高中物理人教版 (新课标)必修1第一章 运动的描述1 质点 参考系和坐标系教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修1第一章 运动的描述1 质点 参考系和坐标系教案，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重点与难点，教学内容及变化，教学资源准备，教学方法及教学策略建议，课堂教学评价建议等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
（一）知识与技能：
1．理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型．知道在什么情况下可以把物体看成质点．
2．理解参考系概念，知道对于不同的参考系，运动的描述可能是不同的.
3．理解坐标系概念，会用坐标系定量描述物体的位置及位置的变化．
（二）过程与方法：
1．创设问题情景，引导学生领悟质点概念的建立过程，体验物理研究的科学思维方法．
2．通过质点模型的建立，知道建立物理模型是物理学研究问题的基本方法．
3．分析质点运动实例，学会用坐标系定量描述物体的位置的方法．
4．通过对质点运动的描述，体会参考系的选取对研究物体运动的重要作用．
（三）情感、态度与价值观：
1．在质点概念的建立过程中，渗透突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想．
2．知道运动是绝对的，静止是相对的，树立辩证唯物主义的世界观．
二、教学重点与难点
（一）教学重点：
1．质点概念的建立过程．质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程．并通过质点模型的建立体会物理模型在研究过程中的作用．
2．会适当地选择参考系描述物体的运动，能用坐标系定量描述质点的位置及位置的变化．要确定一个物体的位置，首先要确定参考系，并在参考系的基础上建立坐标系，这是研究物体运动的基础，参考系的选取对研究物体运动有着重要的作用．
（二）教学难点
1．建立质点概念的科学思维方法．质点模型是科学的抽象，从实际物体到质点理想模型渗透着物理研究的基本方法和深刻的科学思想．
2．用坐标系定量描述质点的位置及位置的变化．学生开始学习用数学定量描述的物理规律的方法．从定性描述到定量描述，是思维方式的拓展．
三、教学内容及变化
本节教学内容包括机械运动及其特点；质点概念及其提出、分析和建立的过程；参考系和坐标系，对质点位置及运动的定性描述和定量描述．与旧教材相比，主要变化有：
1．教学秩序的调整．旧教材先讲参考系，后讲质点；新教材先讲质点，后讲参考系，更强调研究运动的逻辑过程．
2．质点概念呈现方式的变化．旧教材强调质点的定义和判定；新教材从实际出发，提出问题，合理简化，建立模型，重视质点概念建立的一般过程．强调物理问题研究的科学方法— 建立物理模型．
3．增加了坐标系，初步学习用数学表达物理规律的方法．增加了物理与科学技术的联系，“科学漫步”— 全球卫星定位系统．不要求知道定位的原理，要求学生了解屏幕上提供的信息，知道它的用途．
教材编写的指导思想是重视知识的建立过程，渗透建立物理模型和建立参考系的一般研究方法．所以教学中要注意创建物理情景，引导学生观察思考、讨论分析、归纳结论，体验研究物理问题的科学方法．
四、教学资源准备
1．演示器材：地球仪（世界地图）
2．动画：飞机空投，地球的公转与自转
3．视频：机械运动，参考系
4.图片：GPS定位器，地球的公转与自转、火车过桥等图片．
五、教学方法及教学策略建议
（一）课题引入
【观察思考】播放视频：机械运动—河水在流动、鸟儿在飞翔、树叶在摇动、车辆在行驶、机器在运转；地球绕太阳运转，通常认为不动的房屋桥梁、高山等，也随着地球一起运动；物体内部的分子在不停地运动…
【说一说】从以上短片中，你能得到了什么结论？
【知识归纳】机械运动
（1）宇宙中的一切物体，无论是巨大的天体，还是微小的原子，都处在永恒的运动中．
（2）物体在空间的位置随时间变化，叫做机械运动.
【引入课题】机械运动是自然界最简单、最基本的运动形式，物理学研究机械运动规律的分支叫做力学，它创造了科学研究的基本方法．下面我们学习怎样描述物体的运动．
（二）质点的教学建议
【观察思考】播放视频或展示图片：雄鹰在空中飞翔，身体向前运动，同时翅膀上下拍打．
你能够较准确地描述雄鹰的运动吗？有什么困难？
【结论】物体有一定的大小和形状，各部分运动一般来说并不相同，要准确地描述物体的运动并不容易．
【思考讨论】动画模拟：在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化．请你回答下列问题：
（1）研究地球公转一周的时间，我们能不能把它看做一个点？
（2）在研究地球自转的时候，如冬至和夏至时节，昼夜的长短不同，我们能不能把它当作一个点来处理？

【结论】研究地球公转时，地球的直径（约1.3×104 km)比地球和太阳之间的距离（约1.5×108 km)小得多，因而地球大小的影响可忽略，可以把地球看着一个点．
研究地球自转时，地球上不同的地方运动一般是不同的，显然不能把它看着一个点．
【思考讨论】展示图片：在平直的轨道上行驶的火车，行驶中的火车的车轮．请你回答下列问题：

