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文档简介
高一物理第一章1、质点参考系和坐标系教案(4篇)高一物理第一章1、质点参考系和坐标系教案篇一高一物理第一章1、质点参考系和坐标系教案高一物理第一章教案判天地之美,析万物之理。――庄子走进物理课堂之前物理学的学习方法:1、仔细观察身边事物的位置变化(运动),比较它们运动形式的不同:比如你骑着自行车在不蹬脚踏板的情况下:从坡顶到坡底,你的位置变化的特点是什么?谈一下感受,并考虑为什么会出现这种现象呢?从坡底到坡顶,你的位置变化的特点是什么?谈一下感受,并考虑为什么会出现这种现象呢?坐车时,汽车从静止到高速行驶,汽车中的你在做什么运动,在这个阶段中有没有什么特别的感受?汽车从高速行驶到静止呢?2、善于用简单的图形描绘出生活中出现的简单现象,用简单的图形描绘出上面各例中的情景,单摆例子的描绘、圆锥摆例子的描绘,将一个物体水平抛出、细绳拴着物体在竖直面内圆周运动,卫星围绕着地球旋转学生举例3、做好实验,课堂所学知识不断的应用到生活中作业:放学后,大家把上述几个实验想方设法完成,增强亲身感受。4、培养学习兴趣、勤思、多问
不了解运动,就不了解自然。――亚里士多德第一章
运动的描述在我们周围,到处可以看到物体在运动:汽车在公路上飞驰,江水在咆哮地奔向远方,鸟儿在飞翔,树叶在摇动……连我们脚下的地球,也在不停地自转、公转。物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,称为机械运动(mechanicalmotion).在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫做力学(mechanics).人们在力学的研究中,不仅了解物体做机械运动的规律,而且还创造了科学研究的基本方法。所以霍尔顿(G・Holton)说:“无论从逻辑上还是从历史上讲,力学都是物理学的基础,也是物理学及其他学科研究的典范……力学之于物理学如同骨骼之于人体。”在这一章,我们研究怎样描述物体的运动。1、质点
参考系和坐标系一、知识目标1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同。2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。二、教学重点1、在研究问题时,如何选取参考系。2、质点概念的理解。三、教学难点
在什么情况下可把物体看出质点四、教材分析本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念,指导思想是强调一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型,然后用数学方法描述这个模型,并寻求解决的方法。要研究物体位置的变化问题,首先必须解决位置确定问题,教科书把“物体和质点”当作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实际的“物体”都“占有一定的空间”,在通常的运动过程中,“不同部位的运动情况是不相同的”,从而“给描述运动带来了困难”,解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。教科书通过学生熟知的实例分析,让学生很自然地领会到“在某些情况下,真的可以不考虑物体的大小和形状”,“突出物体具有质量这一要素,把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性,质点的两大基本属性。为了强调坐标的概念,教科书用数学和物理学中通用的符号,即在直线运动中用x表示质点的位置,极坐标,用△x=x1-x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时,“△”实际上是我们以前都在使用的符号,学生不会感到困难。相反,由于有了明确表示物理量的变化量的符号,学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开,这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量,有意识地强调它们的区别,对于以后的学习会有好处。下一节中,时刻与时间间隔的关系也是这样。“科学漫步”栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容,其后附有进一步研究的问题,例如“这个定位器处于我国哪个城市的什么部位?从显示屏中你还能获得哪些信息?”。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。五、教学步骤1、物体和质点
在研究某一问题时,对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型,这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗?
