第一节、质点、参考系和坐标系

1、第一节、 质点 参考系和坐标系三维目标：知识与技能：1、 知道质点的概念及条件。2、 知道参考系的概念及作用。3、 掌握坐标系的简单应用。过程与方法：1、 体验质点的条件和意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法。2、 体会用坐标方法描述物体位置的优越性，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、 认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然，关心科技发展，勇于探索的精神。2、 通过分析不同参考系中的运动现象，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。教学重点：1、质点及质点的物理意义；2、参考系动和静；3、坐标系，建立位置和位置的变化，为下一节课位移的讲解做

2、好准备。教学难点：1、质点和质点的应用；2、动和静；3、坐标和位置及位置的变化。时间安排： 一课时教学过程：从生活实例引入: 如: 汽车在马路上飞驰 汽车对马路位置改变 江水咆哮地奔向远方江水对河岸位置改变怎样描述机械运动，即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？提问 大家来总结一下什么叫做运动呢？机械运动：物体的空间位置随时间的变化。（是最基本、最简单、最普遍的运动形式。）这样我们就知道了，运动是一个与时间和空间都有关的物理量，我们要研究运动，首先要从几个基本的概念入手。（一）物体和质点一、 情景导入：你在银川-上海的K359次列车的第1节车厢，你的朋友甲在同次列车上，你的朋友乙在上

3、海。朋友甲和朋友乙都事先知道你正坐在火车上。列车行驶到青铜峡的时候，朋友甲给你打来电话，问你现在在哪，你怎么回答？若朋友乙打来电话你又怎样回答？（给出银川上海的距离2315千米，列车长约150米）    两次回答相同吗？为什么？你从中得到了什么启示？对朋友甲的回答可能为：我在火车的第5节车厢12号座位对朋友乙的回答可能为：我才到青铜峡两次回答不同，因为朋友甲和朋友乙需要知道你现在位置的范围不同。朋友甲需要知道你现在在火车的哪个具体位置。朋友乙需要知道你现在的地理位置（也就是火车的位置），而不需要知道你在火车内的哪个具体位置。启示：根据具体问题的需要，看待

4、事物的观点可能有所不同。有时不能忽略事物中的一些的因素，有时则可以忽略事物中的一些因素。二、用科学的态度研究实际问题（以情景为例）研究问题（一）：研究朋友甲和你之间的距离。        性质：你们之间的距离接近或小于火车长度        简化处理：火车的长度不能忽略，火车不是一个点。研究问题（二）：研究朋友乙和你之间的距离        性质：你们之间的距离远大于火车自身长度

5、0;      简化处理：可以忽略火车的长度，把火车看做一个“点”学生总结：所研究问题的距离远大于物体自身大小，物体自身的大小不影响研究问题时，物体可看做一个点。（附带形状，教师讲解）讨论：这个点实际存在吗？（实际不存在，是一个理想化的模型）练习：研究问题（三）：研究银川上海的火车运行时间，火车能看做一个点吗？研究问题（四）：研究火车经过六盘山隧道（取1000米），火车能看做一个点吗？研究问题（五）：研究火车经过路标所用的时间，火车能看做一个点吗？教师总结：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响时，可以把物体看做一个点。物体能否看做一个点，是由

6、所研究的问题决定的。讨论：物体除了有大小、形状特征外，还有质量，质量是不能忽略的。教师总结：许多情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点。质点实际并不存在，它是一个理想化的“物理模型”。若物体的形状和大小对所研究的问题有影响是，则物体不能看做质点。教师设疑：什么情况下可以把物体看作这样的“点”呢？让学生讨论：研究地球运动时可不可以把地球看成一个质点？教师引导：地球的运动分为绕太阳的公转和地球自转，研究公转时，地球的大小对所研究的问题没有影响，可以把地球看成质点；而在研究自转时，地球的大小不能忽略这就不能把地球看成质点。

