人教版高中物理必修第一册第一章 运动的 描述 第一节 质点、参考系和坐标 教案

1质点参考系和坐标系从容说课木节首先让学生阅读一段有关运动和静止的描述，让学生了解更宽泛意义上的运动和静止.在冋顾了机械运动的根本特征后，讣学生知道如何确定物体的运动和怎样看待运动的物体的问题•通过对质点的认识，了解物理学硏究中物理模型的特点，体会物理模型在探索口然规律中的作用•用多个讨论与交流的目的在于让学牛从牛活中的实际联系物理中的概念.通过讨论与交流将生活小的经验升华为物理概念.本节是高屮学牛学习物理的起始章节，激发学牛的学习兴趣是教师在教学中应该注意的主要问题•教学内容看起来似乎浅显，但其屮蕴涵着许多学生在初中学习时很少接触过的方法，教师在教学中要创设丰富多彩的情景，要使学生在愉悦的心境小开始高中阶段的物理学习.教师的教学手段耍多样化，教学气氛要热烈，在教学小建立融洽、和谐、平等的师生关系，使学生感受到物理的魅力.通过课堂教学让学生学会归纳,学会表达，学会设想，学会讨论，学会交流，学会比较，学会换位思考，学会建立物理模型,学会小结.三维目标知识与技能1.认识建立质点模型的意义和方法，能根据貝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.过程与方法1•体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学牛将生活实际与物理概念相联系，通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.通过几个具体的例了让学生自主讨论，在讨论与交流中自主升华为物理屮的概念.2.通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法.让学牛从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动吋客观存在的必要性和合理性，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.体会用处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.情感态度与价值观1•认识运动是宇宙屮的普遍现象，运动和静止的相对性.培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的梢神.2.通过质点概念和参考系的学习，体会物理规律与生活的联系.3.渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想.4.渗透具体问题貝-体分析的辩证唯物主义思想，帮助学牛•建立辩证唯物主义的世界观.5.通过本节学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣.教学重点1・理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.2•在研究具体问题吋，如何选取参考系.3•如何川数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起來建立坐标系.教学难点 在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件.教具准备录像资料、多媒体课件课时安排1课时教学过程［新课导入］师：请同学们观看一段录像后思考问题（有关运动的话题）.（放映录像）选择有关反映物体运动的画面播放给学牛看（可搜集整理电视片《科技之光》和《动物世界》屮的图像）.如：雄鹰、小鸟在空屮飞翔，飞机在天空屮划过，行星、卫星在宇宙中运行，航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照，汽车在公路飞驰，轮船在海水中搏击海浪。……师：雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……宁宙屮的一切物体都在不停地运动，无论是巨人的大体，还是微小的原子、分子等.请大家根据刚才观看的录像片，回顾初中学过的机械运动，提出-•些关于运动的话题.生1:宇宙中一切物体都处在永恒的运动中.生2：运动是绝对的，静止是相对的.生3：物体空间位置随时间的变化就是机械运动，片中记录了大量物体的运动情景.生4：描述物体的运动要选择参照物.生5：“坐地日行八力•里”，我怎么没感觉到呢？教师总结学生发言，讲述机械运动.机械运动：简称“运动”.指物体与物体间或是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，是最基本、最简单、最普遍的运动形式.机械运动是空间位置随时间变化的体现这里涉及到空间和时间的问题.师：古希腊杰出的枠学家、科学家、圣贤一一亚里士多徳曾说过“不了解运动，就不了解自然”，这句话向我们提出了严峻的挑战•我们耍充满信心，迎接这一挑战.