1.1質(zhì)點(diǎn) 參考系—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊(cè) 教案

第一章 運(yùn)動(dòng)的描述第一節(jié) 質(zhì)點(diǎn) 參考系一、教材分析：關(guān)于“質(zhì)點(diǎn)”概念的學(xué)習(xí)，教材分析通常情況下將物體看成質(zhì)點(diǎn)的必要性，即由于描述實(shí)際物體的復(fù)雜性，使得人們不得不進(jìn)行科學(xué)的抽象。其次是從三個(gè)方面分析什么樣的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)；三是在旁批中特意點(diǎn)出了:“在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素、建立理想化的物理模型，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用?！睆?qiáng)調(diào)了建立物理模型的一般原則，這種研究方法突出研究問題的主要方面、深刻地把握了事物的本質(zhì)?？梢哉f，物理學(xué)研究問題的精髓在于:用模型描述自然；用數(shù)學(xué)表達(dá)模型;用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀＿@一節(jié)另一個(gè)重要的概念是“參考系”。在參考系的學(xué)習(xí)中，要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，要描述物體的運(yùn)動(dòng)，就一定要確定是在什么樣的參考系中來描述。參考系在運(yùn)動(dòng)的描述中具有基礎(chǔ)性的意義。其實(shí)，任何物理問題的說明和分析實(shí)際上都離不開參考系。考慮到中學(xué)教學(xué)的實(shí)際，關(guān)于參考系的概念教村沒有給出嚴(yán)格的定義，而是說“用來做參考的物體稱為參考系”。這也是通常的種說法，即不區(qū)分“參考物”和“參考系”，而強(qiáng)測(cè)“坐標(biāo)系是參號(hào)系的數(shù)學(xué)抽象”。在討論具休問題時(shí)，通常只給出坐標(biāo)系而不必具體地指出參考物或參考系。關(guān)于參考系要結(jié)合下一節(jié)的坐標(biāo)系進(jìn)一步學(xué)習(xí)。二、新課引入生活中，運(yùn)動(dòng)隨處可見：如飄落的樹葉、行駛的汽車、彈跳的籃球、轉(zhuǎn)動(dòng)的鐘表等這些運(yùn)動(dòng)的物體，大到圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的行星，小到看不見的分子和原子微粒，我們?nèi)绾螠?zhǔn)確的描述他們的運(yùn)動(dòng)呢？這就是我們即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。不過在學(xué)習(xí)描述運(yùn)動(dòng)之前我想問：同學(xué)們還記得運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)里面是怎么定義的嗎？說到運(yùn)動(dòng)的定義就不得不提到最早對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類的人：恩格斯。他把運(yùn)動(dòng)從低級(jí)到高級(jí)進(jìn)行了大致分類，依次是：機(jī)械運(yùn)動(dòng)我們今天要學(xué)的運(yùn)動(dòng)物體的空間位置隨時(shí)間發(fā)生變化。物理運(yùn)動(dòng)（分子熱運(yùn)動(dòng)）分子層次上的運(yùn)動(dòng)；化學(xué)運(yùn)動(dòng)（原子層次上的運(yùn)動(dòng)）；生物運(yùn)動(dòng)萬物生長(zhǎng)；人類社會(huì)運(yùn)動(dòng)人類或其他高級(jí)的哺乳動(dòng)物有意識(shí)的參加社會(huì)活動(dòng)?！咎釂枴糠肿雍驮拥倪\(yùn)動(dòng)屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)嗎？化學(xué)運(yùn)動(dòng)【提問】請(qǐng)學(xué)生判斷以下是否為機(jī)械運(yùn)動(dòng)（跳遠(yuǎn)、跑步、開車、飛機(jī)軌跡）三、新知講解機(jī)械運(yùn)動(dòng)的定義是指：物體的空間位置隨時(shí)間發(fā)生變化。那么如果我們研究一架飛機(jī)從北京到湖南的位置隨時(shí)間的變化，也就是只研究它的運(yùn)動(dòng)軌跡，飛機(jī)是白色還是紅色重要嗎？飛機(jī)的大小重要嗎？很明顯，這些都不影響我們研究他運(yùn)動(dòng)的軌跡。也就是說我們發(fā)現(xiàn)：飛機(jī)的外形對(duì)我們要研究的飛機(jī)的位置隨時(shí)間的變化沒有影響，像這種情況下我們就可以把這架飛機(jī)想象成一個(gè)沒有形狀的點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)就叫做質(zhì)點(diǎn)?！举|(zhì)點(diǎn)】定義：用來代替物體的空間位置的有質(zhì)量的點(diǎn)（有質(zhì)量但不存在體積與形狀），是物理學(xué)的一個(gè)理想化模型?！咎釂枴抠|(zhì)點(diǎn)真實(shí)存在嗎？磁感線條件：物體的大小和形狀對(duì)我們所研究的問題無影響或影響很小時(shí)，該物體可以看作質(zhì)點(diǎn)?！咎釂枴恳韵虑闆r能否把物體看作質(zhì)點(diǎn)研究火車從醴陵到長(zhǎng)沙的時(shí)間研究火車經(jīng)過湘江大橋的時(shí)間地球（大）公轉(zhuǎn)的時(shí)間雄鷹（?。┌肯钑r(shí)的動(dòng)作研究班主任黃老師游泳（研究對(duì)象不明確）結(jié)論：研究物體的動(dòng)作、自傳、姿勢(shì)時(shí)，不能看作質(zhì)點(diǎn)；研究對(duì)象不明確時(shí)，不能看作質(zhì)點(diǎn)?！