1、質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系

1、章 運動的描述1、質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系新課標(biāo)要求一）知識與技能 1、知道質(zhì)點的概念及條件。2、知道參考系概念及作用。3、掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用。1、體驗質(zhì)點的條件及意義，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。2、體驗不同參考系中運動的相對性， 促使學(xué)生形成勤于觀察、 勤于思考的習(xí)慣， 提高學(xué)生自主獲取知識的能力。3、體會用坐標(biāo)方法，描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計實驗并體會比較。增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力。三）情感、態(tài)度與價值觀 1、認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性。培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、 關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神。2、不同的參考系中現(xiàn)象不同，幫助學(xué)生建立辨證唯物主

2、義的世界觀。教學(xué)重點 理解質(zhì)點概念以及初步建立質(zhì)點概念所采用的抽象思維方法。教學(xué)難點 將一個實際的物體抽象為質(zhì)點的條件。教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)過程本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、學(xué)習(xí)并理解運動的概念，知道參照物、參考系等概念。2、學(xué)習(xí)質(zhì)點概念，了解質(zhì)點是一個理想化模型，學(xué)會判斷什么情況下物體能理想化成質(zhì)點。一、機械運動師：今天我們來學(xué)習(xí)一個最基本的物理概念：運動。說到運動，很多同學(xué)肯定會想，運動我們都知道，日常生活中太常見了，有必要專門學(xué)習(xí)嗎？。好，既然大家都認為自己很了解運動， 那下面我先來問大家一個問題： 我們所處的這間 教室是靜止還是運動的？生：我們所

3、在的教室是靜止的。師：好！那我想問一問大家：我們所在的地球是不是在轉(zhuǎn)動呢？生：是。師：好！那么既然它在轉(zhuǎn)動，在它上面的房屋是不是也跟著轉(zhuǎn)動呢？從這樣一個角度來看房屋不就是運動的嗎？生：是的？師：那房屋究竟是運動的還是靜止的呢？師：再舉一例，大家坐過汽車，你坐在汽車?yán)?，你們想一想，路邊的人會說你是靜止的還是運動的？（運動的）那你再問問你旁邊的乘客“我動了嗎？”， 他肯定會說你沒有動啊，你一直坐在我的旁邊?。煟捍蠹椰F(xiàn)在來想一想，本來我們都認為自己已經(jīng)了解了什么是運動，為什么現(xiàn)在連一個物體是否在運動都搞不清了呢？有哪位同學(xué)能告訴我為什么會出 現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？生：好像是我們在研究一個物體的運動時選擇

4、了不同的參照物就得出了不同的結(jié)論。師：很好，其實大家的潛意識里都知道要研究一個物體的運動必須選擇一個參照物，選擇不同的參照物會得出不同的結(jié)論， 只是沒有把它上升到理論的角度， 現(xiàn)在我們用精確的語言從理論高度對運動進行定義 定義：機械運動： 一個物體相對于另一個物體空間位置隨時間的變化叫做機械 運動，簡稱運動。分類：1、平動：也稱平移，運動物體上任意兩點所連成的直線，在整個運動過程中始終保持平行，這種運動叫做“平動”。在同一時刻，平動物體上各 點的速度和加速度均一樣2、轉(zhuǎn)動：運動物體上，除轉(zhuǎn)動軸上各點外，其它各點都沿同一轉(zhuǎn)動軸做圓周運動，各點的運動軌跡是以轉(zhuǎn)動軸為中心的同心圓。參考系： 我們研究

5、物體的運動時所選擇的參照物又叫做參考系。生活中的錯覺： 1、坐在列車上盯著站臺上的另一列車，有時我們會以為自 己坐的列車啟動了， 而其實是我們所看的那列車啟動了， 為什么會這樣呢？由于 列車是否啟動是以地面為參考系的，由于坐在列車中的我們只能看到對面的列 車，而不能看到地面或相對于地面靜止的物體， 無法以地面為參考系來判斷列車 是否啟動，只能以自己乘坐的火車和對面的火車為參考系，無論哪列火車啟動， 以對面的列車為參考系都會認為自己的火車啟動， 以自己為參考系就會認為對面 的列車啟動了； 2、趴在橋上看水流有時會覺得橋在走而不是水在流 課堂練習(xí)：例 1 、一個人圍操場走了一圈，你說它發(fā)生機械運動