指导学生快速阅读教材笫一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课将从哪儿个方面去描述？学牛通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一•步描述物体的运动而引入的，要研究物体的运动首先从学好这些基本概念入手.师：我们在刚才的录像片中看到：汽车在公路上飞驰，江水在咆哮着奔向远方，鸟儿在飞翔，树叶在摇动，高山上流水，瀑布直泻千尺，雪花在空中飞舞……（放映录像）（播放“神舟”五号升空的录像片）“2003年10月15H,一个令人骄傲的日子，一个彪炳史册的日子，我国第一•艘载人匕船满载着全国人民的希望成功升空帅：飞船在茫茫太空中遨游，假如你是文学家，你如何描述它的运动呢？参考：文学家的描述：《光明LI报》2003年10月17口第一版，作者欧阳中石：“凌云戏月游银汉，转瞬翔天过太空•”师：如杲你是科学家，你又将如何描述呢？这就是我们今天耍研究的课题——认识运动.［新课教学］一、物体和质点针对上面看过的录像，老师提出问题：详细描述物体的运动有什么怵I难？我们需耍了解物体各部分运动的区别吗？ 学生讨论：要准确描述物体的运动，特别是物体各部分的详细运动情况，并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般并不一样.师：在刚才看过的录像片中，我们见到了杨利伟，看到了“神舟”五号.据报道，“神舟”五号飞船载人舱长7.4m,直径2.8m,用长58m、重达4801的“长征”2号火箭发射.升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一•个小小的光点.科学家研究它在空屮的位置、离开地而的高度、飞行的速度、运动轨道等问题吋，需要考虑它本身的大小和形状吗？生：不需要，我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀！引入质点：川來代替物体的有质量的点•根据所研究问题的性质和需要，抓住问题屮的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法.引子：厅乓球小而轻，直径仅4cm,质量约2.7g.运动员研究各种旋转球的打法时，耍关注球的受力部位和受力方向对旋转的影响.这种悄况下，必须考虑到球的大小和形状，不能把它简化为一个点.【讨论与交流】（供参考）1.地球是一个庞然大物，直径约为12800km,与太阳相距1.5X108km.W究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点？参考答案：若研究地球绕太阳公转时，由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多,则可以把地球看作质点；但若研究地面上各处季节变化时，则不能把其看作质点.2.撐杆跳高是一项非常刺激的体冇运动项目,一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答，在卞列儿种情况卞运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程.（1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点？（2）分析运动员的助跑速度时，能否将具看成质点？（3）测量其所跳高度（判断其是否打破纪录）时，能否将其看成质点？参考答案：（1）不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作，也就是说不能忽略运动员的形状和大小.（2）能，分析助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作.（3）能.3.物理中的“质点”跟几何中的点冇什么相同和不同Z处？参考答案：相同之处为：都是没有形状和人小的点.不同之处为：质点是实际物休的抽象,它具有一•定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的概念；儿何学中的点没冇质虽，仅表示一个位置，而且应该是“绝对得小”.师：请同学们对质点进行小结：生：対质点小结：1•质点是一种科学抽彖，是一种理想化的模型.2•质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.1.—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.2.一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质.即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况町能不町以看作质点.【课堂探究】亲白做--做、试一试，书本在下列情景屮能否被看成质点.1.沿一个方向推动桌面上的卩本，如果测量书本移动的距离，是否可以将书本视为质点，为什么？ 