1.1质点 参考系 教案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1.1质点参考系教案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容本节课选自2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册，第1章第1节“质点参考系”。主要内容包括质点的概念、质点的选取原则，以及参考系的定义和选择方法。二、核心素养目标本节课通过学习质点和参考系的概念，旨在培养学生的物理核心素养，包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。首先，学生将理解质点的概念，掌握其在实际问题中的应用，从而形成对物理概念的深刻理解，培养物理观念。其次，通过分析不同的参考系选择方法，学生将学会运用科学思维解决问题，提高逻辑思维和分析问题的能力。此外，在实验和观察中，学生将培养科学探究的能力，通过小组合作和讨论，提高合作意识和团队精神。最后，通过学习科学家的故事和科学史，学生将树立正确的科学态度和责任感，认识到科学研究的重要性和科学精神的力量。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

在进入本节课之前，学生已经学习了初中物理中的运动学基础，对物体运动的概念有了初步的了解。他们已经掌握了匀速直线运动和匀变速直线运动的基本规律，能够计算物体的速度和加速度。此外，学生还学习了牛顿运动定律，了解了力的作用效果和物体运动的规律。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

对于高一学生来说，他们对物理学科有着浓厚的兴趣，尤其是对运动学方面的内容。在学习过程中，他们表现出较强的逻辑思维能力和分析问题的能力。在学习风格方面，大部分学生喜欢通过实验和观察来理解物理现象，同时也能够通过阅读教材和听讲来获取知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

在本节课中，学生可能遇到以下困难和挑战：

（1）质点的概念较为抽象，学生可能难以理解和掌握。

（2）参考系的选择方法可能让学生感到困惑，难以判断在不同情境下应选择何种参考系。

（3）实验观察中可能出现误差，学生需要学会如何正确地处理实验数据。

（4）学生需要学会将质点和参考系的概念应用于实际问题中，这可能需要一定的思维转换和应用能力。

针对以上困难和挑战，教师需要采取相应的教学策略，帮助学生克服困难，提高学习效果。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。本节课所使用的教材是2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册，第1章第1节“质点参考系”。教材中包含了质点和参考系的概念、选取原则以及相关例题和练习题。此外，还可以为学生提供一些相关的参考书籍和网络资源，以帮助学生更好地理解和掌握本节课的内容。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些资源可以帮助学生更直观地理解质点和参考系的概念，以及它们在实际问题中的应用。例如，可以准备一些关于质点选取原则的图片和图表，让学生通过观察和分析这些图片和图表来理解质点的选取原则。此外，还可以准备一些关于不同参考系选择方法的动画视频，让学生通过观看视频来理解参考系的选择方法。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。在本节课中，可能会涉及一些关于质点和参考系的实验，如测量物体在特定参考系中的速度和加速度。因此，需要准备一些实验器材，如计时器、滑轮组、弹簧等。在实验前，要确保实验器材的完整性和安全性，避免实验过程中出现意外。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。在本节课中，可以设置分组讨论区，让学生在小组内进行讨论和交流，分享彼此的学习心得和疑问。此外，还可以设置实验操作台，让学生在实验过程中进行实际操作，亲身体验质点和参考系的概念。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生对质点和参考系概念的兴趣。

过程：首先，通过展示一些实际生活中的运动现象，如运动员在比赛中奔跑、汽车在道路上行驶等，让学生思考这些运动现象背后所涉及的物理概念。然后，提出问题：“在这些现象中，我们可以忽略哪些因素，从而简化问题？”引导学生思考质点的概念。接着，通过讲解质点的定义和选取原则，让学生对质点有一个初步的认识。

2.质点的概念及其应用（10分钟）

目标：使学生理解质点的概念，并能够将其应用于实际问题中。

过程：首先，通过展示一些关于质点的图片和图表，让学生更直观地理解质点的概念。然后，通过一些例题，让学生学会如何根据质点的概念来分析和解决问题。例如，可以让学生分析在不同的运动情境下，如何选取质点，以及质点在简化问题中的作用。

3.参考系的概念及其选择方法（20分钟）

目标：使学生理解参考系的概念，并能够根据实际情况选择合适的参考系。

过程：首先，通过讲解参考系的定义和选择方法，让学生对参考系有一个清晰的认识。然后，通过一些实验和观察，让学生亲身体验到参考系的选择对于解决问题的重要性。例如，可以让学生进行一些实验，如测量物体在特定参考系中的速度和加速度，让学生通过实际操作来理解参考系的选择方法。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和创新思维。

过程：将学生分成小组，给每个小组分配一个与质点和参考系相关的实际问题，要求他们在小组内进行讨论和分析，并给出解决方案。例如，可以让学生分析在某个特定的运动情境下，如何选取质点和参考系，以及这些选择对于解决问题的重要性。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：提高学生的表达能力和批判性思维。

