几个基本概念-教案

1、几个基本概念教案教学目标（1） 理解参考系的概念，知道在不同参考系中对同一个物体的描述可能不同。（2） 深刻理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型。能在具体的情境下知道能否把物体当做一个质点。（3） 知道时刻与时间间隔的区别和联系，会在具体的情境下识别时刻与时间间隔。（4） 理解位移的概念，知道位移是矢量，能在具体的情境下认识到位移和路程的区别和联系。教材分析（1） 参考系参考系学习的重点是如何让建立参考系对物体运动的描述，在不同的参考系中描述同一个物体的运动，使学生认识到参考系对描述物体运动的重要性。 物体与质点质点是一个理想化的物理模型。建立理想化的物理模型是突出研究对象的主要方面

2、，忽略次要因素。建立质点的概念，需要明确两个问题：为什么要建立质点的概念？什么情况下可以把物体当做一个质点？让学生理解到质点只是一个只有质量没有大小的点，建立质点的目的是为了准确描述物体的运动。一个物体能否看成质点是由研究问题的性质决定的，与物体的大小、形状无关。在这里主要举例说明研究问题的性质。（2） 时刻与时间间隔虽然学生生活中常使用这两个概念，但是却没有区分。在物理课中应该用坐标来区别时刻与时间间隔，明确时间是一条线段，是一个过程量；时刻是一个点，是一个状态量。注意例举生活中的时间与时刻加以区别，并列举5S内，5S末，第5S在坐标轴上区别开来。（3） 位移和路程着重阐述位移的概念，在说明

3、位移的概念时说明其矢量性。在图中把位移和路程区别开来。学情分析在学习了第一章和第四章之后，学生已具备较强的理解能力。参考系的建立不应该是难点；何时才能把物体当做一个质点？这才是学生感到困惑的地方，在这些方面应该多举例，归纳，总结。时间间隔与时刻理解的难点在5S内，5S末，第5S等，这里主要在时间轴上表示出来。由于之前已学习过矢量，所以位移概念的理解不难，但要着重强调位移的定义，并注意位移与路程的区分。重点：如何建立质点模型，时间间隔与时刻的区别，位移的概念难点：如何建立质点模型课时安排：40分钟 教学用具：多媒体PPT，教学所用三角板教学过程【引入机械运动】 在我们的周围，到处都可以看到物体的

4、运动。汽车在公路上飞驰，江水咆哮的奔向远方，鸟儿在飞翔，树叶在摇晃，甚至我们认为静止的教室此时此刻也在随地球一起转动，世间万事万物都处于相对运动之中。物体相对于其他物体位置的变化，叫做机械运动。这一章我们研究最简单最基本的运动直线运动。请同学们翻开课本19页，我们今天学习几个基本概念。【学生活动】翻开课本参考系【引入参考系】(PPT图片)这是一列高速运行的火车，火车上面的乘客认为自己坐在自己的座位上没有动，但是地面上的人却看到乘客与火车朝着远处运动。车上的乘客和地面上人，他们到底谁正确呢？【学生活动】回答（有对有错）【讲解】 现在我们来分析这个问题。地面上的人认为乘客是运动的，那是他以地面作为

5、标准来说的；火车上的乘客认为自己没有动，那是他以车厢为标准来说的。同一个物体，以不同的标准来描述，他的运动状况不同。在描述一个物体的运动状态时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。【解释】 参考系实际上就是初中学习过的参照物，只不过参考系这一说法更为科学。从现在开始，我们称它为参考系。被认定为参考系的物体，必须假定他是静止的。但是不管物体是运动的还是静止的，他都可以作为参考系。在上面的例子中，以火车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的。选择不同的参考系，物体的运动状态并不相同。【举例提问】我站在讲台上，如果以地球为参考系，我的运动状态是静止还是运动？【学生活动】回答（静止）【

6、举例提问】如果以太阳为参考系，我的运动状态又是静止的还是运动的？【学生活动】回答（运动）【讲解】 如果以地球为参考系，我相对于地球是静止的；如果以太阳为参考系，我和地球一起绕太阳运动，那么我相对于太阳是运动的。所以，参考系的选取不同，物体的运动状态可能不同。所以，要描述一个物体的运动状态，我们首先要选定一个参考系，如果没有参考系，就谈物体的运动状态就没有意义了。【归纳】（PPT归纳总结）在实际问题中，参考系的选取是任意的，但是，实际选取参考系的时候，需要考虑到使运动的描述尽可能简单。研究地面物体的运动，通常我们以地球或相对于地球静止的物体作为参考系。物体与质点【过渡】在建立了参考系的概念之后，