1.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间，是否町以将书本视为质点，为什么？2.还冇什么情况下巧本可以被视为质点？什么情况下巧木不能被视为质点？参考答案：1.沿同一个方向移动书本时，书本各部分的运动情况完全相同，可以将它视为质点.2.相对桌而上方的某一定点来说，书本本身的长度（或宽度）不能忽略，并对经过该定点位置所需要的时间起决定作用，所以这种情况下不能将书视为质点.3•答案视学生提出的问题而定（根据学牛提出的各种情景，老师进行准确恰当的点拨）.说明:将物体看作质点的条件：（1）平动的物体可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点.（2）物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时，物体木身的形状和人小已变成了次要因素.（3）物体本身的大小对所研究的问题不能忽略吋，不能把物体看作质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点.【课堂训练】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成质点B.质最很小的物体都可看成质点C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，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答案:C解析：一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的高低无关，决定于物体的尺寸打物体间距相比的相对大小•例如，地球可称得上是个庞然大物,其直径约为1.28X107m,质量达到6XI024kg,在太空中绕太阳运动的速度每秒儿冇米.山于其直径与地球离太阳的距离（约1.5X1011m）相比戻小，因此在研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点.2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点？（1）研究某学生骑车I叫校的速度.（2）对这位学生骑车姿势进行生理学分析.（3）研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹.（4）研究火星探测器降落火星麻如何探测火星的表面.答案：（1）（3）解析：根据质点的定义，研究学生骑年冋校的速度只是讨论学生与学校Z间的位置随吋间的变化关系，无须讨论学生的骑车动作和自行车的行驶方法原理，故可把其看成质点.对学牛的骑车姿势进行分析时，学住的身躯和四肢就构成研究的对象，故不能把学牛看成质点.火星探测器的人小相对地球与火星的距离在尺寸上完全可以忽略不计，故可把其看成质点.当火星探测器在火星表面探测火星，则探测器的动作直接影响探测的效果，所以，此时火星探测器不能看成质点.3.下列情形中的物体口J以看作质点的是A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中B.—枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正而朝上还是反而朝上C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中D.花样滑冰运动员在比赛中 答案：C解析：在跳水比赛屮，人们要观察跳水运动员的优美动作，包括-空屮的和入水时的动作,所以不能看作质点，故A错.硬币是正面朝上还是反面朝上，与便币的形状冇密切关系，所以不能看作质点，故B错.邢慧娜在万米长跑屮是可以看成质点的，因为在长跑中主要看她所用的时间，不考虑本身的形状和大小，所以可以看成质点，故C正确.花样滑冰运动员在比赛中主要是观察滑冰的动作，即“花样”，所以不能看作质点，故D错.二、参考系引子：请你设想一下，你和一位同伴正坐在火车中去旅行•铁路边的人看到火车中的乘客在飞快地离去，而乘客口己却认为自己是静止的.教师可展示Flash动画课件，动画内容描述为：两位同学在路边看到急驰而过的一•辆小汽车，大声叫喊，“唉呀!你看他们跑得真快啊!”车中的人对司机说：“你动了吗？”引导学生分析片中的对话.为什么路边的同学说车上的人跑得快？为什么车中的一个人又认为他和司机没有动？投彫教材屮的图1」一3图，让学牛白己分析，教师加以引导.生1：车中两个小孩都是静止的，他们都没动.生2：这两个小孩是运动的，因为在车窗玻璃上冇儿个线条表示“风”，这是価家描述运动时常用的手法.师：两个小孩和车都是运动的，这是相对地血來说的，而两个小孩之间是相对静止的，他们的相对位置没有改变.师：平时我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的.坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以午厢作标准来说的.在描述一个物体的运动吋，选来作为标准的另外的物体——参考系•参考系：任何运动都是相对于某个参照物何言的，这个选来作标准的参照物称为参考系.【讨论与交流】与同桌和前排（或后排）同学组成四人一组，思考并交流讨论卞列描述中隐含的参考系.展示问题：1•电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？2.“月亮在莲花般的云朵里穿行3•坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地LI行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的.这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由.1.敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行具中“看山恰似走來迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么？参考答案：1•河岸竹排.2•云朵3.地心、地面.这种说法不才盾，是参考系的选择不同.人随地球一起围绕地轴自转，而且地球赤道周长大约是5=4.0X1（）4km,即大约为八万里.4.这两种现象是山于选収的参考系不同造成的.第一种现象是以人为参考系，人看到远处的山向人靠近；第二种现象是以地面为参考系，山是静止的，船在行驶.【课堂交流】（分四小组进行） 师：下述物理过程中选择什么为参考系较恰当？课件投影问题：1.2004年，所冇的II光都集中在火星.继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后，欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2号火星登陆车投放至火星表曲.从地球表血向火星发射火星探测器的过程中，若要研究探测器的运动情况，各应选择什么为参考系？参考答案：前者为地球，示者为火箭.2.在印度洋海啸救灾屮，从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资.在不考虑空气阻力的情况下，飞机上的人以飞机作参考系，他看到投下的物体是沿什么路线下落的？地面上的人以地面作参考系，观察被投下的物体乂是沿着什么路线下落的？参考答案：前者为竖直直线，后者为曲线（抛物线）.3.第一次世界人战期间的一次空战屮，一个法国飞行员正在2（）（）（）米高的空屮飞行，忽然，他发现脸旁好像冇一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就仲手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的，是徳国飞机射向他的一颗子弹.请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性.（1）子弹飞得那么快（-•般为儿百米每秒），为什么没有把他的手打穿？体会一下，同—•物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？（2）受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空屮对接.实现“空小加汕”和“空屮对接”应满足的基本条件是什么？参考答案：（1）因同一物体和对于不同的参考系有不同的运动状态，和对于发射了弹的枪而言，了弹的初速度虽然为儿百米每秒，但相对于英他以不同方向和速度运动着的物体，其运动速度就会有明显不同.当子弹和飞机的速度大小方向相同，则子弹相对于飞机静止，即出现上述情况.（2）除了飞行员具有高超的飞行技术外，相对于同一参考系时两个“物体”的速度耍相同，即二者相对速度为零，处于和对静止状态即可完成.4.1997年6月10日，在我国西昌卫星发射屮心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星，是我国研制成功的笫一颗静止气象卫星，设计工作历吋三年.2000年6刀25LI,“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号B”气象卫星成功发射上天，在太空中顺利完成与A星的“新老交替”，最终定点在东经105°赤道上空，向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料.（1）上述材料中的“静止气象卫星”“绘终定点在东经105。赤道上空”，是以谁为参考系来描述卫星的运动的？（2）具有上述特点的卫星称为“同步卫星”.除了“气象卫星”夕卜，“同步卫星”还有什么用途？参考答案：（1）是以地球为参考系，JL处于相对静止状态.（2）通讯卫星.【课堂探究】一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，则直升机相对于地而的运动情况是怎样的？