过程：每个小组派出一名代表，向全班展示他们对于问题的分析和解决方案。其他学生可以对他们的方案提出质疑和建议，教师在旁边进行点评和引导。通过这种方式，不仅可以提高学生的表达能力和批判性思维，还可以促进学生之间的交流和互动。

6.课堂小结（5分钟）

目标：巩固学生对本节课所学知识的理解和记忆。

过程：教师对本节课所学的质点和参考系的概念、选取原则以及相关例题和练习题进行回顾和总结，强调重点和难点，帮助学生巩固记忆。同时，鼓励学生提问和发表自己的见解，解答学生的疑问，确保学生对本节课的内容有一个清晰和全面的理解。六、知识点梳理1.质点的概念

质点是一个理想化的物理模型，它忽略了物体的大小和形状，将物体简化为一个没有大小的点。在研究物体运动时，如果物体的尺寸与它所处的运动距离相比非常小，或者物体的形状和大小对运动的影响可以忽略不计，那么就可以将物体视为质点。质点的概念在研究匀速直线运动和匀变速直线运动中尤为重要。

2.质点的选取原则

在实际问题中，质点的选取需要遵循以下原则：

（1）选取对研究问题影响最小的物体尺寸；

（2）选取对研究问题影响最小的物体形状；

（3）选取对研究问题影响最小的物体质量；

（4）选取对研究问题影响最小的物体速度。

3.参考系的定义和选择方法

参考系是一个坐标系，它为描述物体的运动提供了一个基准。在参考系中，可以根据物体的位置、速度和加速度等物理量来描述物体的运动状态。参考系的选择取决于研究问题的需要，通常有以下几种选择方法：

（1）选取惯性系，即选取一个与物体相对静止或匀速直线运动的坐标系；

（2）选取非惯性系，即选取一个与物体相对运动的坐标系；

（3）选取质心系，即选取一个以物体质心为原点的坐标系；

（4）选取自然坐标系，即选取一个以自然现象为基准的坐标系，如地球自转引起的坐标系。

4.质点和参考系在实际问题中的应用

质点和参考系的概念在实际问题中的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景：

（1）在研究小物体的运动时，可以将其视为质点，从而简化问题的分析和解决；

（2）在研究地球自转引起的坐标变换时，需要选择适当的参考系，如地球自转引起的惯性系和非惯性系；

（3）在研究飞行器在地球大气层外的运动时，需要选择适当的参考系，如惯性系和非惯性系；

（4）在研究物体在流体中的运动时，需要选择适当的参考系，如以流体为基准的参考系和以物体为基准的参考系。

5.质点和参考系在科学研究中的应用

质点和参考系的概念在科学研究中具有重要的应用价值，以下是一些应用场景：

（1）在物理学研究中，质点和参考系的概念被广泛应用于描述物体的运动状态和运动规律；

（2）在工程技术中，质点和参考系的概念被应用于设计和分析各种机械结构和控制系统；

（3）在医学研究中，质点和参考系的概念被应用于描述和研究生物体的运动状态和运动规律；

（4）在航天工程中，质点和参考系的概念被应用于设计和分析航天器的运动状态和运动规律。七、内容逻辑关系重点知识点：质点的概念，质点的选取原则。

词：理想化模型，忽略因素，大小，形状，质量，速度。

句：在研究匀速直线运动和匀变速直线运动中，如果物体的尺寸与它所处的运动距离相比非常小，或者物体的形状和大小对运动的影响可以忽略不计，那么就可以将物体视为质点。在实际问题中，质点的选取需要遵循以下原则：选取对研究问题影响最小的物体尺寸，选取对研究问题影响最小的物体形状，选取对研究问题影响最小的物体质量，选取对研究问题影响最小的物体速度。

2.参考系的定义与选择方法

重点知识点：参考系的定义，参考系的选择方法。

词：坐标系，描述物体运动，基准，位置，速度，加速度。

句：参考系是一个坐标系，它为描述物体的运动提供了一个基准。在参考系中，可以根据物体的位置、速度和加速度等物理量来描述物体的运动状态。参考系的选择取决于研究问题的需要，通常有以下几种选择方法：选取惯性系，即选取一个与物体相对静止或匀速直线运动的坐标系；选取非惯性系，即选取一个与物体相对运动的坐标系；选取质心系，即选取一个以物体质心为原点的坐标系；选取自然坐标系，即选取一个以自然现象为基准的坐标系，如地球自转引起的坐标系。

