《质点、参考系和坐标系》教案.doc

完整版)《质点、参考系和坐标系》教案
第一节　　质点　参考系和坐标系

一、教学目标
1．知识与技能：
(1)理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点．
(2）知道参考系的概念．知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单．
(3)知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化．
2．过程与方法：
(1）领悟质点概念的提出和分析、建立的过程
（2)了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法
(3)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用
3．情感态度与价值观：
(1）通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理
(2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会
合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度
(3）体验物理学研究问题的方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观
二、教学重点、难点
1．教学重点及其教学策略：
重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立
教学策略:通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解.
2．教学难点及其教学策略：
难点:理想化模型-—质点的建立，及相应的思想方法
教学策略:通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点
三、教学资源
1．演示器材：乒乓拍、乒乓球
2．课件:飞机空投，地月系、太阳系运行,地球公转和四季变化,火车运行的模拟动画
3．音像文件:“神舟”５号发射、运行、返回过程;鸽子飞行；28届雅典奥运会上张怡宁发球
4。 图片资料：学校平面图，神州五号发射控制中心，GPS定位器，汽车、火车过桥、火箭等图片。
5．多媒体教学设备一套。

四．教学过程

引入新课
　呈现“神舟"５号从发射到返回舱成功回收的主要阶段.
播放神州五号发射升空过程的录像。
讲述：飞船在茫茫太空遨游,如何描述它的运动呢？文学家、艺术家采用形象的手法.“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。
世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同的人(如文学家、艺术家等）有不同的描述，请举例说明。
那么科学家怎样描述物体的运动呢？
著名物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念.只有借助于正确的概念,我们才能真正知道观察到了什么。"
本章我们首先引入描述运动的一些基本概念，进而研究最简单最基本的运动形式:直线运动。
讲授新课
（一）、物体与质点
１、播放鸽子飞行的录像。
提问:
（1)要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？
(2）如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信，需要了解它各部分运动的区别吗？

（3)如何才能较准确地描述它的运动呢？
讲述：有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点.
呈现信息窗:
“神舟"5号飞船载人舱长7.4m，直径2.8m,用长58m，重达480t的“长征”2号火箭发射.
如科学家研究“神舟"5号飞船在空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点.
播放“神舟”５号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点.
教师小结：这样，在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点。
物理学中，用来代替物体的有质量的点叫质点（mass　point）。
信息快递：
在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“物理模型"，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一.
２、提问:
(1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？播放太阳系运行的模拟动画。
(2)一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点？播放火车运行模拟动画。
（3)研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为质点呢？播放地球公转和四季变化的模拟动画.
（4）研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？呈现火车过桥的图片.

3、通过以上几个问题请同学们进一步讨论：
(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点？
2)物体看作质点的条件是什么?
（3)物理中的“质点"跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？
(4）大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？
播放地月系运行模拟动画，28届雅典奥运会上张怡宁发球录像。
演示乒乓球发球情况.
（二)、参考系
1、设想一下,你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。在“地球人”看来,你们随太空站以很大的速度绕地球运动。
提问：你和你的同桌能感到自己在高速运动吗？为什么？呈现太空站的图片.
教师小结：物体的运动和静止是相对的。
为描述物体的运动，需要另外选取一个物体作为标准，否则无法判断。这个作为标准的物体叫做参考系(reference frame）。
提问:有一首唐代流传下来的诗词:“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动——是船行."作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉？

２、播放飞机空投的模拟动画。提问：选择不同的参考系观察结果如何？从中你有什么发现呢？

３、提问：参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢？
播放地月系、太阳系运行的模拟动画（几何画板制作），请同学观察思考研究月球的运动选什么参考系较好？由此你得出的结论如何？

教师小结:参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。
要注意的是：若无特别说明，通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系．
（三）、坐标系
1、假设你在学校攀登楼前广场上，沿东西方向笔直地奔跑,如果要问你到了哪里，我们会怎样表示呢？（呈现学校平面图）
对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考，说明你的位置。那么能否借助数学方法呢？
教师小结:一般说来,为了定量地描述物体的位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系（coordinate system）。用坐标值来表示物体的位置.
提问：如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？如何确定坐标轴上的刻度值?

如果我们以广场上旗杆作为坐标原点，x=5m,x=—10m表示什么意思？正负号表示什么意思？

2、如果你在学校里从前校门到后校门，对于这种平面运动要描述你的位置或位置的变化,应该建立怎样的坐标系？如果我们要研究“神舟”５号这种三维运行呢？
3、请同学们阅读课本第１３页“科学漫步”，并回答：此GPS定位器此刻处于我国哪个城市？从显示屏中你还能获得哪些信息？
老师解释:显示屏上第1行的“西"和第2行的航向267°其含义。
请同学举例说明它的还有哪些用途。
本课小结
这节课我们学习了质点、参考系和坐标系等概念,它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念.要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型,最简单的是质点模型。由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系
除了以上知识，你还学到了什么方法？
布置作业
复习本节课本。
思考课本第13页“问题与练习”中各题，要求准确回答。

板书设计：　　　　　　
第一节　　质点　　参考系和坐标系

一、质点
１、定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。
２、实物简化为质点的条件：
物体的大小和形状对研究的问题的影响可忽略不计.
理想模型：抓住主要特征，忽略次要因素

二、参考系

１、选来作为标准的另外的物体叫做参考系。
２、选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同。
３、选择的原则:观测方便和使运动的描述尽可能简单
三、坐标系:
为了定量地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．

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