动,甲说:"它在向前做匀速运动";乙说:"它是静止的";丙说:"它在向后倒退".正确判断这三人说法的是

（

）

A、在任何情况下都不对

B、三人中至少有两人是错误的

C、如果选定同一参考系,那么三人的说的都对了

D、如果各人选自己的参考系,三人的说法都可能是对的

５、一辆汽车在平直的公路上追上一辆正向前行驶的自行车,超过它并继续向前行驶,对此下面描述正确的是（

）

A、以自行车为参考系,汽车超车前是向后运动的

B、以自行车为参考系,汽车是向前运动的

C、以汽车为参考系,自行车是向前运动的

D、以汽车为参考系,汽车、自行车都是向前运动的

6、下雨天，地面观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速行驶的车厢里繁荣乘客看到的雨滴是

（

）

A、

向前运动

B、向后运动

C、倾斜落向前下方

D、倾斜落向后下方

7、我国东南部的某个大城市，有一天下午，在该城市的中心广场有人拥挤，有一个人突然高喊：楼要倒了！其他人猛然抬头观看，也发现楼在慢慢倾倒，便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱，但过了好久，高楼并没有倒塌。人们再细观望时，高楼依然稳稳地矗立在那里，请探究出现这一现象的原因是什么？

8、探究动画片孙悟空腾云驾雾的奥秘。你看过电视连续剧《西游记》吗？剧中孙悟空腾云驾雾飞行的镜头很多。这些镜头是怎样拍摄的呢？难道是给演员身上安装了“飞行器”吗？其实不是，这是运用物理原理拍摄的特技镜头请通过查阅资料进行探究。

你已经知道，所谓运动和静止都是相对的，是相对于认为不动的参照物来说的。如果你坐在一艘匀速前进的轮船上的封闭的船舱里，你就无法知道船是静止的还是匀速行驶的。只有当你走出船舱，看到了海岸、灯塔或岛屿，有了参照物，根据船相对于这些参照

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物的位置是否发生变化，才能判断船是否在运动。

利用运动的相对性原理，就可以拍摄孙悟空在天空中飞行的镜头。例如：孙悟空“驾云远去”，是先拍摄出孙悟空在“云朵”上的镜头，再拍出天空上的白云、地上的山河湖泊的镜头，然后将两组画面放到“特技机”里迭合，迭合时迅速地移动作为背景的白云和山河湖泊，看电视时，观众是以白云和山河湖泊做参照物的，认为这些景物是静止的，于是产生了孙悟空腾云驾雾远去的感觉。

这种特技镜头在电影、电视中的运用相当广泛。如拍摄飞行的飞机里或奔驰的火车车箱里的镜头，拍摄时只要演员在飞机或火车的模型里表演，迅速地拉动背景上的蓝天、白云、田野，就可以了。放映这样拍下来的影片时，人们就会产生飞机或火车向前运动的感觉。

为了理解上面讲的道理，你可以用一张窄长硬纸片和一张宽卡片做个模拟实验。

在窄长的硬纸片上画出房屋、树木和白云，在宽的卡片的下方画上两条横线代表马路，在马路上画上一辆汽车，再在宽卡片的上部两侧各开一条狭缝，使窄纸片恰好能插入，如图1－10所示。当你向左拉动窄纸片时，你的感觉如何？请你试试看！

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“刻舟求剑”来源于《吕氏春秋·察今》，说的是楚国有一个人带着宝剑乘船过江，当船正在行驶的时候，一不小心，把剑掉入江中，他立即用刀在剑落水的船帮处刻上记号，并宣布说：“这儿是我的宝剑掉下去的地方。”到对岸后，船停了下来，他便根据船上刻下的记号下水去捞剑。结果怎么也捞不到。

这个成语故事告诫人们，在处理具体问题时，不能不看事物的发展变化墨守成规。而应当根据事物的发展变化随机应变。从物理学的角度讲，求剑者所以捞不到剑，是因为选错了参照物。如果船在静水中不动，剑沉底后，相对船的位置不再改变，这样在船上的记号下方可以捞到剑。现在船在流水中，并从剑掉下的地方驶到了对岸，所以在船上的记号下方就不能捞到剑了。

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