参考答案：跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，是以自己作参考系，即以跳伞运动员为标准，它们间的距离在不断增大.如果以地面为参考系，这种情况的出 现有以下儿种可能性：（1）直升机静止在空中不动；（2）直升机向上升；（3）直升机下落，但速度比跳伞运动员慢.以上三种情况都能使跳伞运动员与直升机间的距离不断增人.因此，跳 伞运动员无法根据自己看到的现象来判断直升机相对于地面的运动情况.师：参考系可以任意选择吗？将教材图1」一4做成动画课件，展示给学牛，鼓励学生分析其中的対话.说明：为了确定物体的位置和描述物体的运动1何被选作参考的物体或物体系叫做参考系.如果物体相对于参考系的位置在变化，则表明物体相对于该参考系在运动；如果物体相对于参考系的位置不变，则表明物体相对于该参考系是静止的.同一物体相对于不同的参考系，运动状态可以不同.在运动学中，参考系的选择可以是任意的.研究和描述物体运动，只有在选定参考系后才能进行.如何选择参考系，必须从具体情况來考虑.例如，一个星际火箭在刚发射时,主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参考系.但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为研究方便，便将太阳选作参考系•为研究物体在地面上的运动，选地球作参考系最方便,例如，观察坐在飞机里的乘客，若以飞机为参考系来看，乘客是静止的；若以地面为参考系来看，乘客是在运动.因此，选择参考系是研究问题的关键Z—・组织学生小结并作好适时适度的引导：（1）运动和静止都是相对于参考系的.（2）参考系的选取是任意的.（3）选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样.（4）选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便.（5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义.三、坐标系展示问题：冇时盂要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点.在军事、大地测量等领域常釆用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位.要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立处标系.如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平而宜角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角处标系來描述.【课堂探究】创设一个实例让学生思考，可以结合本地实际选取相应的例了.参考示例：如图1—1—1所示，-•辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向，思考汽车的位置随时间怎样变化？问题：1.如何选择坐标轴和正方向？2•如何选择处标原点？2.如何确定坐标轴上的刻度值?西单天安门东单00Y0"—12:2012:1012:04长安街12:2212:1212:0512:28北京站12:0012:30o牛街12:3612:38南菜园12:48 图1—1—1师：对质点的肓线运动，一般选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，选収质点经过处标轴原点的时亥'J为时间的起点.师：画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度.【课堂训练】i质点在X轴上运动，各个时刻的位置处标如下表：t/s012345x/m05-4-1-71(1)请在下面的X轴上标出质点在各时刻的位置.-7-6-5-4-3-2-1612345图1—1—2(2)哪个时刻离坐标原点最远？有多远？参考答案：(1)如图1—1—3标注：-7-6-5-4-3-2-1012345x/m图1—1一3(2)在第4s末的位置坐标是一7m,说明这一时刻质点离开坐标原点的距离为7in,在x轴的负向上，为最远，I"淇他几个都不是最远的.【讨论与交流】问题：田径场上，描述百米运动员在运动屮的位置，需建立什么样的坐标系？描述800米赛跑运动员在运动中的位置需建立什么样的坐标系？足球场上，描述足球运动员的位置需建立什么样的坐标系？要描述足球的位置呢？参考答案：百米运动员是在一条直线上运动，所以应建立直线坐标系；80()米赛跑运动员不是在一条直线上运动，而是在一个平而内运动，所以应建立平而直角处标系；足球运动员也是在球场平面内运动，也要建立平面直角处标系，而足球的运动可以在草坪上进行，也可以在空中飞行，所以要建立立体空间直角坐标系.