第一章 运动的描述 质点、参考系和坐标 教案-高中物理人教版必修第一册

第一讲质点.参考系、坐标系精讲精练物理核心素养（一）物理观念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，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是i种普遍的研究方法。2.理解参考系的选取在物理屮的作用，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。（二）科学思维、科学探究1.体验质点的条件及意义，初步掌握科学抽象这种研究方法。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，提高学生自主获収知识的能力。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。增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。（三）科学态度与责任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、勇于探索的精神。2•渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。3.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。学习重点：1•在研究问题时，如何选取参考系。2.质点概念的理解。学习难点：在什么情况下可以把物体看作质点。知识点梳理：一、物体和质点1.机械运动：物体的空间位置随时间的变化。2.质点：某些情况下，忽略物体的大小和形状，突出“物体具有质量”，把它简化成有质量的物质点。3.把物体抽象成质点的条件：物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动可代替整个物体的运动。二、参考系1•运动与静止的关系 （1）自然界屮的一切物体都处于永恒的运动屮，即运动是绝对的。 (2)描述某一个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性。2.参考系(1)定义：在描述物体的运动吋，被选定做参考、假定为不动的其他物体。(2)选取原则：参考系的选取是任意的。(3)参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果往往不同。三、坐标系1.建立目的：为了定量描述物体的位置及位置变化。2.坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。核心突破：一、质点1.了解质点应注意以下儿点(1)一个物体能否被抽象成质点是由所研究问题的性质决定的，耍视具体情况而定。同一个物体，在某种情形下可以看成质点，但在另外一种情形下就不一定能抽象成质点。(2)物体能否被抽象成质点，与物体的大小和形状没有必然联系。(3)质点就是没有形状和大小，只具有质量的物质点。(4)质点不同于儿何屮的“点”，因为质点具有质量而儿何中的点无质量；也不同于微观粒子(如电子、质子等)，因为微观粒子是实际存在的而质点是“理想化模型”，实际是不存在的。2.可将物体抽象成质点的几种情况［例1］在评判下列运动员的比赛成绩吋，运动员可视为质点的是()马拉松A跳水B击剑C 答案A解析马拉松比赛时，由于路程长，运动员的体积可以忽略，可以将其视为质点，故A正确;跳水时，评委要关注运动员的动作，所以不能将运动员视为质点，故B错误；击剑时评委需要观察运动员的肢体动作，不能将其视为质点，故C错误；评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分，所以不能将其视为质点，故D错误。练习1（多选）在下述问题屮，能够把研究对象当做质点的是（）A.研究地球绕太阳公转一周所需时I'可的多少B.研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜反短的变化C.研究一列火车全部通过一座普通人桥所需时间的多少D.研究一列火车从连云港站开往北京站所需时间的多少答案AD解析研究地球绕太阳公转一周所需吋I'可的多少，地球自身的大小和形状对公转一周的吋间没有影响，所以能把地球视为质点，选项A正确；研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化，研究的是地球本身，地球自身的形状和大小不能忽略，不能被视为质点，选项B错误；计算火车通过一座普通大桥的时间时，火车的长度不可以忽略,不能看做质点，选项C错误；计算火车从连云港站开往北京站所需时间时，火车的长度对时间的影响很小很小，可以忽略，火车能被视为质点，选项D正确。方法总结（1）只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。（2）质点是一种科学抽彖，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主耍因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。（3）一个物体能否看成质点取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。（4）一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中,有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。二、参考系1.选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地血上物体的运动吋，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。2.对参考系的理解（1）标准性：选做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准。（2）任意性：参考系的选择具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。 研究地血上物体的运动吋，常选地血为参考系。（3）统一性：在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时,必须选择同一参考系。（4）相对性：同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同。例如，坐在行驶的车中的乘客，若以地面为参考系，则乘客是运动的；若以车为参考系，则乘客是静止的。例题2（1）小小竹排江中游，巍巍青山两岸走（2）月亮在莲花般的云朵里穿行（3）坐地日行八万里，巡天遥看一千河在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。方法总结判断物体是否运动的一般思路（1）根据参考系的选収原则选収参考系。（2）看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。（3）若变，则物体是运动的；若不变，则物体是静止的。三、坐标系例题3.从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。1.直线坐标系（1）为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。（2）对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。（3）位置的表示方法，例：x=5nio[例3]—质点在/轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：t/s012345 x/m05-4-1-71（1）请在图屮的x轴上标出质点在各时刻的位置。-7-6-5-4-3-2-1012345x/m（2）哪个时刻离开坐标原点最远？有多远？解析（1）以运动路径所在的直线为/轴，标出各时刻质点的位置坐标如图所示。o时刻4s末2s末3s末5s末1s末11111-7-6-5-4-3-2-I012345x/m（2）由图可知第4s末质点离开坐标原点最远，有7mo2、平面直角坐标系物体在某一平面内做曲线运动如果物体在平而上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？可以建立一个直角坐标系，此时可以用（x,y）表示物体的位置。1.空间直角坐标系描述物体在空间的运动在空间画三个相互垂直的数轴匕轴、y轴、2轴）即可组成三维坐标系，这时物体的位置由三个坐标值来确定。