11質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系正式版

1、高中物理新課標(biāo)教學(xué)設(shè)計(jì)1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系永豐中學(xué)物理組【學(xué)習(xí)者分析】本人所在學(xué)校屬于省級(jí)示范學(xué)校，學(xué)生在初中就已經(jīng)進(jìn)行了很長時(shí)間的探究體驗(yàn)，因此他們有探究的基礎(chǔ)，優(yōu)點(diǎn)是思維活躍，善于觀察、總結(jié)、提出并回答問題，不過還存在“眼高手低”的問題及實(shí)驗(yàn)器材問題。新課程改革打破了以前的應(yīng)試教育模式，教育教學(xué)過程中師生地位平等，充分貫徹以學(xué)生為本，堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位。本節(jié)課是一節(jié)科學(xué)探究課，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是現(xiàn)象，是問題，積極引導(dǎo)學(xué)生探究。探究式教學(xué)重視的是探究的過程和方法而不是結(jié)論，探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床，過于重視結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致喪失探究熱情，扼殺學(xué)生探究的欲望?！窘滩姆治觥拷?/p>

2、學(xué)設(shè)計(jì)選自人教版新課標(biāo)高中物理教材第一章第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系，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)最簡(jiǎn)單的物理模型一質(zhì)點(diǎn)模型。由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)必須明確所選擇的參考系。為了準(zhǔn)確的、定量的描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，還要建立坐標(biāo)系。質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系是描述物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，教材中逐步展開這些內(nèi)容，最后介紹全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。本節(jié)介紹質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系，不僅是這一章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，也是以后力學(xué)各章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)。這些基礎(chǔ)知識(shí)在實(shí)踐中有廣泛的、重要的應(yīng)用。1. 【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能：(1) 理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法.(2) 理解參考系

3、的選取在物理中的作用，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系(3) 會(huì)用坐標(biāo)系描述物體的位置和位置的變化.2. 過程與方法：(1) 體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，讓學(xué)生將生活實(shí)際與物理概念相聯(lián)系，通過幾個(gè)具體的例子讓學(xué)生自主討論，在討論與交流中，自主升華為物理概念；3. 通過參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法，讓學(xué)生從熟悉的常見現(xiàn)象和已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，提示參考系在確定物體運(yùn)動(dòng)時(shí)客觀存在的必要性和合理性，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(shí)的能力情感態(tài)度與價(jià)值觀：熱愛自然，關(guān)心科技，正確方法，科學(xué)態(tài)度【重點(diǎn)難點(diǎn)】(1) 理解質(zhì)點(diǎn)的概念；(2) 從參

4、考系中明確地抽象出了坐標(biāo)系的概念.【設(shè)計(jì)思想】學(xué)生在日常生活中接觸到相應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)、參考系的知識(shí)，本節(jié)主要采取理論與實(shí)際相結(jié)合的思路，引領(lǐng)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)章節(jié)知識(shí)。因此，本章節(jié)主要采取舉例方式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理與生活緊密的聯(lián)系?！窘虒W(xué)環(huán)節(jié)】課題的引入教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（利用多媒體播放一段反映物體運(yùn)動(dòng)的視頻，雄鷹在空中翱翔，足球在綠茵場(chǎng)上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬里”）。請(qǐng)同學(xué)們思考回答：這些場(chǎng)景中哪些物體是在運(yùn)動(dòng)的？在物理學(xué)中，什么叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)？舉例說明。2.對(duì)學(xué)生的舉例分析給予評(píng)價(jià)，并根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)一步總結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念。3.指導(dǎo)學(xué)生分析視頻資料，指出：宇宙中的一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)

5、正于由間永怛的主題，也正日常生活中常見的現(xiàn)象，詩人可以用“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，來描繪氣勢(shì)磅礴的瀑布，畫家也可以用美麗的畫筆描繪出動(dòng)感十足的情景，那么，我們?cè)鯓用枥L物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)呢？即怎樣地描述物體上各點(diǎn)的位置及其隨時(shí)間的變化呢？1. 學(xué)生嘗試回憶九年級(jí)學(xué)過的運(yùn)動(dòng)的描述，舉例說明什么叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)？如：老師走下講臺(tái)（老師對(duì)講桌位置改變），汽車駛過學(xué)校（汽車對(duì)學(xué)校位置改變）等。2. 回答：物理學(xué)上把一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體相對(duì)位置變化運(yùn)動(dòng)稱之為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3.聽講，理解什么是位置變化，進(jìn)一步體會(huì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，做記錄。（二）物體和質(zhì)點(diǎn)教師活動(dòng)1. 研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先要確定物體的位置。物體都具有大