学生阅读教材“科学漫步”栏冃并思考书中提出的问题.参考答案：从GPS定位器上显示屏中的信息町以知道：第1行的“西”和第2行的“航向267。”表示的是航向,如图1—1—4所示.“航速0.0km”说明定位器现在相对地面静止.笫3行的“航程1.0km”是指从出发到现在的里程，“累计13：32”是指从开始启动定位器到现在的时间.第4行的“N39°55.45「”和“E116°23.504'”是指定位器所处位置在北纬39。55.45T、东经116°23.504'.第5行“时间：10：29：57”显示的是北京时间10点29分57秒.通过地理知识或査阅地图手册可以知道定位器此刻正处于北京市城区的西部.图1_1_4［小结］ 木节学习的参考系和质点的概念是运动学英至整个力学的最基木、最重要的概念，并且还提供了重要的科学思维方法•了解参考系的概念，対于观察、比较、研究物体的运动有实际的意义•同学们耍明白，严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的，是一种理想化模型,是对实际物体的近似，是一种科学抽象•自然界屮任何一种事物及其运动变化，都是比较复杂的，研究问题,要暂时撇开起作用很小的因素,抓住主要因素•如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小，以及物体上各部分运动的差界是次要的或不起作用的，就可以把它看成质点.［布置作业］教材第13页问题与练习.［课外训练］1•在下列各运动的物体中，可视为质点的有A.汽车的后轮，研究汽车牵引力的來源B.沿斜槽下滑的小钢球，研究它沿斜槽下滑的速度C.人造卫星，研究它绕地球的转动D.海平面上的木箱，研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动1.分析下列运动屮研究对象能否当作质点.（1）做花样溜冰的运动员；（2）运行中的人造地球卫星；（3）转动着的砂伦；（4）从斜面上滑下的木块.3•—列火车停靠在站台上，车厢内的人看着窗外另一列火车，感觉到自己乘坐的火车又开动了，可等一会儿却发现自己乘处的火车还在诂台上未动•你有过类似的经历吗？出现这种现彖的原因是什么？2.请你曲出从家出发到达学校的路线图，尝试描述你的位置随时间变化的关系图.如果提前十分钟到达学校，那么把你经过各处的时间也标在图上.参考答案1.答案：BC解析：汽车牵引力的來源跟后轮转动情况有关，此时汽车后轮不能视为质点.小钢球下滑的速度与球大小无关，可视作质点.研究人造卫星绕地球转动时，卫星的形状、大小可以不考虑，可视为质点•木箱在水平力作用下是否滚动，与力作用点位置冇关，物体大小不能忽略，故不能看作质点.实际物体能否被看作质点，关键看物体人小、形状对所研究的问题是否有影响，若没有影响，则物体可看作质点.所以正确选项应为B、C.2.答案：（1）花样滑冰运动员的动作复杂，既有旋转也有平移.若对运动员的动作进行技术分析，显然不能把其视为质点，但若只研究运动员滑冰场上的滑行路线，也可把运动员视为质点.（2）若只研究人造地球卫星绕地球的轨道运动，由于人造卫星木身的大小与卫星离地球的距离小得多，则应把人造地球卫星看作质点；但若对人造地球卫星进行姿态调整控制，则不能把英看作质点.（3）砂轮转动时，砂轮各部分的转动情况与砂轮的大小和形状有关，故不能把砂伦看作质点.（4）从斜而上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故门J把木块看作质点.3.答案：车厢内的人是注视另一站台的火车，即人的视线已经离开了地面，人不以自身为参考系，就会以另一站台的火车为参考系，显然，人习惯于以口身为参考系，故有此感觉.生活中学生和教师在乘处汽车时也会有类似的经历，可以用语言引导学牛说出自己的感受，一般会出现同样感觉（特别是防震功能较好的高档汽车）. 1.参考提示：仿照坐标系栏冃下的课堂探究建立平面直介坐标系，刻度比例要尽量符合实际.通过实际测量尽可能地准确描述.板书设计1质点参考系和坐标系机械运动：简称“运动”，指物体与物体间或是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，是最基本、最简单、最普遍的运动形式.物体和质点参考系坐标系概念川来代替物体的有质量的点.描述物体的运动时，选择用来作参考的物体称为参考系.为了定量地描述物体的位置及位置的变化，而需要在参考系上建立适当的坐标系.说明(1)质点是一种科学抽彖，是--种理想化的模型.(2)质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.(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，而跟自身体枳的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.(1)运动和静止都是相对于参考系的.(2)参考系的选取是任意的.