2020高中物理 第一章 第一节 质点、参考系和坐标系教案 新人教版必修1

1、第一章描述了这场运动第一节粒子参考系和坐标系课前准备班级类型新教学课时 1课时教学目标知识和技能1.理解粒子的概念。能够澄清在什么情况下一个物体可以被视为一个粒子。2.了解参考系统的概念。选择参考系统时，请考虑尽可能简化运动描述3.了解坐标系的概念。能够用坐标系描述物体的位置和位置变化过程和方法1.让学生将现实生活与物理概念联系起来，通过具体实例引出粒子的理想化模型，通过科学抽象把握物体的本质，掌握建立物理理想化模型的方法。2.通过参考系的学习，我们知道了从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的案例中体验到运动描述的相对性。3.体验用坐标系描述物体位置的优越性，让学生感受数学知识在物理研究中的

2、作用情感态度和价值观1.通过建立粒子模型，体验物理研究问题的方法之一辩证唯物主义价值观和科学思维方法，突出主要因素而忽视次要因素。2.通过研究和经验，“体育的描述可以随着参照系的选择而有所不同”。培养学生观察和比较物体运动的习惯，提高他们对周围世界的理解。3.通过本部分的学生，让学生了解物理与生活实践的联系，激发学生学习高中物理课程的兴趣。重点和难点要点：(1)理解粒子的概念和粒子初步建立时采用的抽象思维方法；(2)研究具体问题时如何选择参考系统；(3)如何结合数学坐标轴和实际物理场景建立坐标系。难点：粒子理想化模型的建立及相应的思维方法教学方法：探究法和提问法教学过程新课程介绍显示观看以下四

3、幅图片简介这四幅图片展示了鹰和鸟在空中飞翔，汽车在高速公路上快速行驶，行星和卫星在宇宙中运行。根据初中所学的机械运动知识，我们可以看到这些物体正在做机械运动。鹰的身体向前移动，但它的翅膀同时上下移动。地球绕着太阳旋转，并自转。可以看出，物体的具体运动非常复杂。准确描述物体的运动并不容易。【思考】准确描述物体的具体运动有什么困难和困难？答案因为任何物体都有一定的大小和形状，所以物体各部分的运动通常是不同的续在这节课中，我们用科学的思维方式建立一个物理模型来解决我们在描述物体时遇到的困难新课教学(a)物体和粒子【灵感】物体的大小和形状在描述某些问题时起着重要的作用，不可忽视。例如，教练研究刘翔跨栏

4、的要领；当裁判对跳水运动员空中翻滚动作评分时，物体的大小和形状起着关键作用。思考我们研究的所有问题、大小和形状是否都起着关键作用，不可忽视？在真实的自然中，在某些情况下，根据要研究的问题的性质，我们能忽略一些物体的大小和形状，而只是把它们当作一个“点”吗？显示图一图二简介图片1:人类居住的地球围绕太阳旋转，同时也在自转。因此，地球每一部分和太阳之间的距离并不短。然而，如果我们考虑地球和太阳之间的长距离，地球的直径仅仅小于它和太阳之间距离的万分之一。当研究地球的公转时，地球大小造成的地球不同部分之间的运动差异可以忽略不计。图二：据报道，神舟五号载人飞船长7.4米，直径2.8米，共58米，重480

5、吨，发射时，总部屏幕上只显示一个小光点。问题 1。当研究地球的公转时，地球大小引起的地球不同部分的运动差异可以忽略吗？2.科学家在研究神舟五号在空中的位置、离地面的高度、飞行速度和轨道时，需要考虑它的大小和形状吗？答案 1。在研究地球的公转时，地球的大小引起的地球各部分的运动差异可以忽略不计，地球被视为一个“点”。2.不，你可以用屏幕上的小点代替“巨大”的宇宙飞船结论 1 .在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，突出“物体有质量”的元素，并将物体简化为一个有质量的点，这称为粒子。2.在其他情况下，虽然物体的大小和形状不可忽略，但它上面任何一点的运动都可以用来代替整个物体的运动，因此整个物

6、体的运动可以简化为一个点的运动，物体的质量被赋予这个点，这个点也构成一个质点。【推广】根据研究问题的性质和需要，建立理想化的物理模型，通过抓住主要因素而忽略次要因素来简化复杂问题。这是一种重要的科学研究方法。粒子是物理模型之一。问题物理学中的“粒子”和几何学中的点有什么异同？答案相似之处在于：它们都是没有形状和大小的点不同之处在于：(1)粒子是实际物体的抽象，具有一定的物理内涵，不仅具有物体的整体质量，而且是一个相对的概念；几何中的一个点没有质量，只代表一个位置，应该是“绝对小”。摘要 1。粒子是一种科学抽象和理想化的物理模型。2.粒子是真实物体的近似，也是物理学中常用的一种重要研究方法。3.

