第一章运动的描述

1、第一章 运动的描述第一节 质点 参考系 坐标系教案一、教学目标：1、理解质点的定义，知道质点是一个理想化模型。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，知道不同的参考系中对同一运动的描述可能是不同的3、理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量的描述物体位置的变化。二、教学准备： 相关习题和视频资料三教学过程：新课的引入： 自然界中的运动形式多样，复杂多变，大到天体日、月、星晨的运动，小到微观世界微粒的运动，运动与我们的日常生活紧密相联，物体的位置随时间变化的是自然界中最简单、最基本的运动形式，称为机械运动，怎样来描述机械运动呢？从本节起开始我们就来学习描述运动的基本概念。板书：

2、质点 参考系 坐标系进入新课1、物体与质点：教师提出问题：机械运是自然界中最简单的运动形式。文人用“飞流直下三千尺” “ 轻舟已过成万重山”这样的诗句来描述瀑布和小船的运动，画家用几条线条来表示“风”和汽车的运动。科学家-怎样来描述物体的机械运动呢？雄鹰拍打着翅膀在空中飞翔，人在路上行走，足球在地上飞滚要准确无误的描述其上各点的运动，并不是一件容易的事（因为雄鹰翅膀拍打、足球在飞滚人手足在摆动）引导学生思考：是什么原因造成了这种困难呢？师生共同分析：是因为任何物体都有一定的形状和大小，各点的运动情况不一样。引导学生探究：如果可以忽略物体的形状和大小，而把物体看成一个有质量没有形状和大小的点，我

3、们不就很容易描述物体的运动了吗？那么我们可以这样做吗，应该有什么的条件呢？研究举例一：地球绕太阳公转的同时又在自转，地球运动过程中各点离太阳的距离是不断变化的，但由于地球的直径还到日地距离的万分之一，由于地球的大小关系引起的各部分的运动差异就可以忽略了，因此我们研究地球公转时就可以把地球这么一个庞然大物看成一个只质量而没有大小的点了。深入思考：如果我们研究地球的自转，能把地球看成一个只有质量而没有形状和大小的点吗？引导学生思考：不能，因为地球的自转规律与其大小和形状有关系。（如地球上不同的地方存在着时差，就是因为地球有大小形成的）教师归纳形成质点的概念。板书：物理学中，在某些情况下，我们忽略物

4、体的形状和大小，突出物体具有质点这一要素把它简化成一个有质量的点，简称 -质点教师提问：物体简化成质点应满足怎样的的条件呢？ 板书（条件）： 由例一可知：当研究物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计时物体可简化为质点。老师提问：下列运动要求学生回答能否看成质点：研究乒乓球转动、演示木棒通过手中时间、火车通过大桥的时间，火车在京广线上的运行时间，研究举例二：货物传送上运动，货物的各点的运动规律相同，即货物是平动，因此可用一个质点来代替货物的运动，从而忽略货物的大小和形状，将货物简化成质点。思考：在研究飞机的起飞和降落的运动规律时，是否能将其简化为质点，在研究飞机的结构与动力学关系时，能否将其

5、简化为质点呢？引导学生分析：前者能，飞机各点的运动规律相同，后者飞机的形状和特点，直接影响着飞机的动力学特点。 板书：一般情况下，平动的物体各点的运动情况相同，可简化成质点。这是第二种条件。（一种是定义条件，一种是运动条件，二者是相对独立的条件）教师提问：怎样理解质点的物理意义呢？教师介绍：（1）、质点是一个理想化的物理模型，（板书）尽管质点不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学的抽象，它突出了事物的主因素，忽略了次要因素，简化了所研究的问题， （2）、在物理学的研究中，“理想化模型”的建立具有十分重要的意义，是物理学研究的重要方法。2、参考系教师导出问

6、题：有两句歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，到底是竹排在江中游还是青山在向后走呢？平时我们坐在教室里的坐位上，而毛主度却有诗：坐地日行八万里，这又是怎么回事呢？板书参考系：研究机械运动时，事先选定的一个假定不动的物体为参考，观察其它物体相对这个物体的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这个选定的假定不动的物体称为参考系，在初中称参照物，两者的区别在于，高中是规范的说法，初中是通俗一点的说法。引导学生分析提出的两个问题， 竹排江中游-两岸为参考系 青山两岸走-江水或竹排 坐地日行-（地心）我们知道，对物体运动的描述，首先必须选定参照物。因为不选择参照物，就无法判断物体是否运动和怎样运动。反过

