参考系和坐标系说课.ppt

必修一质点参考系和坐标系 襄阳四中高一物理组沈冬 教材分析 质点参考系和坐标系 是 运动的描述 这一章的第一节 是运动学的开篇 主要学习质点 参考系 坐标系的基本概念 本节课的三个知识点具有逻辑上的联系 首先 要描述物体的运动 需要对实际物体建立一个物理模型 最简单的就是质点模型 由于运动具有相对性 描述质点的运动需要选择参考系 而要准确定量的描述运动 又要引入数学工具 建立坐标系 教材逐步的展开了这些内容 最后 理论联系实际 介绍了全球卫星定位系统 本节知识是运动学的基础 也是整个力学的基础 学情分析 现状 经过初中物理的学习 学生已经掌握了一些物理知识 数学工具及科学方法 比如初中学过了参照物 也在数学中学过了坐标系 但他们面对的物理现象和过程大多是实际存在的 思维活动也是以生活经验和直观实验为依据的形象思维 静态思维 内容的深度和广度上比较浅 几乎不涉及抽象思维 动态思维以及物理模型 也不会从多方面多层次来分析问题 总的来讲 学生的思维能力还比较弱 对概念的提出与分析 建立模型的过程没有接受过训练 学情分析 解决办法 落实 从生活中来 到生活中去 的理念 通过讨论与交流让学生从生活中的实际联系物理中的概念 将生活中的经验升华为物理概念 在教学中创设丰富多彩的情景 使学生在愉悦的心境中开始高中阶段的物理学习 教学手段要多样化 教学气氛要热烈 在教学中建立融洽 和谐 平等的师生关系 使学生感受到物理的魅力 通过课堂教学让学生学会归纳 学会表达 学会设想 学会讨论 学会交流 学会比较 学会换位思考 学会建立物理模型 学会小结 通过这种方式 加强对学生思维能力的训练 帮助学生掌握这三个基本概念 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 教学目标 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 认识数学工具在物理学中的作用 教学目标 3 情感态度与价值观 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方法 科学抽象 养成正确处理问题的方法 学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 教学重点和难点 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 教学重点和难点 2 教学难点及其教学策略 难点 理想化模型 质点的建立 及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 教学方法和工具 本节课我采用的教学模式是启发引导模式 采用的教学方法有讲授法 讨论法 演示法 采用多媒体辅助 工具有铁环 竹蜻蜓等 教学过程设计 机械运动 新课引入 情景导入 生活中有各式各样的运动 教学过程设计 机械运动 转动的地球 飞翔的小鸟 奔驰的火车 诗中有 坐地日行八万里 宇宙中的一切物体都在不停地运动 无论是巨大的天体 还是微小的原子 分子等 请大家回顾初中学过的机械运动 想想生活中的运动一切物体都在运动运动是绝对的 静止是相对的 教学过程设计 机械运动 古希腊杰出的哲学家 科学家 圣贤 亚里士多德曾说过 不了解运动 就不了解自然 机械运动 简称 运动 指物体与物体间或是物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程 教学过程设计 机械运动 提问 怎样认识运动 谁的运动 研究对象怎么运动 运动描述为什么 揭示规律 教学过程设计 机械运动 文学家 艺术家采用形象的手法 凌云戏月游银汉 转瞬翔天过太空 短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿 画家几个线条就给我们运动的感觉 科学家怎样描述物体的运动呢 著名物理学家海森伯曾说过 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 本节学习描述运动的一些基本概念 教学过程设计 质点 教师演示1将课前准备好的铁环向前滚出 铁环在滚动的过程中有什么特点 教学过程设计 质点 教师演示2教师将漂亮的竹蜻蜓双手一搓 竹蜻蜓便飞到学生中间 竹蜻蜓的运动跟铁环的运动一样吗 它又有什么特点 教学过程设计 质点 自然界物体的运动是多种多样的 要想详细而准确地描述物体上各部分的运动 并不是一件容易的事 根据刚才的演示实验思考 描述物体运动的困难和麻烦出在哪里 教学过程设计 质点 人有不同动作 火车有长度 详细描述的困难就在于物体有自己的大小和形状 教学过程设计 质点 能不能克服这些麻烦呢 有些有车载GPS系统的车辆被盗 警方定位时 需要考虑汽车的大小和形状吗 教学过程设计 质点 据报道 神舟 十号飞船长23m 最大直径2 9m 升空后 显示在指挥部荧光屏上的是什么样子 科学家研究它在空中的位置 离开地面的高度 飞行的速度 运动轨道等问题时 需要考虑它本身的大小和形状吗 教学过程设计 质点 实际上 我们有时已经是忽略了一些影响小的因素而只考虑主要因素 次要 大小 