(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样.(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便.(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义.(1)描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系.(2)描述平面上运动的物体的位登变化，可以建立一维平面直角坐标系.(3)描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系.活动与探究探究活动的主题：亚里士多德和伽利略对物体运动的研究通过查找资料或上网等方式，了解讨论亚里士多德和伽利略对物休运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义.步骤学生活动教师指导目的1到图书馆、上网查阅相关书籍.介绍相关书籍1•让学生更多地了解亚里士多德和伽利略在科学发展和人类进步上的重大贡献.2•培养学生动手能力和独立思考能力.2根据查阅的资料，确定文章主题和内容.解答学生提出的具体问题.3相互交流活动的感受.对优秀文章进行点评.参考资料1.亚里丄多德对•运动的分类亚里士多德在科学上并不是一个坐在椅了上空想的学者，他对周围的环境进行了敏锐的观察.在对运动的观察屮，亚里士多徳注意到某些运动无需帮助即可维持，而另外一些运动只有借助外界作用才能维持.亚里士多德认为一个无需帮助的运动例子是：当你把一块石头推出石梁，它在无明显帮助的情况下向地面落下•亚里士多徳把这种能够自己维持的运动称为口然运动.除固体卜•落外，亚里士多徳还察觉到另外三种自然运动：泻下或沿坡流卜-的液体，上升的气体和向上跳动的火焰.在亚里士多德看来，这四种运动代表了地球上能发生的四种口然运动•他认为，由于地球上所冇的东西都由四种不同物质或元索——土、水、气和火构成，而每种元索•都力图到达不同的H然位逍，所以就产住了白然运动.虽然亚里丄•多徳所说的元素不同于化学元素，但元素这个词仍沿用至今，意指那些构成万物的物质. 每个亚里士多徳元索都有各白固有的自然运动和力图到达的固有自然位置：土元素向F运动，因为地球中心是它的自然静止位置（冇学识的古希腊人知道大地是一个球）；水向下流动，因为它的白然位置刚好在土的上方：气上升，因为大气层是其白然位置；而火焰向上跳,这是因为其自然位置在气之上.亚里士多德认为万物皆由这四种元素构成，一个物体的口然运动由该物体所含的每种元素的多少而定.岩石在水屮下沉，因为岩石主要由土构成；木头浮在水面，因为它除含土外还含有气；而热气上升，因为它含有火.所有这些口然运动耍么竖直向下，耍么竖直向上•水平运动有所不同.当你沿着道路拉-•辆小车，或水平抛出一块石头，或在地板上推一个箱子时，是你的活动维持着物体运动：你使小车运动；石头因你抛岀而运动；你必须推这个箱子.推和拉是让小车、石头和箱子运动所必需的.亚里士多徳认为，之所以需要推与拉，是因为物体必须受到强制才会背离其自身的木性行事，换句话说，才会做与其自然运动完全不同的运动•亚里士多德把所冇这些强制的运动归类为强迫运动，意思是需要外界的推或拉来维持它.亚里士多德认为地球上所冇的运动不是自然的就是强迫的，但是他觉察到天上的情况则完全不同.他相信月亮、太阳、行星和恒星是rti地球上找不到的第五种元索一一以太（来白希腊文，意为使燃烧或发光）构成.与地上的四种元素不同，以A没有质量，不会腐朽（不变的,永恒的）•以太在一切方面都是完美的，它的自然位置是在天空，它的自然运动是环绕地球的完美的圆周运动.这第三种运动叫做天体运动.这个理论用儿条普遍原理解释了和当大范围内的观察结果.它是一个胜任的和有用的理论，并得到广泛的认可，这种情况可部分地归因于这个理论似乎言Z成理.岩石的确是口动下落，为了维持水平运动的确需要推动，而天上的运动也的确与地上的运动不同.然而我们将看到，牛顿物理学与所冇这些观念完全对立.亚里士多徳理论支持了希腊人关于地球在宇宙屮地位的另一个观念，即地球是静止的，星星围绕它运行.亚里丄多德物理学解释了这一切的原因：地球之所以不能运动，是因为它主要由土元素构成，其口然静止位置在地球中心；而星星做圆周运动则由以太的本性决定；地上的物体不能像星星那样运动，因为地上没有以太.亚里士多徳物理学解禅了地上与天上为什么如此不同.中世纪:基督教哲学发现古希腊物理学和天文学与它非常合拍.地心宇宙、由可腐坏的元素构成的地球、由可腐坏和易朽的元素构成的人类、万物Z自然安息位置、处于永恒的天体运动屮由不朽的以太构成的完美天国——所有这一切都与教会神学配合得很好•因此，一直到公元1600年前后，地心天文学和亚里士多德物理学仍在欧洲文明的哲学与文化中起着核心作用.1.亚里士多德与伽利略给我们的启示纵观物理学发展的历史长河，我们感喟人类认识白然规律之曲折、艰辛、漫长；惊叹那些在黑夜中摸索的物理学巨匠们的顽强、睿智、杰出.