6、了嗎？飛行員為什么能抓住子彈？答：有；它們相對靜止。例 2、仔細分析下面各種運動的參考系1、太陽從東方升起，西方落下。2、月亮在云中穿行。3、車窗外樹木向后倒退。4、“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”“坐地日行八萬里”5、看山恰似走來迎，仔細看山山不動。”例 3 、飛機上丟炸彈，若以地面為參考系，炸彈是如何運動的？若以飛機為參考系，炸彈是如何運動的？例 4 、甲乙丙三架觀光纜車，甲中乘客看到一高樓在向下運動，乙中乘客看到甲向下運動，丙中乘客看到甲乙都在向上運動， 則甲乙丙相對于地面的運動情況是（ BCD）A、甲向上，乙向下，丙不動B、甲向上，乙向上，丙不動C、甲向上，乙向上，丙向下D、甲乙丙都

7、向上，只不過丙比甲乙都慢總結(jié)理解： 1、運動是相對的，沒有絕對靜止的物體，因為沒有哪個物體相 對于所有的物體都是靜止的。 2、運動只涉及兩個物體，一個是被研究的物體， 一個是參照物，與其它物體無關(guān)。 3、參考系可以任意選取，以使問題簡單方便 為原則。如無特殊說明，選擇地面或相對地面不動的物體作參考系。情境 ：A 在教學(xué)樓前從東向西走， A 相對于教學(xué)樓如何運動？教學(xué)樓相對于 A如何運動？ （ A相對于教學(xué)樓向西運動，教學(xué)樓相對于 A向東運動） 在這個例子里，人和教學(xué)樓之間的相對位置發(fā)生了變化， 當(dāng)選A為參考系時，教 學(xué)樓向東運動，仔細體會這個結(jié)論，我們會發(fā)現(xiàn)這樣一層意思：當(dāng)我們選擇一個 物體為

8、參考系時，總是假定這個參考系是不動的，認為物體間相對位置的變化是 由于被研究物體的運動所致。如選 A為參考系時，假定A是不動的，A與教學(xué)樓 之間相對位置的變化是由于教學(xué)樓向東運動所致的。補充：1參考系是假定不動的二、坐標(biāo)系物理研究中為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立坐標(biāo)系（坐標(biāo)系相對于參考系是靜止的）。 加油站4一維100m4100m100mD4如上圖我們?nèi)绾谓ㄒ粋€數(shù)學(xué)坐標(biāo)系來定量表示 ABC三個位置，A在收費站的西 邊100米，B在收費站東100米，C在收費站東面200米。如何建立坐標(biāo)系: 1、（作實物圖的簡化圖）作一直線沿 ABC所在的直線方向，據(jù)物體實際位置關(guān) 系在

9、直線上用點把它們標(biāo)出。加油站2、確定正方向（任意，此處以正東為正方向）。加油站3、取原點（任意），并指出原點所代表的參照物。加油站4、標(biāo)出位置坐標(biāo)。A (-100), B (+100), C (+200)加油站-100O100200領(lǐng)悟：坐標(biāo)的正負表示物體是在原點正方向的一側(cè)還是負方向的一側(cè)，坐標(biāo) 值的大小表示物體到原點的距離。（位置坐標(biāo)用 X表示）注意：原點的選擇是任意的，一般情況下以參照物為原點，但沒有要求一定以參照物為原點。變式1：若以B為原點，坐標(biāo)值應(yīng)該是多少呢?對于選擇不同的原點，物體的坐標(biāo)值將會不一樣，但物體的位置關(guān)系是確定的。例5、一深4米的井中用水桶提水，出井口后再往上提了1米

10、，選井口處為 原點，水桶豎直向上提升的路線為x軸，向上為正方向，則水桶在水面時的位置 坐標(biāo)為-4m,最后水桶的位置坐標(biāo)是皿。如果選水面為坐標(biāo)原點，那么水桶 在水面時的位置坐標(biāo)為0m，最后水桶的位置坐標(biāo)為5m 0二維和三維必要的時候我們還會用到二維坐標(biāo)系和三維坐標(biāo)系。（舉例：作校園平面圖找自己方位）三、質(zhì)點現(xiàn)實世界中，物體的運動形式是多種多樣的，就算是同一個運動物體上，各 點的運動情況也往往是不一樣的，如展翅高飛的雄鷹的身體和翅膀的運動是不一 樣的；列車車身和車輪的運動是不一樣的。影響物體運動的因素通常也十分復(fù)雜, 要研究一個運動涉及的所有方向往往很難甚至不可能，為了尋找問題的突破口, 物理學(xué)中