6、小和形狀，在運(yùn)動(dòng)中物體的各點(diǎn)的位置變化一般說來是不同的，所以要詳細(xì)描述物體的位置及其變化，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。（多媒體展示三幅圖），在地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的圖片中，地球在繞太陽公轉(zhuǎn)，注意地球同時(shí)又在自轉(zhuǎn)，所以地球的各部分離太陽的遠(yuǎn)近在不斷變化。2. 分析：地球是一個(gè)龐然大物，直徑約為12800km,與太陽相距1.5X108km,也就是說地球直徑約是它與太陽距離的萬分之一。當(dāng)我們討論地球的公轉(zhuǎn)時(shí)怎么看待地球？有什么巧妙的方法？3. 指導(dǎo)學(xué)生討論。在學(xué)生討論過程中，引導(dǎo)學(xué)生想到我們?cè)谔幚磉@些問題時(shí)，采用科學(xué)抽象的方法，即不考慮物體各部分的差異，把物體簡(jiǎn)化成為沒有大小、形狀的點(diǎn)，或者說用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來

7、代替物體。4. 可見，引入質(zhì)點(diǎn)是為了使物體的位置有一個(gè)確切的概念，使物體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。5. 總結(jié)得出質(zhì)點(diǎn)的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。即沒有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的一個(gè)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)量。質(zhì)點(diǎn)是人們?yōu)榱耸箤?shí)際問題簡(jiǎn)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，盡可能把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，是物理學(xué)上經(jīng)常用到的一種研究問題的方法科學(xué)抽象。學(xué)生活動(dòng)1.學(xué)生分小組討論得出：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的大小而引起的地球各個(gè)部分的差異很小，可以忽略不計(jì)，也就是說可以忽略地球的大小，把它視為一個(gè)點(diǎn)。忽略地球的大小和形狀把地球看作一個(gè)點(diǎn)時(shí)，能夠忽略地球質(zhì)量嗎？

8、聽講，記錄，認(rèn)真體會(huì)，理解引入質(zhì)點(diǎn)的意義。3.討論是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)？地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪能否被看作質(zhì)點(diǎn)？物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處？6. 進(jìn)一步說明：物理學(xué)對(duì)實(shí)際問題的簡(jiǎn)化，必須從實(shí)際出發(fā)，撇開不考慮的（只能是與當(dāng)前考察無關(guān)的因素），和對(duì)當(dāng)前考察影響很小的次要因素。師生共同討論得出：關(guān)于質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件一個(gè)物體能否抽象成質(zhì)點(diǎn)，并不是取決于物體的形狀和體積大小，這要看具體情況而定。 平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)做平動(dòng)的物體，由于物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，可以用一個(gè)點(diǎn)代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，物體的大小、形狀就無關(guān)緊要了，可以把整個(gè)物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn)。例如：平直

9、公路上行駛的汽車，車身上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同，當(dāng)我們把汽車作為一個(gè)整體來研究它的運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就可以把汽車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)然，假如我們需要研究汽車輪胎的運(yùn)動(dòng)，由于輪胎上各部分運(yùn)動(dòng)情況不相同，那就不能把它看作質(zhì)點(diǎn)了。要注意的是：同一物體在不同情況下有時(shí)可看質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不可以看作質(zhì)點(diǎn)，一列火車從北京開到上海，研究火車的運(yùn)行的時(shí)間，可將火車看成質(zhì)點(diǎn)，而火車過橋時(shí)，計(jì)算火車過橋的時(shí)間，不可以將火車看成質(zhì)點(diǎn)。 有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)為次要因素例如：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，可把地球看作質(zhì)點(diǎn)；研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)。 物體的形狀、大小可忽略再如：乒乓球旋轉(zhuǎn)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)的較大的影響，運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮，就不能把乒乓

10、球簡(jiǎn)單看作質(zhì)點(diǎn)。（二）參考余教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1.坐在教室里的問學(xué)看到其他問學(xué)都是靜止的，卻不知道他們都在繞著太陽在局速運(yùn)動(dòng)著，這里面蘊(yùn)含了什么1可題呢？2.讓學(xué)生觀察圖1.1-3和1.1-4,閱讀圖右文字，回答以下問題。得出什么結(jié)論？就圖1.1-4能否提出一些問題？（例1. 思考課本P12圖1.1-3,1.1-4。并思考觀察結(jié)果為什么不同？2. 認(rèn)真聽老師的分析講解。3. 練習(xí)課本P13練習(xí)2。4. 討論小小竹排江中游，如為什么跳傘者總是在飛機(jī)的正下方）小結(jié)參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動(dòng)的物體。一個(gè)楊冰1=1征己出心公學(xué)歹言4【心廣曰琢LiVtyr二出主公學(xué)巍巍青山兩岸走；月晃在蓮花般的