7、来，如果给出对一物体运动状态的描述，你能正确指出所选的参照物吗？现举出一例。 “坐地日行八万里”是毛泽东七律·送瘟神中的诗句，本意是人坐地（不动），但每昼夜随地面运行八万里路程。这里“（人）行八万里”的参照物是什么？是太阳还是地球？ 首先，我们研究人相对于太阳的日行路程。把地球绕太阳一周的轨道近似看成圆，轨道半径1亿5千万公里，地球绕太阳一周按365天计算，连接日地的半径每天绕过的圆心角约1度，于是地球运行的路程（弧长）=2R/365250万公里500万里！ 即地球上的人相对于太阳日行500万里，而不是8万里。 接下来，我们考察参照物是不是地球。“地球”的概念太大了，人“坐地”（不动

8、），相对地面是静止的，显然参照物不是“地面”；考虑到地球的自转，“坐地”的人相对于地心（地轴）日行路程是多大呢？地球赤道半径约6371公里，地球自转一周，人行的路程为周长值：2r=2×6471公里40100公里80200里。 由此看出，“坐地日行八万里”的参照物是地心或者说是地轴。 地球在自转，由此造成星河的东升西落，这样坐一个晚上，就等于在巡天，在巡天中看到了很多星河。所以说，静止只是相对的，选取不同的参照物，静止的物体也可以是运动的。教师提问：描述运动的参考系是可以任意选取的，那么下面的案例又说明了什么呢？请同学看P10飞机在空中匀速飞行，跳伞员从飞机上跳下，架驶员和地面上的人观

9、察跳伞员的运动。学生讨论后回答：架驶员-近似沿直线下落 地面人-沿曲线下落。教师提问：对同现象的观察为什么得出了不同的结论呢？这又说明了什么引导学生回答：是他们选择的参考系不同，说明了参考系可以任意选取，选择了不同参考系对物体的运动一般会不同。教师补充：参考系的选择应以观测方便使运动的描述尽可能简单，研究地面上的物体运动时一般选择地面或者是相对地面静止的物体为参考系。飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东诗中描述什么物体运动？以什么味参考系?你对诗人关于 榆堤 云 我 的运动与静止的说法有没有不同认识？相对运动 以我为参照 描述榆堤 云 我 的相对运动 榆堤的运动速度大

10、于我的速度作者以自己为参照 所以看见榆堤是相对运动 而我的速度=云的速度以我为标准所以处于相对静止运动运动物体两岸飞花、东行渡船、满天浮云参考系两岸榆堤 以船为参考系：榆堤后移 、云、我静止；以岸为参考系：榆堤静止 、云、我前行；以云为参考系：榆堤后移 、我静止（云与我相对静止）；3坐标系：定量的描述物体位置及位置变化的数学方法教师提出问题：如一个可以看着质的物体沿直线运动，怎样来定量描述物体位置变化呢？请同学阅读P11坐标系的内容，然后回答下列问题。教师：要定量描述物体的位置，可用我们所学的数学知识，建立（一维）直线坐标系，坐标系的三要素是：原点 正方向 单位长度问题：课后习题三：桌面离地面

11、的高度是0.8m,坐标系原点定在桌面上,向下方向为坐标轴的正方向。经测量，确定A，B的坐标。A下落2 m，B点上升2 m其位置坐标又是多少呢？通过测量可知，A坐标Xa=-0.44m，B坐标Xb=0.36m测量中，先要量出，桌面到地面的距离，然后用比例的关系，计算出A、B的坐标。（就是说，图中量得桌面高的是cm数，与实际桌子的高度进行对比）教师提问：1、请同学们思考对于平面上运动的物体， 如花样滑冰运动员，要描述他们的位置你认为应怎样建设立坐标系。坐标的系的建立需要说明参考系吗？四、课堂小结：本节课通过常见的实际问的分析与归纳，建立了“质点”概念的，理想化模型重点探究了物体能简化成质点的两种条件

12、，学习了描述物体相对运动不可缺少的参考系这一概念，从中体会到了运动的相对性，又感受到对运动描述的灵活性，还学习了用数学的方法建立坐标系，可以准确的描述物体的位置及位置变化。附板书设计：1、质点：物理学中，在某些情况下，我们忽略物体的形状和大小，突出物体具有质点这一要素把它简化成一个有质量的点，简称 -质点（条件）： 由例一可知：当研究物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计时物体可简化为质点。平动的物体各点的运动情况相同，可简化成质点。这是第二种条件质点是一个理想化的物理模型，（板书）尽管质点不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学的抽象，它突出了事物的

13、主因素，忽略了次要因素，简化了所研究的问题，2、参考系：研究机械运动时，事先选定的一个假定不动的物体为参考，观察其它物体相对这个物体的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这个选定的假定不动的物体称为参考系，参考系可以任意选取，选择了不同参考系对物体的运动一般会不同。研究地面上的物体运动时一般选择地面或者是相对地面静止的物体为参考系。3坐标系：定量的描述物体位置及位置变化的数学方法坐标系的三要素是：原点 正方向 单位长度五、作业设计1、课后的问题与练习1、2、32、补充练习：第一节 质点、参考系和坐标系 1.甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中

