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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，认识数学工具杂物理学中的作用。
3、情感、态度和价值观
（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一种方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题总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，及其相应的思想方法。
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、设计思路
本节课以“创设情景，提出问题—观察思考，自主探索—讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流—互动”的探究模式进行教学。
充分开发和利用新课程资源，创设大量贴近学生实际生活的问题情景，激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望，产生思维的积极活动与共鸣。同时，体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。
充分运用并发挥多媒体的教学功能，用音乐、图片、视频素材为学生提供一个更具趣味性和启发性的学习情境。
营造宽松、自主、合作的课堂氛围，帮助学生形成健康的人格。除了让学生关注概念的静态结果，更关注学生对概念的主动建构，强调在问题中实现知识的意义建构。
四、 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；第28届雅典奥运会上张伊宁发球。
（4）图片资料：学校平面图、“神舟”5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。
五、教学设计
（一）引入新课
“凌云戏月游银河，转瞬翔天过天空”——这是诗人对航天工程的形象描述。
世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同人有不同的描述，刚才我们就阐述了诗人的描述。同样，画家画笔也可以来描述物体的运动。那么，科学家怎么描述物体的运动呢？
著名物理学家海森伯曾经说过：“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。
（二）进行新课
一、物体与质点
a、实例讨论：
大家都看过鸟儿在空中飞翔的景象，提问，并请同学们思考、讨论后回答：
1、要准确描述鸟儿身上各点位置随时间的变化不是件容易事，困难和麻烦出在哪里呢？
指出：主要由于它的身体在向前运动的同时，它的翅膀还在上下运动，也就是鸟儿有一定的大小和形状，各部分的运动情况不一样。
2、如果我们研究它从奉化飞到江口，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？
因此，有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。
例如：“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”二号火箭发射。科学家在研究“神舟”5号在太空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点，（为什么这么讲？“神舟”5号在运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。）
小结：这样，在某些情况情况下，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。
信息反馈：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方法，质点就是这种物理模型。
b、提问：
（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？
（2）研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？
（3）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质点？
（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呢？
c、通过以上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”与几何学中的点有什么相同和不同的地方？
（4）大的物体能不能看成质点？小的物体都能看成质点吗？
引导学生讨论交流、归纳总结：
（1）同一物体能否看作质点，要依据问题的具体情况决定。
（2）物体看作质点的条件是：物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时
（3）相同点是都无大小和 形状，不同点是质点有质量，几何学中的点无质量。
（4）物体能否看成质点，与物体本身的大小无关。大的物体，也可以看成质点；小的物体在某些时候却不能看成质点。
二、参考系
1、设想一下，你和杨利伟正在“神舟”5号里边喝咖啡边聊天，在地球上的人看来，你们随飞船以很大的速度绕地球运动。
提问：你和杨利伟能感觉到自己在高速运动吗？为什么？
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。
提问：我们应该都听过这首歌：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。。。。。”作者为什么会有“竹排江中游”“青山两岸走”这样两种不同的感觉？
答：“竹排江中游”是因为选两岸的青山作为参考系，“青山两岸走”是选竹排作为参考系。
2、我们来看书本12页的两幅漫画图，思考后回答书上提出的问题。
答：对于图1.1-3：如果选择列车作为参考系的话，车上的小孩是静止的；如果选择车外的树木作为参考系的话，车上的小孩就是运动的。
对于图1.1-4：以飞机上的人作为参考系，跳伞运动是竖直下落的；以地面上的人作为参考系，跳伞运动员是曲线下落的。有良种不同的结果是因为参考系的选取不一样。
3、对于参考系的选取是任意的，但怎样选择比较好呢？
在黑板上画出地月系、太阳系运行的模拟图，请同学们仔细观察思考研究月球的运动选什么参考系比较好？由此你得出的结论如何？
学生观察思考后回答：以地球为参考系比较好，因为此时研究月球的运动比较简单。而以太阳为参考系研究月球的运动比较复杂。因此我们认为：参考系的选择应以对运动的描述越简单越好。
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、假设你在学校教学楼前的操场上沿南北方向笔直地奔跑，如果要问你到了哪里，我们会怎么表示呢？
学生思考、讨论后回答：可以建立坐标系来描述物体的位置。
小结：一般来说，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。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
引导学生回答：对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。
2、如果你在学校里的教学楼走到校门口，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、请同学们阅读教材第13页“科学漫步”，并回答：此GPS定位器处于我国哪个城市？从显示屏中你还能获得哪些信息？
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。
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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以忽略不计
3、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