（1）研究火车整体的运动情况，能把庞大的火车看着一个点吗？
（2）研究火车车轮的旋转，能把火车车轮看着一个点吗？
【结论】火车在平直的轨道上运动，由于车厢上各点的运动情况相同，所以可以用一个点来代替火车整体的运动，可以看着一个点．
而研究火车车轮的旋转，车轮上各点的运动一般不同，所以不能把火车看成一个点．
【讨论归纳】（1）什么是质点？
（2）在什么条件下可以把物体当作质点来处理？
（3）物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
【知识归纳】质点
（1）不考虑物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，叫做质点．
（2）同一个物体，因研究问题的不同有时可以看做质点，有时不能看做质点．
（3）一个物体能否看成质点，由问题的性质决定，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.
（4）质点是一种理想化的模型，建立物理模型是物理学研究问题的基本方法．
【思考与练习】
1.关于质点，下列说法正确的是（ ）
A.体积很小的物体一定可以看作质点
B.体积很大的物体一定不能看作质点
C.做直线运动的物体一定可以看作质点
D.做曲线运动的物体一定不能看作质点
【拓展】对与直线运动和曲线运动问题，可补充两列两个实例分析，但可不提出平动和转动概念
2.下列情形中的物体可以看作质点的是（ ）
A. 奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
B. 观看花样滑冰运动员在比赛中的表演
C. 研究乒乓球的旋转
D. 研究乒乓球在空中通过的路径
（三）参考系教学建议
【思考讨论】展示图片：坐在行驶的汽车上的小孩，下落的雨滴，飞机投物．根据图片回答下列问题：

（1）坐在行驶的汽车上的小孩，是静止的还是运动的？
（2）站在路面上的人看到雨滴竖直下落，而行驶的车内的人看到雨滴是怎样运动的？
（3）从匀速飞行的飞机上落下一个重物，地面上的人看到重物沿曲线运动，飞机上的人看到重物怎样运动？
【观察思考】播放视频或动画：参考系；飞机投物．
【知识归纳】参考系
（1）为了描述物体的运动，首先要选定某个物体做参考标准，即参考系．“参考系”是“参照物”的科学名称．
（2）运动是绝对的，对运动的描述是相对的．选择不同的参考系，结果可能不同.
（3）参考系的选取是任意的．参考系的选择应以问题的研究简单为原则，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．
【思考与练习】
1．在长安街上并排行驶着甲、乙两辆汽车，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人看见甲车向西运动.如果以地面为参考系．你认为甲、乙两车的运动可能是（ ）
A. 甲车向西运动，乙车向东运动
B. 甲车向西运动，乙车向西运动
C. 甲车向西运动，乙车不动
D. 甲车不动，乙车向东运动
2．“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”；“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这两句诗词分别是描述什么物体的运动？分别以什么为参考系？
3．据说在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．你认为这种情况有可能发生吗？
（四）坐标系教学建议
【思考讨论】一辆汽车从五棵松开始，沿复兴路经玉泉路口，行驶到十一学校，记录汽车行驶的里程与对应的时间如图所示．根据示意图回答下列问题：
（1）定性描述汽车的位置随时间的变化情况．
五棵松
永定路路
玉泉路
十一学校
8︰00
8︰05
8︰12
8︰15
0 km
1.0 km
2.0 km
2.5 km
（2）你能定量表示汽车到达五棵松、永定路、玉泉路、十一学校时刻的位置吗？
【教师引导】（1）要求学生用语言定量描述汽车的位置．
（2）分别以五棵松、永定路、玉泉路为坐标原点建立参考系．
（3）如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？如何确定坐标轴上的刻度值？
y/km
O
-1
-2
1
2
A
B
C
1
2
-2
-1
x/km
D
以永定路为坐标原点
x/km
O
-1
-2
1
2
A
B
C
以五棵松为坐标原点
【归纳总结】坐标系
（1）为了准确地、定量地描述质点的运动，在选定的参考系上还要建立坐标系.
（2）对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点．
（3）对于平面上的二维运动，用二维坐标系定量描述物体的位置．
【思考】（1）汽车从五棵松到玉泉路，通过的路程是多少？位置改变了多少？
（2）汽车从五棵松到十一学校，通过的路程是多少？位置改变了多少？
根据学生的回答情况，提示位置的改变是有方向的，为下节课埋下伏笔．
【阅读思考】阅读课本P11科学漫步，思考下列问题：
（1）GPS此刻位于我国哪个城市？
（2）从显示屏上你还能获得哪些信息？
【结论】（1）显示屏上的北纬3955.451'、东经116°23.504′.查阅地图仪或世界地图，此地为北京．
（2）第1行的“西”和第2行的航向267°其含义如图所示．
E
N
0
90
180
-90
-180
45
90
-45
-90
E
N
267
【拓展】可否这样简化：将地球展开，就是以0度经线和0度纬线为坐标原点的二维坐标系上的一个点．要定位，首先要建立坐标系，这说明建立坐标系对研究物体运动有着重要的作用．
【说明：这种展开并不准确，仅仅是表达一种思想，只是说明要精确定量地确定位置，首先要建立坐标系．】
（四）结束语
建立物理模型是物理学研究问题的基本方法 ,是物理学理论建立的基础.如万有引力定律建立在质点模型的基础上,库仑定律建立在点电荷模型的基础上.
物理概念、规律是对一定的物理模型来说的.后面还有学到刚体、弹簧振子、单摆、理想气体等物理模型.物理模型的建立过程体现了科学思维方法.
六、课堂教学评价建议
根据本节教学内容的特点，主要从以下几个方面进行评价：
1．学生对知识与技能掌握的情况．
2．学生在认知活动中的参与水平．
3．学生的观察能力、语言表达能力．
4．教师自我评价与反思．