如:光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型――质点。质点,并完成下列问题:
填写:(1)质点就是没有
,没有
,只具有物体
的点。(2)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(3)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(4)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(5)运动的质点通过的路线,叫质点的运动
;
是直线,叫直线运动;
是曲线,叫。共评:质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车,研究它运动的特点,汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的,可把汽车看作质点。而研究车轮的转动,是研究汽车上部分的运动,就不能把汽车看作质点,再比如原子核很小,要是研究质子与质子的作用时,就不能把它看作质点。2、(1)参考系:为了描述一个物体的运动,选来作为标准的物体,叫参考系。(2)选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同。举例:描述同一个运动,选择不同参考系,观察结果也不一样。
举例:运动的汽车,是选择地面为参考系,如选司机为标准,汽车是静止的。……
(3)总结:参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如,研究地面上物体的运动,选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。3、坐标系如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置变化,可以以这条直线为轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。一般来说,为了定量地描述物体的位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系(coordinatesystem).教学中注意以下几点:(1)坐标系相对参考系是静止的'。(2)坐标的三要素:原点、正方向、标度单位。(3)用坐标表示质点的位置。
(4)用坐标的变化描述质点的位置改变。4.“科学漫步”本栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容,可以由学生自己阅读,如果学生对此有兴趣,通过自己查找资料写出一篇科技报告放到墙报上或在班会上做个科技报告,都是很有意义的。这样的活动不必要求所有学生都做,但在一学期中,每个学生都应参加一两个。本书“科学漫步”、“科学足迹”等栏目与过去的“阅读材料”不同点之一是,其后往往附有进一步研究的问题。例如,本节结合图1.1-6提问,这个定位器处于呢个成是的哪个部位,等等。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。五、教学资源1.天球坐标系为确定天球上某一点的位置,在天球上建立的球面坐标系。有两个基本要素:①基本平面。由天球上某一选定的大圆所确定。大圆称为基圈,基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。②主点,又称原点。由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。
天球上一点在此天球坐标系中的位置由两个球面坐标标定:①第一坐标或称经向坐标。作过该点和坐标系极点的大圆,称副圈,从主点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。②第二坐标或称纬向坐标。从基圈上起沿副圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一地确定。这样的球面坐标系是正交坐标系。对于不同的基圈和主点,以及经向坐标所采用的不同量度方式,可以引出不同的天球坐标系,常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。2.地心地固空间直角坐标系原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向格林尼治平均子午面与赤道的交点,Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。3.地心地固大地坐标系地球椭球的中心与地球质心重合,椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合,椭球短轴与地球自转轴重合(过地球质心并指向北极),大地纬度,大地经度,大地高。如图所示。地球北极是地心地固坐标系的基准指向点,地球北极的变动将引起坐标轴方向的变化。高一物理质点教案篇二【学习目标】1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。2.知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况。3.认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。4.认清时刻与时间的区别和联系。5.掌握位移和路程两个概念及他们的区别。6.知道什么是矢量和标量。【自主学习】1、质点:⑴们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的和,把它简化为一个,称为质点⑵它是一种科学的抽象,一种理想化的物理模型,客观并不存在。2、参考系:⑴定义:为了研究物体的运动而的物体。⑵同一个运动,如果选不同的物体作参考系,观察到的运动情况可能不相同。例如:甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线,以相同的速度15m/s并列行驶着。若两车都以路旁的树木作参考系,则两车都是以15m/s速度向东行驶;若甲、乙两车互为参考系,则它们都是的。⑶参考系的选取原则上是任意的,但在实际问题中,以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则;研究地面上运动的物体,一般选取为参考系。3.时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用表示,时间间隔用表示,时刻与物体的相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。注意区分时刻和时间:如:第4s末、第5s初(也为第4s末)等指的是4s内(0至第4s末)、第4s内(第3s末至4s末)、第2s至第4s内(第2s末至第4s末)等指的是。4.路程和位移路程是物体运动轨迹的,位移是用来表示物体(质点)的的物理量,位移只与物体的有关,而与质点在运动过程中所经历的无关,物体的位移可以这样表示:从到作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的,有向线段的方向表示位移的。注意区分位移和路程:5.矢量和标量既有又有的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做。矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从的法则,矢量相加的法则与此不同。知识点一:质点、参考系和坐标系【思考与交流】A级1.下列关于质点的说法中,正确的是()A.质点就是质量很小的物体B.质点就是体积很小的物体C.因为质点没有大小,所以与几何中心的点没有区别D.如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时,即可把物体看成质点2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点()A.研究某学生骑车由学校回家的速度B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面3.关于参考系的选取,下列说法正确的是()A.参考系必须选取静止不动的物体B.参考系必须是和地面联系在一起的C.在空中运动的物体不能作为参考系D.任何物体都可以作为参考系4.下列关于参考系的描述中,正确的是()A.参考系必须是和地面连在一起的物体B.被研究的物体必须沿与参考系的连线运动C.