形状 主要 质量 本质属性 引入质点 用来代替物体的有质量的点 根据所研究问题的性质和需要 抓住问题中的主要因素 忽略次要因素 建立一种理想化的模型 使复杂问题得到简化 这是一种重要的科学研究方法 教学过程设计 质点 讨论与交流 1 地球是一个庞然大物 直径约为12800km 与太阳相距1 5 108km 研究地球绕太阳的公转时 能不能把它看成质点 研究地面上各处季节变化时 能不能把它看成质点 2 火车从襄阳到武汉 讨论火车运行时间 火车可以看作质点吗 还是这列火车 讨论它出站时间 可以当作质点吗 教学过程设计 质点 3 撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目 一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段 助跑 撑杆起跳 越过横杆 讨论并思考后回答 在下列几种情况下运动员能否被看作质点 从中体会质点模型的建立过程 1 教练员针对训练录像纠正运动员的错误时 能否将运动员看成质点 2 分析运动员的助跑速度时 能否将其看成质点 3 测量其所跳高度 判断其是否打破纪录 时 能否将其看成质点 教学过程设计 质点 引导学生对质点进行小结 1 质点是一种科学抽象 是一种理想化的模型 2 质点是对实际物体的近似 这也是物理学中常用的一种重要的研究方法 3 一个物体能否看成质点 取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计 而跟自身体积的大小 质量的多少和运动速度的大小无关 4 一个物体能否被看作质点 取决于所研究问题的性质 即使是同一个物体 在研究的问题不同时 有的情况下可以看作质点 而有的情况可能不可以看作质点 教学过程设计 质点 将物体看作质点的条件 1 平动的物体往往可以看作质点 一般研究物体的转动时不能把物体看作质点 2 物体有转动 但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时 物体本身的形状和大小已变成了次要因素 3 物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时 不能把物体看作质点 如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点 教学过程设计 参考系 师生活动 找一位同学站到讲台前面 站好不动 教师从讲台一侧走向另一侧 同时问该同学 我是静止的还是运动的 第二次与该同学并排同速走动 再次询问 我是运动的吗 再问坐在教室里的其他同学 教师设疑 为什么对于同一物体的同一状态 关于运动和静止的说法不一样呢 学生合作讨论后回答 是因为观察的角度即所选参考系不同 教学过程设计 参考系 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 运动又具有相对性 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 描述物体的运动时 另外选来作为标准的物体 称为参考系 教学过程设计 参考系 课堂讨论 下述物理过程中选择什么为参考系较恰当 2004年 欧洲的火星快车飞船顺利地将 猎兔犬 2号火星登陆车投放至火星表面 从地球表面向火星发射火星探测器的过程中 若要研究探测器的运动情况 各应选择什么为参考系 一跳伞运动员在下落过程中 看到身旁的直升机在向上运动 则直升机相对于地面的运动情况是怎样的 匀速飞行的飞机空投物资 地面上的人看它的轨迹什么样 飞机上的人呢 为什么 教师平抛一物体作演示 教学过程设计 参考系 教师小结 1 运动和静止都是相对于参考系的 2 参考系的选取是任意的 3 选择不同的参考系 观察的结果可能不一样 也可能一样 4 选择参考系时 应使物体运动的描述尽可能简单 方便 5 比较两个物体的运动情况 必须选择同一参考系才有意义 教学过程设计 坐标系 假设你在学校的樱花大道上 沿南北方向笔直地奔跑 如果要问你到了哪里 我们会怎样表示呢 我们可以选择大家所熟悉的标志 比如篮球框 作为参考 说明你的位置 那么能否借助数学方法呢 教学过程设计 坐标系 一般说来 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 coordinatesystem 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 对质点的直线运动 一般选质点的运动轨迹为坐标轴 质点运动的方向为坐标轴的正方向 选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点 教学过程设计 坐标系 如果物体在一维空间运动 即沿一条直线运动 只需建立直线坐标系 就能准确表达物体的位置 如果物体在二维空间运动 即在同一平面运动 就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置 当物体在三维空间运动时 则需要建立三维直角坐标系来描述 如地理上用纬度和经度来确定某个地点 在军事 大地测量等领