14、乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（ B、C、D） A. 甲向上、乙向下、丙不动     B. 甲向上、乙向上、丙不动 C. 甲向上、乙向上、丙向下     D. 甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 2.下列关于质点的说法中，正确的是（C ） A. 体积很小的物体都可看成质点  B. 质量很小的物体都可看成质点 C. 不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有

15、影响或影响可以不略不计，就可以看成质点D. 只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点 3.在下列物体的运动中，可视作质点的物体有 ( ACEF) A. 从北京开往广州的一列火车       B. 研究转动的汽车轮胎 C. 研究绕地球运动时的航天飞机     D. 表演精彩芭蕾舞的演员 E. 参加百米跑竞赛的运动员     

16、0;   F. 在斜下推力的作用下，沿水平面运动的箱子 4.关于人造地球通讯卫星的运动，下列说法正确的是（ABD）   A. 以地面卫星接收站为参照物，卫星是静止的。  B. 以太阳为参照物，卫星是运动的。   C. 以地面卫星接收站为参照物，卫星的轨迹是圆周。 D. 以太阳为参照物，卫星的轨迹是圆周。 5.判断下列说法正确的是（D）     A.质点一定是体积、质量都极小的物体 D,地球虽大，且有自转和公转，但有时

17、可被视为质点   B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点 C.研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视为质点  5.小华、小明和小红三人到上海“金茂大厦”游玩，三人分别乘坐三个观光电梯。当他们从自己乘的观光电梯向外看时，分别发现如下现象：小华看见小红乘的电梯匀速上升；小明看到小华的电梯匀速下降；小红看到地面在匀速上升。试分析小华、小明和小红三人乘的电梯相对于地面是怎样运动的？ （分析：由题意可知，小红看见地面匀速上升，那么若以地面为参照物，小红所乘的的电梯是处于匀速下降的。小华

18、看见小红所乘的电梯是匀速上升的，说明以地面为参照物则小华乘的电梯比小红乘的电梯匀速下降的速度还要快。小明看见小华乘的电梯匀速下降，说明若以地面为参照物，小明所乘的电梯可能是静止，可能是匀速上升，也可能以比小华小的速度匀速下降。）试题高中物理必修1第一节质点、参考系和坐标系同步练习题，来自斐斐课件园！http:/www.FFKJ.Net飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。 宋 陈与义襄邑现在现在的河南省睢（su）县，在开封（北宋京城）东南150里，惠济河从境内通过。榆堤长满榆树的河堤。不知原来不知，现在才知道了。俱东同向东。陈与义，字去非，号简斋，其先祖居京兆，自曾祖

19、陈希亮迁居洛阳，故为宋代河南洛阳人。他生于宋哲宗元祜五年(1090年)，卒于南宋宋高宗绍兴八年(1138年)。陈与义在北宋做过地方府学教授、太学博士，在南宋是朝廷重臣，又是一位爱国诗人，其主要贡献还是诗歌方面，给后世留下不少忧国忧国的爱国诗篇。 春末夏初时节，诗人从京城开封出发到襄邑去，乘船惠济河东行。这天天气晴朗，两岸原野落花缤纷，随风飞舞，将满河春水照得红红的，连船帆也仿佛染上淡淡的红色了。船帆趁顺风，一路轻扬，沿着长满榆树的大堤，半日工夫就到了百里以外。 两岸飞花，满堤榆树，一片轻帆，顺风百里，诗人这次远行，何等轻松畅快，心旷神怡呀！诗人静卧船舱，仰看蓝天白云。咦，满天云朵怎么定在那里一

20、动也不动呢？转瞬之间诗人就恍然大悟了：原来白云正默默随我同行，和我一道向东飞去呢！ 天上的云和小船上的帆，本来是一道乘风前进的。船舱的诗人，行是看到白云在空中处于静止状态，但仔细一想：船行百里，白云一直在头顶上，足见它并没有静止不动，而是和自己所乘的帆船一样，正在向前行驶。“卧看满天云珐劝，天知云与我俱东”，动中见静，似静实动。诗人的观察和感受，不但很有情趣，而且含有智慧和哲理，给人以有益的启示。譬如，有人只顾欣赏自己的成绩，却忽略旁人的进步，如果读到这首诗，他大概会有一些感触吧？ 经历介绍陈与义自幼聪明好学，能诗文，为同辈所敬重。宋史本传说他“天资卓伟，为儿时已能作文，致名誉，流辈敛衽，莫敢与抗”。徽宗政和三年(1113年)登上舍甲科，被授于开德府(今河南濮阳)教授，累迁太学博士，进升为符宝郎，掌皇帝八宝及国之符节，不久被贬为陈留郡(今河南杞县境)酒税监。靖康二年(1127年)四月，金兵攻人宋都汴京(今河南开封)，掳走宋徽宗、宋钦宗二帝，北宋遂亡。陈与义自陈留避难南奔，经襄阳，转湖南，绕广东、