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体或是相对于地面静止的物体D.参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体5.两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内的人看见窗外树木向东移动,乙车内的人发现甲车没有运动。如果以大地为参考系。上述事实说明()A、甲车向西运动,乙车不动B、乙车向西运动,甲车不动C、甲车向西运动,乙车向东运动D、甲,乙两车以相同的速度都向西运动6.关于坐标系,下列说法正确的是()A.建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化B.坐标系都是建立在参考系上的C.坐标系的建立与参考系无关D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置7.一物体从O点出发,沿东偏北30度的方向运动10m至A点,然后又向正南方向运动5m至B点。(sin30=0.5)(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。【总结与反思】知识点二:时间和位移【思考与交流】1.以下的计时数据,指时间间隔的是()A.学校每天7:30准时上课B.每节课45minC.物理考试9:40结束D.周末文艺晚会18:40开始2.第5秒内表示的是_____秒的时间,第5秒末和第6秒初表示的是__________时刻,5秒内和第5秒内表示的是___________的时间。3.下列关于位移和路程的说法,正确的是()A.位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量B.位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的C.位移只取决于始末位置,而路程还与实际运动的路线有关D.物体的路程总大于或等于位移的大小4.以下说法中正确的是()A、两个物体通过的路程相同,则它们的位移大小也一定相同。B、两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能都相同。C、一个物体在某一方向运动中,其位移大小可能大于所通过的路程。D、如物体做单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程。5.关于质点的位移和路程,下列说法正确的是()A.位移是矢量,位移的方向即质点的运动方向B.路程是标量,路程即位移的大小C.质点做单向直线运动时,路程等于位移的大小D.位移大小不会比路程大6.下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是()A.两运动物体的位移大小均为30m,这两个位移不一定相同B.做直线运动的两物体的位移X甲=3m,X乙=-5m,则X甲X乙C.温度计读数有正有负,其正负号表示方向D.温度计读数的正负号表示温度高低,不能说表示方向【总结与反思】【基础训练】1.下列情况中的物体,可以看作质点的是()A.研究地球的自转B.研究旋转中的乒乓球C.研究花样滑冰运动员D.研究从斜面上下滑的物体2.如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大()A.沿1较大B.沿2较大C.沿3较大D.都一样大3.甲、乙、丙三个观察者,同时观察一个物体的运动。甲说:它在做匀速运动。乙说:它是静止的。丙说:它在做加速运动。这三个人的说法()A、在任何情况下都不对B、三个中总有一人或两人是讲错的C、如果选择同一参照系,那么三人的说法就都对了D、如果各自选择自己的参照系,那么三人的说法就都对了4.对位移和路程的正确说法是()A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向。B.路程是标量,即位移的大小C.质点作直线运动,路程等于位移的大小D.质点位移的大小不会比路程大5.关于时间与时刻,下列说法正确的是()A.作息时间表上标出上午8:00开始上课,这里的8:00指的是时间B.上午第一节课从8:00到8:45,这里指的是时间C.电台报时时说:现在是北京时间8点整,这里实际上指的是时刻D.在有些情况下,时间就是时刻,时刻就是时间6、在研究下列哪些运动时,指定的物体可以看作质点()A.从广州到北京运行中的火车B.研究车轮自转情况时的车轮。C.研究地球绕太阳运动时的地球D.研究地球自转运动时的地球7.从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则这一段过程中()A.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7mB.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7mC.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3mD.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m高一物理必修一第一章篇三高一物理必修一第一章运动学的基本概念1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。通常以地面为参考系。2、质点:①定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。③物体可被看做质点的几种情况:(1)平动的物体通常可视为质点。(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能。当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质。当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点。(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。3、时间和时刻:时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。4、位移和路程:位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是质点运动轨迹的长度,是标量。5、速度:用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量。加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。易错现象1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考虑大小,不注意方向。2、混淆速度、速度的增量和加速度之间的关系。高一物理必修一知识点总结:匀变速直线运动的规律及其应用:1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动2、匀变速直线运动的基本规律(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n②1T内,2T内,3T内……位移之比为:x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)③第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2④通过连续相等的位移所用时间之比为:易错现象:1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、负。2、纸带的处理,是这部分的重点和难点,也是易错问题。3、滥用初速度为零的匀加速直线运动的特殊公式。高一物理中运动的描述相关知识点一、时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。例如:第3s末、3s时、第4s初……均为时刻;3s内、第3s、第2s至第3s内……均为时间间隔。区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。二、路程与位移的关系位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。路程是运动轨迹的长度,是标量。只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。一般情况下,路程≥位移的大小。三
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