高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述1 质点 参考系教学设计

1.1  质点 参考系

【教材分析】

本节选自人教版新教材物理必修一第一章第一节。这一节是描述物体运动的基础，主要内容有两部分：一是质点，质点是我们研究运动描述的对象；二是参考系，参考系是我们研究运动描述的工具。其中质点是高中学习的第一个理想化物理模型，在科学思维建构上具有重要的意义，同时也是学生理解的难点，需要借助实例循序渐进渗透模型观点。新教材相较老教材内容精简，结论明确，注重情境建设和实例分析。

【学情分析】

本节学习对象为高一新生。在知识储备上，学生在初中阶段没有质点的概念，对于理想化物理模型也是首次接触，是学生学习的难点；而初中学生已学习参照物，与高中参考系的概念基本一致，学习难度不大。在心理特性上，学生刚刚进入高中课堂，内心充满对未知高中课程的好奇，对学习非常有热情。教师应利用学生的心理特性，多利用情境和实例，循序渐进，让学生体会到成功的愉悦。

【教学目标与核心素养】

课标要求：经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定的实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。

物理观念：理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象；理解参考系的选取在物理中的作用。

科学思维：知道质点是一种理想化物理模型，理解理想化物理模型的含义。

科学探究：体会物理模型在探索自然规律当中的作用，将生活实际与物理概念相联系，通过具体实例，自主升华为质点和参考系等物理概念。

科学态度与责任：通过学生小组讨论活动，培养学生自主探究、交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力。

【教学重难点】

教学重点：质点、参考系

教学难点：质点、理想化物理模型思想

【教学过程】

（本节课安排一课时）

生活中存在着各种各样的运动，我们时时刻刻在感受着运动之美。物理中把物体的空间位置随着时间变化的运动形态叫做机械运动。机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。

教师活动：我们再来观察这几张图片，我们如何准确描述物体的运动呢？

一、质点

教师活动：请同学们观察鹰的机械运动。鹰飞翔时身体各部分运动很复杂，如果我们关注鹰整体运动，就不用在意它的大小和形状，可以把它看作一个点。

质点

1．定义：某些情况下，忽略物体的大小和形状，将其简化为一个有质量的点。

2．所用方法：理想化物理模型，即突出主要因素，忽略次要因素。

我们将运动的物体简化为质点，突出物体具有质量这个主要因素，忽略物体具有大小形状等等不影响问题研究的次要因素。

物体能否看作质点是有条件的，请大家讨论以下实例中的物体是否可简化为一个点来研究，并分析运动物体可以简化为点的条件。

1．地球绕太阳公转

2．地球自转

3．火车行驶时车轮转动

4．火车从北京行驶到重庆

5．木箱从斜面上滑下

学生活动：学生分小组交流讨论，稍后找小组展示答案。

学生回答：上述1、4、5实例中物体可视为一个点，2、3实例中物体不可视为一个点。

3．条件：

①物体的大小形状与物体运动的空间相比可忽略；

②研究问题中只关注物体整体的运动情况；

③物体上各点的运动情况完全相同。

高中阶段主要研究能够简化为质点的运动。

练习：请判断以下情况是否可将物体视为质点？

1．研究从北京开往上海的一列火车的运行速度

2．研究火车经过路旁一根电线杆的时间

3．体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作

4．研究地球上昼夜交替原因

5．研究乒乓球选手发出的“旋转球”

6．马拉松比赛的运动员

7．研究表演芭蕾舞者的精彩动作

8．从广州飞往北京的飞机

9．上抛一枚硬币，猜测落地时正面朝上还是反面朝上

10．在平直公路上行驶的汽车

（1、6、8、10可视为质点，其他选项不可以）

二、参考系

教师活动：小明坐在行驶公交车上，车上另一位站立乘客和地面上一位站立乘客分别认为小明是静止的和运动的。不同参照物下物体的运动可能不同，我们在描述物体运动时需要先确定参照物。参照物在高中叫作参考系。

参考系

1．定义：作为标准用来描述其他物体运动情况的物体。

2．注意事项：

①参考系原则上可任意选择；

②选择的参考系应使问题简化；

③研究地面上物体运动时，一般选择地面为参考系。

典例分析

【例1】下列关于质点的说法正确的是（    ）

A．体积很小的物体都可看成质点

B．质量很小的物体都可看成质点

C．物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点

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成质点

【答案】C

【例2】下列情况中，能把研究对象视为质点的是（    ）

A．研究陀螺的转动

B．研究高铁从昆明到大理的运行时间

C．研究国产大飞机“C919”转弯时机翼的倾斜角度

D．用“抖音”拍摄并研究自由体操运动员在空中翻滚的动作

【答案】B

【例3】第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为（    ）

A．飞行员的反应快

B．子弹相对于飞行员是静止的

C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了

D．飞行员的手有劲

【答案】B

【例4】下列关于参考系的描述中，正确的是（    ）

A．参考系必须选取静止不动的物体

B．参考系必须是和地面联系在一起的

C．在空中运动的物体不能作为参考系

D．任何物体都可以作为参考系

【答案】D

【例5】如图所示是舰载机在辽宁舰上起飞的情景。下列说法中正确的是（    ）

A．选舰载机为参考系，辽宁舰是静止的

B．选舰载机为参考系，舰载机驾驶员是运动的

C．选辽宁舰为参考系，舰载机是运动的

D．选舰载机驾驶员为参考系，辽宁舰是静止的

【答案】C

课堂小结：本节课主要学习了描述运动的对象——质点、描述运动的工具——参考系。其中质点概念的建立利用了理想化物理模型的方法，这种方法将贯穿我们高中物理学习的整个过程。下节课我们将学习描述运动的有关物理量——时间和位移，请学生们做好预习工作。

板书设计：