质点　参考系+教学设计 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

配套中学人教版（2019）质点参考系一、教材分析一、教材分析地位与作用：《质点参考系》是人教版（2019）必修第一册第一章“运动的描述”的开篇内容，是高中物理学习的重要基础。运动是物理学研究的核心内容之一，而质点和参考系概念是描述物体运动的基石。通过对这部分内容的学习，学生能够初步建立起用科学方法描述物体运动的思维方式，为后续学习匀变速直线运动、牛顿运动定律知识奠定基础，在整个高中物理知识体系中起着承上启下的关键作用。内容结构：教材首先引入机械运动的概念，让学生对物体的运动有初步认识，紧接着提出质点的概念，阐述将物体抽象为质点的条件，即物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。通过实研究地球公转时可将地球看成质点，而研究地球自转时则不能，帮助学生理解这一理想化模型。在参考系部分，教材通过生活中常见的场景，汽车在公路上行驶，以地面和车上的人为不同参考系描述汽车的运动，引出参考系的定义，强调参考系的选择具有任意性，且选择不同参考系对物体运动的描述会有所不同。与其他章节关联：与后续章节紧密相连，质点概念在研究物体的各种运动，平抛运动、圆周运动时广泛应用，是简化问题、建立物理模型的重要手段。参考系的选择影响着对物体运动状态的判断，在牛顿运动定律的应用中，正确选择参考系是分析物体受力和运动的关键，在非惯性参考系中，需要引入惯性力才能应用牛顿运动定律。二、教学目标二、教学目标物理观念：帮助学生建立质点和参考系的物理观念，理解质点是一种理想化模型，在特定条件下可将实际物体简化为质点来研究其运动。让学生认识到描述物体运动必须选取参考系，运动具有相对性，同一物体的运动，选取不同参考系，其描述结果不同。通过实例分析，运动员在跑道上跑步，以地面和其他运动员为参考系，其运动状态的描述不同，使学生形成运动相对性的观念。科学思维：培养学生的抽象思维和建模能力，引导学生从实际物体中抽象出质点模型，体会科学抽象的研究方法。在分析不同参考系下物体运动的描述时，培养学生的逻辑思维能力，学会从现象中归纳总结规律。通过对比不同参考系下对同一物体运动轨迹的描述，引导学生思考参考系选择对运动描述的影响，培养学生的批判性思维。科学探究：通过实例探究和小组讨论，让学生探究物体能否看作质点的条件，以及参考系选择对物体运动描述的影响。组织学生讨论研究火车过桥和火车从北京到上海两种情况下，火车能否看作质点，培养学生的观察能力、分析能力和合作探究能力。科学态度与责任：培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，在判断物体是否可看作质点和选择参考系时，要依据实际问题进行准确分析，不主观臆断。让学生认识到物理学研究对认识自然、推动科技发展的重要性，激发学生对科学研究的兴趣和责任感。三、教学重三、教学重难点重点：理解质点的概念和物体可看作质点的条件。这是建立物理模型的基础，学生需要掌握在不同情境下判断物体能否简化为质点，研究乒乓球的旋转时不能将其看作质点，而研究乒乓球在空中的飞行轨迹时可看作质点。理解参考系的概念和参考系选择的重要性。学生要明确描述物体运动必须选择参考系，且能根据实际问题选择合适的参考系，描述飞机在空中的飞行，通常选择地面为参考系。难点：建立理想化模型——质点的思维过程。质点是实际中不存在的理想化模型，学生难以理解为什么可以忽略物体的大小和形状，需要通过大量实例和类比，帮助学生理解在某些情况下忽略次要因素、突出主要因素的科学研究方法。理解参考系选择的任意性和运动的相对性。学生在日常生活中习惯以地面为参考系，对参考系选择的任意性和不同参考系下运动描述的差异理解困难，需要通过多种生活实例和对比分析，引导学生体会运动的相对性。四、教学四、教学过程趣味导入播放视频：课程开始，播放一段精彩的体育赛事视频，比奥运会田径比赛中的100米短跑和花样滑冰比赛片段。在100米短跑中，运动员们风驰电掣般冲向终点；花样滑冰比赛里，选手们在冰面上翩翩起舞，做出各种优美的旋转和跳跃动作。提问引导：播放结束后，向学生提问：“在刚才的100米短跑视频中，我们关注的是运动员整体从起点到终点的运动，那在描述运动员的运动时，需不需要考虑他身体各部分的细微动作呢？而在花样滑冰比赛里，我们欣赏的是选手的各种肢体动作和姿态，这时候还能不考虑这些细节吗？”引导学生思考在不同情境下对物体运动描述的差异，从而自然地引出本节课的主题——质点和参考系。知识讲解质点概念讲解：先给出质点的定义：“在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这个点就称为质点。”接着，通过多个生活实例来帮助学生理解。