15_《質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系》學(xué)案（新人教必修1）

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2、用 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】質(zhì)點(diǎn)概念的理解、參考系的選取、坐標(biāo)系的建立 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】理想化模型——質(zhì)點(diǎn)的建立，及相應(yīng)的思想方法 【學(xué)習(xí)過程】 1．問題引入 　呈現(xiàn)“神舟”５號(hào)從發(fā)射到返回艙成功回收的主要階段。播放神州五號(hào)發(fā)射升空過程的錄像。 問題：飛船在茫茫太空遨游，如何描述它的運(yùn)動(dòng)呢？文學(xué)家、藝術(shù)家采用形象的手法?！傲柙茟蛟掠毋y漢,轉(zhuǎn)瞬翔天過太空”，短短一兩句話就勾勒出航天飛船的雄姿?？茖W(xué)家怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？ 2．學(xué)習(xí)新課 （一）、物體與質(zhì)點(diǎn) １、播放鴿子飛行的錄像。 提問： (1)要準(zhǔn)確描述鴿子身上各點(diǎn)的位置隨時(shí)間的變化不是容易事，困難和麻煩出在哪兒呢？

3、 (2)如果我們研究它從家里出發(fā)到你親戚家送信，需要了解它各部分運(yùn)動(dòng)的區(qū)別嗎？ (3)如何才能較準(zhǔn)確地描述它的運(yùn)動(dòng)呢？ 呈現(xiàn)信息窗： “神舟”5號(hào)飛船載人艙長7.4m，直徑2.8m,用長58m，重達(dá)480t的“長征”2號(hào)火箭發(fā)射。 如科學(xué)家研究“神舟”5號(hào)飛船在空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問題時(shí)就把它簡化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。 播放“神舟”５號(hào)運(yùn)行時(shí)在指揮部熒光屏上的顯示為一個(gè)小小的光點(diǎn)。 物理學(xué)中，用來 物體的 的點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn)（mass　point）。 物理思想： 在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因

4、素，經(jīng)過科學(xué)抽象而建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)就是這種物理模型之一。 ２、提問： (1)研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個(gè)點(diǎn)呢？播放太陽系運(yùn)行的模擬動(dòng)畫。 (2)一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它從上海到北京的運(yùn)動(dòng)能否把它簡化為一個(gè)點(diǎn)？播放火車運(yùn)行模擬動(dòng)畫。 (3)研究地球上各處的季節(jié)變化時(shí)，能否把它視為質(zhì)點(diǎn)呢？播放地球公轉(zhuǎn)和四季變化的模擬動(dòng)畫。 (4)研究火車通過南京長江大橋的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否把它簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？呈現(xiàn)火車過橋的圖片。 3、通過以上幾個(gè)問題請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步討論： (1)物體

5、是否在所有的情況下都能看作質(zhì)點(diǎn)？ (2)物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？ (3)物理中的“質(zhì)點(diǎn)”跟幾何學(xué)中的點(diǎn)有什么相同和不同的地方？ (4)大的物體一定不能看成質(zhì)點(diǎn)？小的物體隨時(shí)都看成質(zhì)點(diǎn)嗎？ 播放地月系運(yùn)行模擬動(dòng)畫，28屆雅典奧運(yùn)會(huì)上張怡寧發(fā)球錄像。演示乒乓球發(fā)球情況。 （二）參考系 1、設(shè)想一下，你和你的同桌正在太空站里一邊喝咖啡一邊聊天。在“地球人”看來，你們隨太空站以很大的速度繞地球運(yùn)動(dòng)。 提問：你和你的同桌能感到自己在高速運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？呈現(xiàn)太空站的圖片。 為描述物體的運(yùn)動(dòng)，需要另外選取一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)，否則無法判斷。這個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)的

6、物體叫做參考系（reference frame）. 提問：有一首唐代流傳下來的詩詞：“滿眼風(fēng)波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)——是船行?！弊髡邽槭裁磿?huì)有“山迎”、“船行”這樣兩種不同的感覺？ ２、播放飛機(jī)空投的模擬動(dòng)畫。提問：選擇不同的參考系觀察結(jié)果如何？從中你有什么發(fā)現(xiàn)呢？ ３、提問：參考系的選擇是任意的。但怎樣選擇比較好呢？ 播放地月系、太陽系運(yùn)行的模擬動(dòng)畫（幾何畫板制作），請(qǐng)同學(xué)觀察思考研究月球的運(yùn)動(dòng)選什么參考系較好？由此你得出的結(jié)論如何？ (三)、坐標(biāo)系 1、假設(shè)你在學(xué)校攀登樓前廣場上，沿

7、東西方向筆直地奔跑，如果要問你到了哪里，我們會(huì)怎樣表示呢？（呈現(xiàn)學(xué)校平面圖） 對(duì)我們可以選擇大家所熟悉的標(biāo)志作為參考，說明你的位置。那么能否借助數(shù)學(xué)方法呢？ 一般說來，為了定量地描述物體的位置變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系（coordinate system）。用坐標(biāo)值來表示物體的位置。 提問：如何選擇坐標(biāo)軸和正方向？如何選坐標(biāo)原點(diǎn)？如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值？ 如果我們以廣場上旗桿作為坐標(biāo)原點(diǎn)，x=5m,x=-10m表示什么意思？正負(fù)號(hào)表示什么意思？ 2、如果你在學(xué)校里從前校門到后校門，對(duì)于這種平面運(yùn)動(dòng)，要描述你的位置或位置的變化，應(yīng)該建立怎樣的

8、坐標(biāo)系？如果我們要研究“神舟”５號(hào)這種三維運(yùn)行呢？ 3、請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第１３頁“科學(xué)漫步”，并回答：此GPS定位器此刻處于我國哪個(gè)城市？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？ 請(qǐng)同學(xué)舉例說明它的還有哪些用途。 【課堂小結(jié)】 這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系等概念，它們是運(yùn)動(dòng)學(xué)乃至整個(gè)力學(xué)的最基本最重要的概念。要描述物體的運(yùn)動(dòng)，首先要對(duì)實(shí)際物體建立一個(gè)物理模型，最簡單的是質(zhì)點(diǎn)模型。由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)必須明確所選擇的參考系。為了準(zhǔn)確地、定量地描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，還要建立坐標(biāo)系。 除了以上知識(shí)，你還學(xué)到了什么方法？（物理學(xué)研究問題的基本方法——建立物理模型。） 【布置作業(yè)】 復(fù)習(xí)本節(jié)課本。 思考課本第13頁“問題與練習(xí)”中各題，要求準(zhǔn)確回答。 共3頁　第3頁