质点、参考系和坐标系的教案_参考系和坐标系教案

2020-02-27 教案模板下载本文

质点、参考系和坐标系的教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“参考系和坐标系教案”。

质点、参考系和坐标系

——教案

1.教学目标

（1）理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型。知道质点是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用；

（2）理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的；（3）理解坐标系概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。2.过程与方法体

（1）会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。（2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。

3.课堂引入

（1）利用多媒体播放一段反映物体运动的图片，雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”地球的运动）。请同学们思考回答：这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫做机械运动？举例说明。（2）对学生的举例分析给予评价，并根据学生的回答进一步总结机械运动的概念。回答：物理学上把一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。（3）指导学生分析视频资料，指出：宇宙中的一切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，诗人可以用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，来描绘气势磅礴的瀑布，画家也可以用美丽的画笔描绘出动感十足的情景，那么，我们怎样描绘物体的机械运动呢？即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？ 4.新课教学

1）物体和质点

1．研究物体的运动，首先要确定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。

2．地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5×108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。当我们讨论地球的公转时怎么看待地球？有什么巧妙的方法？ 3．向学生提问。（答：采用科学抽象的方法，即不考虑物体各部分的差异，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。）

4．可见，引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运动。

5．总结得出：①质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。②质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法──科学抽象。

6．进一步说明：物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，撇开不考虑的（只能是与当前考察无关的因素），和对当前考察影响很小的次要因素。

讨论：关于质点简化的条件，一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。① 动的物体一般可以看作质点

做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。

例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。

注意：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。②有转动但转动为次要因素

例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看作质点。

③物体的形状、大小可忽略，如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。2）参考系

1．下面我们运用下质点的概念，例子：人走动手竖直向上抛一物体空气的摩擦力忽略不计，现在我们只研究该物体的行进轨迹，那么我们可以只考虑它是一个只有质量的点。

问：同学们观察到该物体的运行轨迹是什么？学生回答的时候黑板上画图描绘。问：为什么观察到不同的运动轨迹呢？答：因为观察者所处的位置，即观察角度不同。

例子：教师双手并列向前推，向学生提问：根据机械运动的定义，从我的左手观察我的右手是否运动了？（俩个人坐着不动，地球在运动，坐地日行八万里）答：没有。

根据我前面讲的俩个例子，我们总结出：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的；运动是绝对的，又具有相对性。因此，要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作参考，观察物体相对于这个物体的位置是否随时间变化，以及怎样变化。描述物体运动时，另外选来作为标准的物体，称为参考系。

练习：平常说的“一江春水向东流、地球的公转、钟表的时针在转动、太阳东升西落，分别说什么物体相对什么参考系在运动？

3）坐标系

一江春水向东流，如果此时河流上有条小船，在岸上的我们要如何定量的描述小船的位置及位置的变化。（提示学生思考：描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。）我们可以选定一个参照，在参照系上建立适当的坐标系。选大地为参考系，人站的位置为原点O，河道近似取直线，水流方向为X轴正方向，设立单位长度，建立直线坐标系，这样我们就可以描述小船的运动了。

问：如果物体在平面或三围空间上运动（例如滑冰运动员、飞机起飞），我们应如何建立坐标系？

答：可以建立一个直角二维或三维坐标系，此时可以用（x，y）或（X,Y,Z）表示物体的位置。

4.课堂小结

1．质点

(1)机械运动：一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。(2)质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。

(3)质点简化的条件性

①平动的物体一般可以看作质点；

②有转动但转动为次要因素；

③物体的形状、大小可忽略。2．参考系

(1)被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系；

(2)同一个物体选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同；

(3)比较两个物体的运动时必须选择同一参照系；