11、通常用建立物理模型的方法，抓住問題的主要因素，忽略次要因素，從 而將問題簡化。就拿一輛正在行駛的汽車來說，車身的運動與輪子的運動是不一樣，同時汽 車內(nèi)部的軸承、發(fā)動機等都在以不同的形式在運動，我們不可能把這些所有的運 動都進行研究。所以我們在研究問題的過程中具體問題具體分析。、求10m長，以10m/s勻速的汽車完全通過20m長的橋所需要的時間。解：t =10 +20 =1 +2 =3s10(2)、如果要完全通過10000m長的橋呢?解：t =10 十10000 =1 +1000 =1001s10比較1、2兩題：1中汽車長度所占的時間為1s，占了總時間的1/3，占的 比例很大，計算時不能忽略汽車

12、的長度。而2中，汽車長度所占的時間為1/1001， 所占的比例很小，可以完全忽略，所以我們在計算 1時，不能忽略汽車長度，但 不需要考慮汽車輪子的運動；2中計算時完全可以忽略汽車的長度和輪子的運 動，因為它們對我們所研究2這個問題影響不大，這時我們可以把2問題中的汽 車看成一個點。(舉例：你有1000元錢讓你捐一元錢沒什么感覺，如果你總共 10元，同樣讓你捐1元你就心疼了，是吧？ 量10米多量1厘米與量3厘米多 量1厘米；你跑步一個人從后面拉住你，這個拉力不可以忽略，如果一輛大型拖 拉機在開動，你從后面拖住，這個力對于拖拉機來說可以忽略。)(3)如果要研究輪子是如何轉(zhuǎn)動，那么就不能忽略輪子的轉(zhuǎn)

13、動了。綜上我們可以看到，在物理學(xué)中，有些時候物體的大小形狀及各部分的運動差異 對我們所研究的問題影響不大，是次要因素，這時我們就可以將其忽略，把物體 看成一個點，一個有質(zhì)點的點。質(zhì)點：用來代替物體的一個有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。分析：質(zhì)點是一個理想化模型，沒大小形狀，但有質(zhì)量。初中階段接觸的理想模 型有：光滑水平面、勻速直線運動、輕質(zhì)彈簧 能否將物體看成一個質(zhì)點的條件:(1):看物體的形狀大小及各部分的運動差異對我們所研究的問題產(chǎn)生的影響 是否可以忽略(2): 般情況下平動的物體可以看成質(zhì)點，因為平動物體各部分運動情況完 全一樣，用一點就可以代替整體。(那哪些情況不能把平動物體看成質(zhì)點呢？比 如平動

14、的物體過一路牌的時間，此時要考慮物體的大小長度，所以：能否看成質(zhì) 點的本質(zhì)依據(jù)就是條件 1, 2只不過在平動運動特點的基礎(chǔ)上給出了一般的結(jié) 論。)1:1、馬拉松比賽中的運動員體操運動員 研究自轉(zhuǎn)時的地球 研究公轉(zhuǎn)時的地球(地球直徑1.104km，而日地距離為1.5M08km ) 研究乒乓球運動員的發(fā)球 運動員百米沖刺 小的物體能看成質(zhì)點，大的物體則不行例 2 ：一輛火車從北京出發(fā)，如果要研究火車出站時經(jīng)過某一站牌所用的時間，能否將火車看成質(zhì)點？如果要研究火車到廣東所用的時間呢？1、不能 2、例 3：在研究下列運動時，可以將物體看成質(zhì)點的是（）A、體積很小的物體可以看成質(zhì)點。B、質(zhì)量很小的物體可以看成質(zhì)點C、體積很大的物體不能看成質(zhì)點D、E、只有低速運動的物體能看成質(zhì)點，高速運動的物體不能看成質(zhì)點 只有當(dāng)物體的大小形狀對我們所研究問題產(chǎn)生的影響可以忽略時可以把物體看成質(zhì)點。F、質(zhì)點是一種理想化的模型實際并不存在。板書、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、機械運動概念、參考系及坐標(biāo)系概念，會判斷不同參考系的物體的運動 情況是怎樣的。2、學(xué)習(xí)質(zhì)點的概念，知