7、可见，将一个物体看作质点是有条件的，并不是很大的物体就不能看成质点，也不是很小的物体就一定能看成质点，关键看物体的形状和大小在研究物体的运动中是否为次要因素，或判断物体做怎样的运动即能否把一个物体看成质点，是由问题的性质决定的。结论：1、质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。2、质点是对实际物体的近似，则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，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 4、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

8、情况可能不可以看作质点。典例分析：例1. 在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（ ）A. 地球绕太阳公转一周所需时间是多少 B. 研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C. 一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D. 正在进行花样滑冰的运动员例2、在以下的哪些情况中可将物体看成质点（ ）A 研究某学生骑车由学校回家的速度B 对这为学生骑车姿势进行生理学分析C 研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D 研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面（二）、参考系：师生活动：找一位同学站到讲台前面，站好不动。教师从讲台一侧走向另一侧，同时问该同学：“我是静止的

9、还是运动的？”该同学回答：“老师是运动的。”第二次与该同学并排同速走动，再次询问：“我是运动的吗？”该生回答：“我没看见老师走到。”但是坐在教室里的其他同学说老师走动了，为什么？教师设疑：为什么对于同一物体的同一状态，关于运动和静止的说法不一样呢？学生讨论回答：是因为观察者的角度即所选参考系不同.总结：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的；运动时绝对的，运动又具有相对性。因此，要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作参考，观察物体相对于这个物体的位置是否随时间变化，以及怎样变化。参考系：描述物体的运动时，另外选来作为标准的物体，称为参考系。讲解描述一个物体的运动时

10、，参考系可以任意选择，但是，选择不同的参考系来观察同一物体的运动其结果会有所不同。提问1、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的情景，那么它们分别以什么为参考系。（河岸、竹排） 2、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”其中现象，分别以什么为参照系？（人，地面）例3. 甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动，乙中乘客看甲在向下运动。丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是（ ）A. 甲向上、乙向下、丙不动B. 甲向上、乙向上、丙不动C. 甲向上、乙向上、丙向下D. 甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢（三

11、）、坐标系学习了参考系后，我们就能定性粗略的描述物体的运动状态，但是在实际的生产、生活、军事中对物体的位置及位置变化有更详细的要求。情景：老师从教室门口A处，先向南走了5m到达B处，再向东走了4m到达C处，最后又向北走了3m到达D处，问学生A、B、C、D各点的位置如何表示？学生讨论，可能说法较多。教师点评：学生描述在日常生活中是能够简单表明意思的，但严格地说是不准确的，为了能够准确的描述各点的位置，需要引入一个数学工具坐标系。总结归纳：一般说来，为了定量的描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。（1）坐标系即参考系的

12、具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有： 一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图111所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB-2m（“-”表示沿X轴负方向）。 二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。 三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。(2) GPS定位仪确定地球物体的具体方位，提供准确时间。要注意以下几点：（a）坐标系相对参考系是静止的或把坐标系建立在参考系上。（b）坐

13、标的三要素：原点、正方向、标度单位。（c）用坐标表示质点的位置。 （d）用坐标的变化描述质点的位置改变。例4、某运动物体在平面内，由点（3，1）出发，沿直线运动到点（1，4）然后又由点（1，4）沿直线运动到点（5，5）。试建立坐标系并画出物体的运动轨迹。课堂小结本节课主要学习了质点概念的建立，能够看作质点的条件判断；参考系及坐标系的建立。本节课不仅对运动的描述奠定了知识基础，而且确立了物理模型的思想。本节主要内容包括：1、质点的概念；2、物体可以看作质点的条件判断；3、参考系；4、坐标系。布置作业1、 教材第11页第1、2、3题。2、 了解全球卫星定位系统（GPS）,并与同学交流。板书设计第一节 质点、参考系和坐标系一、机械运动二、质点三、参考系四、坐标系教学反思机械运动：物体的空间位置随时间的变化。这是教学的起点，以如何描述位置及位置的变化创设情景：1、物体大小和形状是描述运动的困难之一。建立理想化的模质点，是抓住主要因素，忽略次要因素并作为研究对象，是一种科学的方