讲述“神舟”飞船载人航天飞行的故事，在研究飞船从地球到太空轨道的运行轨迹时，由于飞船相对于其飞行的广阔空间而言，大小和形状的影响极小，这时就可以把飞船看成质点。而当我们研究飞船在太空中的姿态调整，比太阳能板的展开角度细节时，飞船的大小和形状就不能被忽略，也就不能看作质点。参考系概念讲解：展示一段汽车在公路上行驶的视频，提问学生：“果以路边的树木为参照，汽车的运动状态是怎样的？那果坐在汽车里的乘客以自己为参照，汽车又是怎样的状态呢？”由此引出参考系的概念：“要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个‘其他物体’是否随时间变化，以及怎样变化，这种用来作为参考的物体就叫作参考系。”然后，进一步举例说明参考系选择的任意性和对物体运动描述的影响。比，在描述空中飞行的飞机时，若以地面为参考系，飞机是快速移动的；若以与飞机同向且速度相同的另一架飞机为参考系，这架飞机看起来就是静止的。小组讨论分组与主题分配：将学生分成若干小组，每组4-6人。为每个小组分配不同的讨论主题，：主题一：研究地球绕太阳公转时，地球能否看作质点？研究地球自转时呢？主题二：在公交车上，乘客看到窗外的树木向后移动，这里是以什么为参考系？若以太阳为参考系，公交车和乘客又处于怎样的运动状态？主题三：观看一场足球比赛，分析在研究球员奔跑速度和研究球员传球技巧时，球员能否看作质点？讨论引导：在小组讨论过程中，教师巡回指导，鼓励学生积极发言，分享自己的观点。引导学生从物体的大小、形状对研究问题的影响，以及参考系选择对运动描述的改变角度进行分析。在讨论地球公转和自转的问题时，引导学生思考地球的直径与公转轨道半径相比的大小关系，以及自转时地球各部分运动的差异。实例分析与练习巩固实例分析：教师展示更多复杂的生活实研究一列火车从北京到上海的运行时间，火车是否可看作质点？若研究火车通过一座桥梁的时间，火车又能否看作质点？引导学生运用所学知识进行分析，加深对质点概念的理解。练习巩固：选择题：下列情况中，物体可以看成质点的是（）A研究地球的自转B研究跳水运动员在空中的翻转动作C研究汽车通过某一路标所用的时间D研究卫星绕地球的运动填空题：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“看山恰似走来迎”是以______为参考系；“是船行”是以______为参考系。简答题：在研究乒乓球的运动时，什么情况下可以把乒乓球看作质点？什么情况下不能看作质点？请举例说明。课堂总结知识回顾：以思维导图的形式，在黑板上或通过多媒体展示，系统地回顾本节课的主要内容，包括质点的概念、物体可看作质点的条件、参考系的定义、参考系选择的任意性以及其对物体运动描述的影响。强调质点是一种理想化模型，在实际应用中要根据具体问题进行判断；参考系的正确选择是准确描述物体运动的关键。五、五、教学反思教学目标达成反思：教学目标设定为让学生理解物理学的定义、研究内容和方法，认识其在生活和社会发展中的作用，培养学生对物理学科的兴趣和科学思维。从课堂表现和课后反馈来看，多数学生能阐述物理学的定义，“物理学是研究物质及其运动规律的科学”，对力学、热学主要分支也有初步了解。但在对科学研究方法的理解上，部分学生仅停留在表面，像在分析牛顿发现万有引力定律的过程时，未能深入体会观察、假设、验证环节的紧密联系，说明教学中对科学方法的渗透还不够深入。在激发学生兴趣方面，通过开场提问和视频展示，学生的积极性较高，但何将这种兴趣转化为持续的学习动力，还需进一步探索。教学方法运用反思：教学中采用了讲授法，系统地讲解物理学基础知识，确保学生获取准确的概念和原理。但讲授过程中，部分内容较为抽象，学生理解困难，对物理量和物理概念的阐述，若能多结合生活实例和实验演示，效果可能更好。案例分析法效果较好，通过牛顿与万有引力定律、电的应用与发展案学生对物理学的发展历程和实际应用有了更直观的感受。不过，在引导学生从案例中总结物理思想和研究方法时，给予的时间不足，导致部分学生理解不透彻。小组讨论法组织学生探讨物理学相关主题，学生参与度高，思维活跃。但在讨论过程中，部分小组偏离主题，讨论效率不高，这是由于对讨论主题的引导和规则说明不够清晰。教学内容呈现反思：教学内容涵盖了物理学的基本定义、分支、研究方法以及案例分析，内容丰富全面。但在讲解物理学分支时，各分支之间的过渡不够自然，学生难以形成连贯的知识体系。在案例选择上，虽然具有代表性，但部分案例与学生生活联系不够紧密，学生理解起来有一定难度。激光技术的应用案对于缺乏相关知识背景的学生来说，理解其原理和应用场景存在困难。课堂互动与学生参与反思：课堂上鼓励学生发言，部分活跃学生积极参与，但仍有不少学生较为被动。在提问环节，问题难度把控不够精准，简单问题无法激发学生的思考，难题又让基础薄弱的学生望而却步。小组讨论时，存在个别学生主导讨论，部分学生参与度低的情况。下次可提前明确小组