从古代的亚里丄多德、阿基米德到物理学新时代的伽利略、牛顿，到近代物理学的奠基者爱因斯坦、玻尔……一代代的物理学家所代表的人类智力的自山创造，使我们关于物理实在的图景的描绘愈來愈接近客观真理，使物理学大厦逐步地趋向完美.回顾物理学的发展历史，重温物理学家曾经经历的种种挫折与成功,犹如实施一种智力移植;通过挖掘革命性、科学性理论的创造性思路或者伟大科学家从事科学创造的思路，使我们対物理世界的认识更科学、合理，更富于创见，更机智敏捷.如借鉴历史的明镜，依据古人曾经产生过的错误，预料今天初学者脑子里会出现的影像，耒雨绸缪、少走弯路.让我们以亚里士多徳与伽利略为例去寻求启迪吧.我们从教科书上曾经结识过这两位伟大的学者•在落体运动法则问题上、在力与运动的关系问题上，这两位吋隔两千年的学者的观点的确是相去甚远.在16世纪以前，亚里士多徳在物 理学界享冇至高无上的威望，致使人们的思维、观察和知识都紧紧束缚在亚氏所写下的那些东西上.它使人们相信地球是宁宙的屮心；轻物体的白然运动是向上的；重物体的自然运动是向下的，越重的物体下落得越快；天体物质的自然运动则是围绕宇宙中心旋转的；这些自然运动无须外力作用；非自然运动的那些物体都是由于冇外力迫使；力是维持物体非自然运动的原因；马车沿着马路行驶当然得由马來拉动；推一个物体的力不再去推它,原本运动着的物体口然便停下来……亚里士多德的观点与最简单的经验事实那么吻合、与人们对事物的理解程度那么相符，所以曾一代一代地被奉若神明，视作人类知识的巅峰而保持了千百年•人自然的真谛隐匿在黑夜小，谬误使人们闲惑、迷茫，人类在混沌小摸索……伽利略伟人的工作,从根本上改变了人们关于运动问题的概念，使物理学进入了新吋期.伽利略运用科学的研究方法，在儿十年时间里研究落体运动，研究力与运动的关系，得出了与亚里士多德截然不同的结论•现在我们知道，任何物体总保持静止或匀速直线运动状态不变，直至有外力迫使物体改变这种状态为止；匀速肓线运动或静止才是物体的自然运动状态，力则是导致物体改变H然运动状态的原因；自由下落的物体“下落速度与下落时间成正比”•伽利略是划时代的物理学家，正如爱因斯坦所言：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就Z_,而一冃标志着物理学的真正开端.物理教科书上，亚里上多徳给同学们的形象不妙，他老是出错，老是作出一些轻率的结论.同学们觉得亚氏实在A不高明而伽利略则比他伟大千百倍.事实上，亚里士多德是古代一位伟大的学者，一位百科全帖式的大学问家，他冇着成就事业的理性方法，又冇儿乎无所不及的思想成果，他在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着，不过他在物理学屮却的确是错误百出并且谬种流传，整整贻误物理学二十个世纪.亚里士多徳的悲哀不在于头脑，也不全在于时代，而在于研究方法不当.亚里士多德的物理研究方法有什么特点呢?或许町以用“观察加直觉”来概括.亚里士多徳观察了众多的自然现象：火焰向上窜、石头往下落、马车要马拉着跑、尖方的声音传得远……于是便依赖于直觉推理得出一系列直觉结论•固然，观察与直觉对物理研究是至关重要的，详实的观察少良好的直觉往往导致伟大的发现，观察使人脑累积事物的形象，形成一种潜知，直觉的想象、鉴别与启发便使这种潜知的信息外传.阿基米德巧解王冠Z谜发现浮力规律、牛顿由苹果落地血及月亮乃至天地万物间的引力，就是亚里士多德木人也曾从观察月食现象而正确判断地球是圆球形的•然而，物理学更是一门以实验为基础的科学，所以根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，它们有时会将人们引入歧途,将“观察加直觉”作为物理研究的基本方法，这也止是亚里士多徳物理学的失败Z所在.伽利略是第一位创造通过实验检验理论推导的科学研究方法的科学家.他崇尚“实验加推理”，他拒绝听信任何未经实验的科学思想，哪怕那是來自于教堂或权威.伽利略用尽毕牛的精力探索落体运动的规律，他首先通过落体佯谬的思想实验，否定亚里士多德的重物下落快的结论.通过观察棉花、羽毛等在空气中落下，伽利略曾经提出过落体速度与密度成正比例的法则，然而通过科学的推理，使伽利略认识了不易察觉的空气阻力，从而发现了白己最初的法则的错误，并猜想到在没有空气阻力的情况下，一切物体都在同样地增加着速度.为了建立真正的落体法则，伽利略仔细地川实验研究了摆的运动和小球在斜面上的运动，严格地定义了匀变速运动，设计出了粕密的时间测量方法，尽量地消除各种阻力的影响，运用数学工具……最终找到了物体下落速度与下落时间成正比的正确法则•伽利略的贡献不只是建立了一个新的法则，而且将物理学研究推向正确的轨道，从此开始了物理学的突飞猛进.亚里丄多徳与伽利略的故事告诉我们，知识就是力量，而能力与方法比知识更有力量•我们每个人都同样地拥有一个健全的大脑，我们每个人都应该可以像伽利略那样去思索.重耍的是学会认识世界的方法和具备进行科学研究的能力•如若我们能从亚里士多徳和伽利略以及其他各位伟人学者的失败与成功小寻求启发和借鉴，我们也将会拥有一颗杰出的闪烁着智惹Z光的大脑，去容纳经典的与现代的物理知识，去面对已知的•未知的物理世界.