高中物理人教版必修第一册第一章 运动的描述 质点、参考系和坐标 教案

第一节质点、参考系和坐标系物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教材分析：本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想做准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。教学目标：科]（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，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。2.理解参考系的选取在物理中的作用，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。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。教学重点：1.在研究问题时，如何选取参考系。2.质点概念的理解。 教学难点：在什么情况下可以把物体看作质点。教学过程：（一）引入新课他们的位置发生了变化吗？怎样描述物体的运动？我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。 机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。（二）新课教学1.物体和质点问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？引导学生分析：（１）描述起来有什么困难？ （2）我们能不能把它当作一个点来处理？（3）在什么条件下可以把物体当作质点来处理？小结（１）只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。（2）质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（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。学生讨论：（1）是不是只有很小的物体才能看作质点？（2）地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？ （3）物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？2参考系 导入 坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？ 学生活动 让学生观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题 （1）得出什么结论？ （2）就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方） 目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。小结（1）参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。 （2）运动和静止都是相对的。（3）参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。 学生讨论：（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。3坐标系 创设实例：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。教师提示：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。 学生讨论 教师总结 （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=5m。 学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？小结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。（三）课堂小结本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置及坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。（四）布置作业问题与练习