7、我们需要进一步描述物体的运动。【设疑】（PPT图片） 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，足球在绿茵场上翻滚，在这些都是司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动，但是谁又能准确的描述雄鹰上各个点的位置是如何变化的呢？雄鹰的身体在向前运动，翅膀在向前运动的同时还在上下运动。足球在向前运动的同时，足球自身也在滚动，可见要准确的描述物体上每一个点是如何运动，并不是一件很容易的事。困难出现在哪里？如何解决我们现在所面临的问题？【学生活动】疑惑。【引导】这个时候我们稍加分析就可以知道，因为任何物体都有大小和形状，物体上各个部分的运动情况一般来说都是不一样的，我们想要描述物体上每一个点的运动情况当然很困难了。但是

8、，假如我们把物体当做一个没有大小和形状的点的话，这些困难是不是就解决了吗。这个时候我们是不是很容易描述雄鹰的运动了呢？【引出概念】所以，为了更简单的描述物体的运动，当物体的大小、形状与我们所研究的问题相比可以忽略不计时，这时候，我们可以把物体当做一个只有质量而没有大小和形状的点。我们用一个有质量无大小、形状的点来代替这个物体。用来代替物体的这个有质量的点叫做质点。【讲解】质点并不是真实存在的，而是我们为了更方便的研究问题，忽略了物体的大小和形状，只考虑物体的质量而假想的一个点。质点是一个理想化的物理模型。在物理学当中，理想化的物理模型是我们研究物理问题的一种重要方法，如同前面我们所学的光滑的水

9、平面，绝对光滑的水平面存在吗？【学生活动】（不存在）【讲解】绝对光滑的水平面是不存在的，但是为了更方便的研究问题，我们可以假设水平面是光滑而无摩擦的。同样，要描述物体上每一个点的运动是如此复杂，这时候我们可以忽略物体的大小和形状，把物体当作一个有质量的点，我们就可以用这个点的运动情况来代替整个物体的运动情况。这个用来代替物体的有质量的点，就是质点。所以说，质点是一个理想化的物理模型。【设问】什么时候才能忽略物体的大小和形状，把物体当作一个点 ？【举例分析】一列火车从南宁开往北京，火车的车身长度与南宁与北京的之间距离相比，火车自身的长度可以忽略不计，这时候我们可以把火车当做一个质点。当火车通过一

10、个长度为火车车身长度三倍的隧道时，计算火车通过隧道所需要的时间，这时候与隧道的长度相比，火车的长度就不能忽略了，这时候火车就不能当做一个质点了。【强调】一个物体能否当做质点，并非依据物体自身的大小、长度、形状来判断，而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是属于主要因素还是次要因素。也就是说，物体的大小和形状对所研究的问题影响大不大。物体很大，有时也可以看做一个质点。研究地球绕太阳的运动，地球的半径跟日地距离之比可以忽略不计，这时候我们可以把地球当做一个质点。有的物体很小，但他却不能看做质点，例如研究齿轮的转动时，齿轮的转动跟齿轮的大小形状密切相关。这时候我们不能把齿轮当做一个质点了。下面我们

11、几个例题：【例1】【例1】以下运动可以视为质点的是 （ ）A. 研究汽车发动机内齿轮的运转情况B. 研究汽车由竹溪立交开往二中凤岭校区所需要的时间C. 研究火车通过某一路标所需要的时间D. 研究篮球运动员正确的投篮姿势【提问】这个题选择哪一个选项？【学生活动】回答（B或其他）【讲解】先看A，研究齿轮的运转情况，涉及到物体自身的转动，假如我们把齿轮看作一个质点，我们还能研究齿轮的转动情况吗？显然无法研究，所以这时候，我们不能把齿轮当作一个质点。再看B，汽车由竹溪立交开往二中凤岭校区所需要的时间，与竹溪立交到二中凤岭校区相比，汽车的长度实在是微不足道，所以我们可以忽略汽车的长度，把汽车当作一个质点