11、云朵里穿行；物體一旦被選為參考系，就認(rèn)為匕TE靜止日勺。任選7E參考系后要假定自己站在參照物中去觀察物體的運(yùn)動(dòng)，即“參考系上長著觀察者的眼睛”。比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)必須選擇問一參照系，比較才有意義。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，參考系的選取是任意的，但在實(shí)際選擇參考系時(shí)應(yīng)以運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。在沒有特別說口口口4、帛、/T；tr4rrTX+pMtVi、二坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。在上述三例中，各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分別是以什么物體為參考系的。明時(shí)，通吊以地面為參考系。例如，描述地面上物體的您動(dòng)時(shí)，通常選地面或相對(duì)于地面而靜止不動(dòng)的其他物體作為多勺系。（四）坐標(biāo)系教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（創(chuàng)設(shè)實(shí)例：多媒體播放視頻劉

12、翔的110m欄。）思考。1.提出問題：怎樣定量（準(zhǔn)確）人描述車或劉翔所在的位置？討論：如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員），我2.提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（直線）、運(yùn)動(dòng)們應(yīng)如何建立方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。坐標(biāo)系？3.總結(jié)：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3.小結(jié):可以建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。坐標(biāo)系是在好系的基礎(chǔ)上抽象出來的概念，是抽象建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用(x,v)表示物體的位置。4.學(xué)生閱讀教材“科學(xué)漫步”欄目思考書中提出的問題?；膮⒖枷?。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適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng)，即沿一條直

13、線運(yùn)動(dòng)，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng)，即在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立三維坐標(biāo)系。 一維坐標(biāo)：描述物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，即物體做一維運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。如圖1-1-1所示，若某一物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，此時(shí)它的位置坐標(biāo)Xa=3m,若它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，貝U此時(shí)它的坐標(biāo)Xb=-2m("-”表示沿X軸負(fù)方向)。 R,A,-,X/m二維坐標(biāo)：平面直角坐標(biāo)，描述物體在一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，即二維運(yùn)動(dòng)時(shí),需采用兩個(gè)坐標(biāo)確定它的位置。 三維坐標(biāo)：立體坐標(biāo)系，

14、描述物體在空間的運(yùn)動(dòng)。4.進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)要注意以下幾點(diǎn): 坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。 坐標(biāo)的三要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度單位。 用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置。 用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變。三.課堂小結(jié)及課外研究性課題布置教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)出示課堂練習(xí)；引導(dǎo)組織學(xué)生回顧本節(jié)知識(shí)；組織各小組成員在相互合作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小結(jié)；教師對(duì)該堂課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和對(duì)學(xué)生的總結(jié)給予肯定和評(píng)價(jià)。按照要求完成課堂練習(xí)；根據(jù)老師提供的信息回顧本節(jié)知識(shí)；在相互合作交流的基礎(chǔ)上做好書面總結(jié)；聽老師總結(jié)，補(bǔ)充修改自己的書面總結(jié)。四、作業(yè)1. 觀察與思考：日常生活中哪些地方可以將物體視為質(zhì)點(diǎn)；2. 常見的坐標(biāo)系有哪些。(1) 【板書設(shè)計(jì)

15、】1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體相對(duì)位置變化運(yùn)動(dòng)稱之為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。(2) 質(zhì)點(diǎn)的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。即沒有形狀、大小、體積而具有質(zhì)量的一個(gè)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)量。 質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件性平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)； 有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)為次要因素； 物體的形狀、大小可忽略。(3) 參考系被選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體就叫做參考系；同一個(gè)物體選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能會(huì)有所不同；比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)必須選擇同一參照系；參考系的選取是任意的。1. 坐標(biāo)系一維坐標(biāo)；二維坐標(biāo)；三維坐標(biāo)；要注意以下幾點(diǎn)：(1) (1)坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的；坐標(biāo)的三要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度單位;用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置；用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課通過學(xué)生熟知的實(shí)例分析，讓學(xué)生很自然地領(lǐng)會(huì)到在某些情況下，真的可以不考慮物體的大小和形狀”，突出物體具有質(zhì)量這一要素，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)”。這充分說明了將物體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的條件性，質(zhì)點(diǎn)的兩大