3.质点和参考系在实际问题中的应用

重点知识点：质点和参考系在实际问题中的应用。

词：实际问题，简化问题，分析，解决，惯性系，非惯性系，质心系，自然坐标系。

句：质点和参考系的概念在实际问题中的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景：在研究小物体的运动时，可以将其视为质点，从而简化问题的分析和解决；在研究地球自转引起的坐标变换时，需要选择适当的参考系，如地球自转引起的惯性系和非惯性系；在研究飞行器在地球大气层外的运动时，需要选择适当的参考系，如惯性系和非惯性系；在研究物体在流体中的运动时，需要选择适当的参考系，如以流体为基准的参考系和以物体为基准的参考系。八、作业布置与反馈1.作业布置

（1）概念理解与应用：让学生结合本节课所学的内容，完成以下练习题：

a.请举例说明在哪些情况下可以将物体视为质点？

b.请说明质点的选取原则，并举例说明如何根据这些原则来选取质点。

c.请解释参考系的定义，并举例说明如何选择合适的参考系。

（2）问题分析与解决：让学生解决以下实际问题：

a.假设一辆汽车在高速公路上行驶，忽略汽车的大小和形状，请计算汽车的速度和加速度。

b.假设一个物体在流体中运动，请选择合适的参考系，并计算物体的速度和加速度。

c.假设一个物体在地球自转引起的坐标系中运动，请计算物体的速度和加速度。

2.作业反馈

（1）概念理解与应用：

a.学生在回答质点概念时，可能会有不同的理解，需要指出正确的质点概念，并解释为什么在某些情况下可以将物体视为质点。

b.学生在回答质点的选取原则时，可能会有不同的答案，需要指出正确的选取原则，并解释为什么需要根据这些原则来选取质点。

c.学生在回答参考系的定义时，可能会有不同的理解，需要指出正确的参考系定义，并解释为什么需要选择合适的参考系。

（2）问题分析与解决：

a.学生在计算汽车的速度和加速度时，可能会有不同的答案，需要指出正确的计算方法，并解释为什么需要忽略汽车的大小和形状。

b.学生在选择参考系时，可能会有不同的答案，需要指出正确的参考系选择方法，并解释为什么需要选择合适的参考系。

c.学生在计算物体在地球自转引起的坐标系中的速度和加速度时，可能会有不同的答案，需要指出正确的计算方法，并解释为什么需要考虑地球自转的影响。重点题型整理1.质点的概念及其应用

题型1：请判断下列情况中，哪些可以将物体视为质点？

答案：当物体的尺寸与它所处的运动距离相比非常小，或者物体的形状和大小对运动的影响可以忽略不计时，可以将物体视为质点。例如，在研究小球在桌面上滚动时，可以忽略小球的大小和形状，将其视为质点。

题型2：请解释质点的选取原则，并举例说明如何根据这些原则来选取质点。

答案：质点的选取原则是选取对研究问题影响最小的物体尺寸、形状、质量和速度。例如，在研究物体在流体中的运动时，可以选取流体相对于物体的速度为参考系，忽略流体的质量对物体运动的影响。

2.参考系的定义与选择方法

题型3：请解释参考系的定义，并举例说明如何选择合适的参考系。

答案：参考系是一个坐标系，它为描述物体的运动提供了一个基准。在参考系中，可以根据物体的位置、速度和加速度等物理量来描述物体的运动状态。选择合适的参考系取决于研究问题的需要，通常有以下几种选择方法：选取惯性系，即选取一个与物体相对静止或匀速直线运动的坐标系；选取非惯性系，即选取一个与物体相对运动的坐标系；选取质心系，即选取一个以物体质心为原点的坐标系；选取自然坐标系，即选取一个以自然现象为基准的坐标系，如地球自转引起的坐标系。

题型4：请解释地球自转引起的坐标系，并举例说明如何在这种坐标系中描述物体的运动状态。

答案：地球自转引起的坐标系是一种非惯性系，它以地球自转的角速度和加速度为基准。在地球自转引起的坐标系中，物体的运动状态需要考虑地球自转的影响。例如，在地球自转引起的坐标系中，物体的速度会受到地球自转的牵连速度的影响，加速度会受到地球自转的科里奥利力的影响。

题型5：请解释惯性系和非惯性系的区别，并举例说明如何在这两种坐标系中描述物体的运动状态。

答案：惯性系是一种理想的坐标系，其中物体的惯性定律始终成立，即物体的加速度只与外力有关，与物体的质量无关。非惯性系是一种实际的坐标系，其中物体的惯性定律可能不成立，即物体的加速度不仅与外力有关，还可能与物体的质量有关。在惯性系中，物体的速度和加速度保持不变；在非惯性系中，物体的速度和加速度会随时间变化。例如，在惯性系中，物体的速度为常数；在非惯性系中，物体的速