緟⒖枷怠砍踔袝r(shí)我們學(xué)習(xí)了飛機(jī)扔炸彈，飛機(jī)上的人看到炸彈的軌跡是什么樣的？（豎直向下）地面上的人看到炸彈的軌跡又是怎樣的？（拋物線）【提問】為什么同一個(gè)東西不同的人對(duì)他的運(yùn)動(dòng)的描述不同？（參照物不同）在高中，我們把多個(gè)相對(duì)靜止的參照物叫做參考系。定義：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，所參照的物體。性質(zhì)：任意性：參考系的選擇是任意的（研究對(duì)象本身除外），一般以地面為參考系。標(biāo)準(zhǔn)性：參考系可動(dòng)可靜，假設(shè)為靜止。統(tǒng)一性：描述不同物體的運(yùn)動(dòng)，選擇同一參考系。差異性：選擇的參考系不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同?！咎釂枴咳绾味康拿枋鑫矬w的運(yùn)動(dòng)？【坐標(biāo)系】笛卡爾午覺時(shí)看見一格一格的天窗上怕了一只蜘蛛，就發(fā)明了坐標(biāo)系。一維坐標(biāo)系：描述物體在直線上的運(yùn)動(dòng)二維坐標(biāo)系（平面直角坐標(biāo)系）：描述物體在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。三維坐標(biāo)系（空間直角坐標(biāo)系）：描述物體在空間上的運(yùn)動(dòng)。四、習(xí)題鞏固【例題1】下列情景中，加者重號(hào)的人或物體可看成質(zhì)點(diǎn)的是( ).A.研究-列火車通過長(zhǎng)江大橋所需的時(shí)間B.乒乓球比賽中,運(yùn)動(dòng)員發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球C.研究航天員翟志剛在太空出艙揮動(dòng)國(guó)旗的動(dòng)作D.用GPS確定快艇在大海中的位置解析把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件是:物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題沒有影響或者對(duì)所研究問題的影響可以忽略不計(jì).研究火車通過長(zhǎng)江大橋的時(shí)間時(shí)不能把火車看成質(zhì)點(diǎn);要接住“旋轉(zhuǎn)球”,必須研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)不能把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn);研究航天員翟志剛在太空出艙揮動(dòng)國(guó)旗的動(dòng)作時(shí)，不能把翟志剛看成質(zhì)點(diǎn);用GPS確定快艇在大海中的位置時(shí)，可以把快艇看成質(zhì)點(diǎn).故D正確.【例題2】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是( D ).A.質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)很小的物體B.只有小物體才能被看作質(zhì)點(diǎn)C.無論大物體還是小物體，一律看作質(zhì)點(diǎn)D.繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地球可以看作質(zhì)點(diǎn)【例題3】在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，可以把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)物理學(xué)中，把這種在實(shí)際原型的基礎(chǔ)上，突出問題的主要方面，忽略次要方面,經(jīng)過科學(xué)抽象而建立起來的客體稱為( D )A.科學(xué)假說B.等效替代C.理想模型D.控制變量【例題4】 (多選)甲,乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球， 甲看到樓房勻速上升,乙看到甲勻速上升,甲看到丙勻速上升,丙看到乙勻速下降.那么，從地面上看,甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況可能是( ).A.甲、乙勻速下降，V乙 >V甲,丙停在空中B.甲、乙勻速下降，V乙 >V甲,丙勻速上升C.甲、乙勻速下降，V乙 >V甲,丙勻速下降，且V丙 >V甲D.以上說法均不正確解析樓房和地面相當(dāng)于同一參考系，甲是勻速下降,乙看到甲勻速上升,說明乙勻速下降，且乙的速度V乙>V甲。甲看到丙勻速上升，有三種可能:(1)丙靜止;(2)丙勻速上升;(3)丙勻速下降，且速度關(guān)系為V丙<V甲。丙看到乙勻速下降，也有三種可能:(1)丙靜止;(2)丙勻速上升;(3)丙勻速下降，且速度關(guān)系為V丙<V乙.故A、B正確.【例題5】 “坐地日行八萬里,巡天遙看一千河. 這一句詩(shī)表明( )A.坐在地上的人是絕對(duì)靜止的B.坐在地上的人相對(duì)于地球以外的其他星體是運(yùn)動(dòng)的C.人相對(duì)于地球是運(yùn)動(dòng)的D.以上說法都是錯(cuò)誤的【例題6】在拍攝西游記時(shí)，讓“孫悟空”站在平臺(tái)上,做著飛行的動(dòng)作，在他的背后展現(xiàn)出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云.放映時(shí)，觀眾就感覺到“孫悟空”在“騰云駕霧”這時(shí)，觀眾所選的參考系是( ).A.“孫悟空”B.平臺(tái)C.飄動(dòng)的白云D.攝影師五、課堂小結(jié)（板書）【質(zhì)點(diǎn)】定義：用來代替物體的空間位置的有質(zhì)量的點(diǎn)（有質(zhì)量但不存在體積與形狀），是物理學(xué)的一個(gè)理想化模型。條件：物體的大小和形狀對(duì)我們所研究的問題無影響或影響很小?！緟⒖枷怠慷x：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，所參照的物體。性質(zhì)：任意性、標(biāo)準(zhǔn)性、統(tǒng)一性、差異性。