7、一个物体是否能被视为一个粒子取决于它的形状和大小是否能在研究中被忽略，但与它自身的大小、质量和速度无关。4.一个物体是否能被视为粒子取决于所研究问题的性质。即使是同一个物体，在某些情况下也可以被视为一个粒子，而在其他情况下，当研究的问题不同时，就不可以被视为一个粒子。(2)参考系统观察 (1)坐火车旅行的照片(2)运动员跳伞的照片(3)地球绕太阳旋转的照片图1中的孩子是静止的还是移动的？图2观察跳伞者图3地球绕着太阳转问题 1。一个孩子和一个同伴坐在火车上。当铁路旁的人看到火车上的乘客时，会是什么情况，但是同伴会怎么看这个孩子呢？2.地面上的人们观察伞兵是如何坠落的，而飞行员观察伞兵是如何坠落

8、的。3.地球正在绕着太阳转，但我们没有感觉到。为什么？答案 1。铁路边的人看到火车上的乘客很快离开，同伴认为孩子还活着2.地面上的人看到伞兵沿着曲线下降，而飞行员看到伞兵沿着直线下降3.这是因为我们跟着地球绕着太阳转，所以我们没有感觉。思考为什么人们对同一项运动的看法不同？提示自然界中的所有物体都是永恒运动的，绝对静止的物体是不存在的。在这个意义上，我们说运动是绝对的，但是描述一个物体的位置及其随时间的变化总是相对于其他物体的。这就是运动的相对性。【结论】为了描述一个物体的运动，有必要选择另一个物体作为标准，观察该物体的位置是否以及如何相对于标准发生变化。这个标准物体被称为参照系。问题选择哪些

9、参考系统会导致上述三幅图得出不同的结论？答案 1。铁路边上的人们看到火车上的乘客正以地面为参照系统快速离开。同伴认为孩子是静止的，并把火车作为参考系统2.地面上的人看到伞兵以地面为参照系沿曲线下降，飞行员看到伞兵以飞机为参照系沿直线下降3.地球正在绕着太阳转，但是我们没有感觉到，因为我们把地球作为参考系统摘要 1。选择不同的参照系来观察同一物体的运动，观察结果可能不同。2.当比较两个物体的运动时，我们必须选择相同的参照系，这样比较才有意义。3.在运动学中，参考系的选择是任意的，但运动描述应尽可能简单的原则应作为参考系的实际选择。除非另有说明，地面通常用作参考框架。例如，当描述地面上物体的运动时

10、，通常选择地面或相对于地面静止的其他物体作为参考框架。(3)坐标系【思考】如何定量描述物体的位置及其变化？【结论】位置是空间中某一时刻粒子所在的点。当一个物体移动时，它的位置会改变。为了定量描述物体的位置及其变化，有必要在参考系上建立一个合适的坐标系。坐标系是基于参考系的抽象概念，是一个抽象的参考系。问题当一个物体沿直线运动时，我们应该如何建立一个坐标系？【答案】物体在直线上运动，即当物体在一个维度上运动时，它可以以这条直线为X轴，在直线上指定原点、正方向和单位长度，建立一个线性坐标系，我们称之为一维坐标系。如图1-1-1所示，如果一个物体移动到点a，它的位置坐标xa=3m，如果它移动到点b，

11、它的坐标XB=-2m(“-”表示沿x轴的负方向)。X/mABO03-2图1-1-1问题当一个物体在平面上运动时，我们应该如何建立一个坐标系？答案对于平面运动，我们可以建立一个平面直角坐标系。这个坐标系被称为二维坐标系。例如，纬度和经度用于确定地理上某个地方的准确位置简介全球卫星定位系统我们在地图上看到的经度和纬度线实际上是建立在地球表面的坐标系，地面上任何一点的位置都可以由每个点的坐标(即经度和纬度)决定。几颗人造卫星被发射到空中，它们不停地向地面发送信号，以显示它们此刻的位置。接收到这些信号后，地面接收器会对其进行分析，并显示接收器自身的坐标(经度和纬度)。目前，流行的全球定位系统定位器可以

12、做得很小，精度可以达到几米，而且价格相对便宜。它已被广泛用于各种户外活动，许多汽车还配备了全球定位系统定位器。中国自主研发的北斗导航卫星系统已经开始工作，最终将具备全球定位功能。俄罗斯和欧盟也在开发自己的卫星定位系统。显示问题这个全球定位系统定位器目前位于中国的哪个城市？你能从显示屏上得到什么其他信息？答案从全球定位系统定位器显示屏上的信息可以知道：1.第一行的“西”和第二行的“标题267”表示标题，如下图所示。2.“速度0.0公里”表示定位器仍然相对于地面3.“累计13: 32”是指从定位器开始到现在的时间4.“N3955.451”和“E11623.504”表示定位器位于北纬3955.45度

13、和东经11623.504度；5.时间：北京时间10: 29: 57”结合以上信息，通过地理知识或查阅地图手册，我们可以知道定位器目前位于北京西部。摘要 1。坐标系相对于参考系统是静止的。2.坐标的三个元素：原点、正方向和标度单位。课程总结课堂小结1.这一类主要研究粒子概念的建立，这可以看作是粒子的条件判断；参考系和坐标系的建立为运动描述奠定了知识基础，建立了物理模型的思想。把握实际物理现象的主要因素，忽略次要因素，排除非本质因素的干扰，突出事物的本质特征，从而简化物理现象或过程，建立物理模型，这是我们必须掌握的科学研究方法。黑板书写设计任务教科书第11页的问题1.2.3。V.板书的设计第一节粒子参考系和坐标系1.粒子：用于替换物体的质量点。(1)粒子是一种科学抽象和理想化的模型。(2)粒子是真实物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要研究方法。(3)一个物体能否被视为一个粒子，取决于它的形状和大小在研究中是否可以忽略，