12、来处理。C，研究火车通过某一路标所需要的时间，假如我们把汽车当作一个质点来处理，我们还能研究汽车通过路标所经历的时间吗，显然不能研究一个点通过另一个点所经历的时间。所以这时候我们不能忽略火车自身的长度，我们也就不能把火车当做一个质点来处理。D，研究篮球运动员的投篮姿势，假如我们把运动员当作一个质点来处理，我们还能研究一个点的动作吗。【归纳总结】（PPT总结）中学阶段，力学中的大多数研究对象都可以看作质点，但是以下三种情况不能把物体看做质点：1. 当所研究的问题涉及到自身的转动时(齿轮转动，地球自转)2. 当所研究的问题是考察物体本身的动作时（篮球运动员投篮姿势，跳水运动员的动作）3. 当需所研

13、究问题的距离跟物体的长度相差不大时（例如火车通过路标，火车过隧道）时刻与时间间隔【讲解】 通常我们所说的7点40分上课， 我们的一节课是40分钟，两者指的是时刻还是时间间隔？【学生活动】 回答（7点40分是时刻，40分钟是时间间隔）【引出概念】 时刻对应于一个状态，是一个状态量，时刻只有先后之分而无长短之分，在时间轴上用一个点表示时刻。时间对应于物体所经历的某段过程，是一个过程量，时间有长短之分。在时间轴上，可以用一条线段来表示时间的长短。【例2】请画一个时间轴，从零时刻开始计时，然后把前3S内，前4S内，第2S内，第2S末，第3S初标注在你所画的时间轴上。【学生活动】学生完成练习【老师活动】

14、观察学生完成练习的情况，并在黑板上画出时间轴。【讲解】先建立时间轴，在时间轴上可以很清晰的看出时间与时刻的区别。位移和路程【过渡】定义了时刻与时间间隔，我们可以知道从南宁到北京的火车何时开出，何时到站，中间经历多长时间了。从南宁到北京，你可以走京广线，你也可以走京九线，你也可以乘飞机走直线，你也可以坐船而去。（PPT演示）显然，这几种情况所通过的路线是不一样的，也就是他们的运动轨迹是不一样的。在初中我们已经知道，路程是物体运动轨迹的长度，可见他们所经过的路程也不相同。但是，就位置的变动来说，无论使用什么交通工具，无论走哪条路线，他总是由初位置南宁到达末位置北京，即位置的变动是相同的。【引出概念

15、】当物体从A点运动到B点时，尽管可以沿不同的轨迹，走过不同的路程，但位置的变动是相同的。物理学中用一个叫做位移的物理量来表示位置的变动。我们从初位置到末位置作一条有向线段，用这条有向线段表示位移，通常用字母S表示。位移是一个矢量，既有大小也有方向，一般用字母S表示位移。 （注意画图，边讲解，边分析）【例3】关于位移和路程的关系，下列说法正确的是（ ）A. 物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B. 物体沿 直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C. 物体通过的路程不等，位移可能相同D. 物体的位移为零，路程也一定为零【学生活动】练习【讲解】 我们看A，路程是标量，位移是矢量，能说路

16、程就是位移吗？ B，（画图）物体沿着某一个方向直线运动，这时候位移的大小就等于路程。 C，只要初末位置相同，位移就相同，但是路程可以不同。D，我沿着400m跑道跑一圈，我的位移是0，但是我的路程是多少？【例4】导语练，P39 例408年北京奥运会赛场上，甲乙两运动员分别参加了在主体育场400m标准跑道上举行的400m和100m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道上完成比赛，则两人在各自的比赛中通过的位移大小和通过的路程之间的关系是 （ ）''''A. S甲>S乙，S甲 B. S甲<S乙，S甲 <S乙>S乙''''C. S甲>S乙，S甲 D. S甲<S乙，S甲>S乙<S乙【例题讲解】（画图）甲运动员在400m的标准跑道上跑完400m，回到出发点，那他的初位置在哪？末位置在哪？位移是从初位置指向末位置的有向线段，那么这条有向线段能画出来吗？长度是多少？路程就是运动员运动轨迹的长度，那么甲运动员通过的轨迹长度是多少？乙运动员参加百米赛跑，那他的初位置在哪，末位置在哪，位移又是多少？路程呢？''所以我们可