【人教版2019必修第一册】高一物理1.质点　参考系（教学设计）教案

第1节质点参考系（教学设计）年级高一年级学科物理教师课题第1节质点参考系教学目标物理观念能建立质点的物理观念，能科学地描述运动的相对性，形成运动观念。科学思维知道质点是一种理想化的物理模型，其有建构模型的意识。科学探究掌握把物体看成质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。科学态度与责任理解科学发现，发晟的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；感悟科学家追求和宣传科学真理所表现出的坚定信念和献身精神。教学重难点1.知道质点的概念,知道质点是一种理想化物理模型。2.掌握把物体看作质点的条件。3.理解参考系的概念,知道物体运动具有相对性。教学过程教师活动学生活动教学引入教师：在我们的周围，到处可以看到物体在运动—--汽车在公路上行驶，巨轮在海面上航行，飞机在天空中飞行，树叶在摇动，鸟儿在飞翔……就连我们脚下的地球也在不停地自转和公转。今天，我要告诉大家这些运动的全称----机械运动。哪位同学能告诉老师它们的共同特点是什么?(教师强调要回答的是共同特点。)教师：总结机械运动的概念。机械运动:物体的空间位置随时间发生变化。教师：今天我们就一起来学习怎样去描述物体的运动。学生讨论并回答问题新课讲授一、物体和质点教师:出示“雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔”的图片，并提问:你能说出雄鹰各部分的运动吗?学生：雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动，它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动。教师:可见，要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。思考讨论:很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里?怎样解决这一问题?教师:这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般说来并不一样。在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点—---质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。师生总结:关于质点的有关概念1.质点:忽略物体的大小和形状，把它简化成一个具有质量的点，这样的点叫作质点。2.质点是一种理想化模型，它忽略了物体的大小和形状这种次要因素，突出了物体的质量这种主要因素，它是对实际物体的一种科学抽象，实际中并不存在。教师:观察下列图片中物体的运动，说说在什么情况下这些物体可以看成质点？学生：图甲中研究苏炳添的冲线动作时、图乙中研究全红婵跳水时空中旋转动作时，研究的是动作，不能看作质点；图丙为刘诗颖投掷标枪，研究标枪落地瞬间的方向时，不能忽略其大小和形状，不能将其看作质点；图丁为巩立姣投掷铅球，研究铅球空中飞行的轨迹时，铅球大小和形状在所研究的问题中可以忽略，可以将铅球看作质点。教师:你能总结物体看成质点的条件吗?师生总结:物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。教师：展示“火箭直线升空过程”的图片。教师：运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫作平动。教师：做平动的物体，从描述运动的角度看，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，于是，整个物体的运动也可以简化为一个点的运动，把物体的质量赋予这个点，它也就成了一个质点。师生：总结物体能看成质点的情况(1)物体的形状和大小在所研究的问题中是无关因素或次要因素，可以忽略不计。(2)做平动的物体上任意一点的运动可以描述整个物体的运动。教师：请大家尝试分析生活中的各种物体是否可以看成质点。例1下列关于质点的说法中正确的是()A.只有体积很小的物体才能看成质点B.研究乒乓球的接发球技术，乒乓球可看作质点C.质点是一个理想化模型，实际上并不存在D.质点就是一个有质量的物质点，任何物体都可以看作质点答案C解析质点是代替物体的有质量的点，质点是理想化模型，实际上并不存在，当所研究的问题中物体的大小和形状可以被忽略时，可以将物体看成质点，故与物体本身的大小无关，C正确，A、D错误;研究乒乓球的接发球技术，乒乓球的大小不能忽略，不能被看成质点，B错误。例2如图所示，航天员在空间站机械臂的帮助下，完成了核心舱全景相机在轨支架安装及抬升等任务。下列说法正确的是()A.研究航天员“太空漫步”的动作时，航天员可看成质点B.机械臂在工作时可看成质点C.全景相机通过调整角度拍摄地球全景时，全景相机不能看成质点D.研究空间站绕地球运动时，空间站不能看成质点答案C解析研究航天员“太空漫步”的动作时，不能忽略其大小和形状，不能将其看成质点，故A错误;机械臂在工作时要考虑机械臂的形状和大小，不能看成质点，故B错误;全景相机通过调整角度拍摄地球全景时，必须考虑全景相机的拍摄角度，不能看成质点，故C正确;研究空间站绕地球运动时可以忽略其形状和大小，能看成质点，故D错误。学生讨论并回答问题新课讲授二、参考系教师：根据下面的情境，结合生活经验，请大家分小组讨论并回忆参考系的相关知识。在奔驰的大巴中，小伟看着窗外说:“快看，树在飞快地往后跑!”小霞看了说:“不对，是我们和汽车在往前跑，树怎么会动呢!”你同意谁的说法，为什么?学生：分组讨论并回答。师生：对于一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一物体运动的描述也往往不同。教师：那么，什么是参考系呢?我们在初中的时候已经学习过，请大家一起回忆一下参考系的定义与特点。学生：参考系是指被选定做参考、假定为不动的其他物体。教师：请大家观察下面的图片，并回答以下问题:有人说我快如闪电疾如风;有人说我纹丝不动坐如钟。“我”是静是动?对此你有什么看法呢?学生：相对路边行人，“我”是运动的，相对车或随车一起运动的人，“我”是静止的。要描述一个物体的运动情况，先要找另外一个物体作为参考，对于不同的参考物体，这个物体的运动情况可能不同。师生：总结:参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动，即“参考系上长着观察者的眼睛”。比较两个物体的运动时必须选择同一参考系，这样比较才有意义。参考系的选取原则:(1)参考系的选取可以是任意的。(2)参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则。(3)一般选地球为参考系。例3如图是摄影中“追拍法”的作品，摄影师眼中的车身是静止、清晰的，而背景是运动、模糊的，摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是()A.摄影师自己 B.路边的树木C.行驶的路面 D.远处的大山答案A解析以摄影师自己为参考系，车身是静止、清晰的，而背景是运动、模糊的，故A正确;以路边的树木为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故B错误;以行驶的路面为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故C错误;以远处的大山为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故D错误。例4如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船的运动状态是()A.A船肯定向左运动B.A船肯定是静止的C.B船肯定向右运动D.B船可能是静止的答案C解析因为河岸上的旗帜向右飘，可判断出风是从左向右刮的。B船旗帜向左飘，说明B船一定向右运动，而且运动的速度大于风速，故C正确，D错误;A船上旗帜向右，有三种可能:一是A船不动，风把旗帜刮向右侧;二是A船向左运动，风相对于旗帜向右，把旗帜刮向右侧;三是A船向右运动但运动的速度小于风速，此时风仍能把旗帜刮向右侧，故A、B错误。学生讨论并回答问题课堂练习1.下列说法正确的是()A.在苹果园摘苹果，找成熟的大的苹果，可将苹果视为质点B.导弹将目标锁定敌舰的要害，如弹药舱，可将敌舱视为质点C.设计月球车在月球表面抓月球土壤的动作，可将月球车视为质点D.计算飞机在两地间的往返时间，可将飞机视为质点答案D解析在苹果园摘苹果，找成熟的大的苹果，此时苹果的大小不能忽略，不可将苹果视为质点，A错误;导弹将目标锁定敌舰的要害，如弹药舱，此时敌舰的形状布局不能忽略，不可将敌舰视为质点，B错误;设计月球车在月球表面抓月球土壤的动作，要考虑动作，不可将月球车视为质点，C错误;计算飞机在两地间的往返时间，飞机的大小、形状对问题的研究没有影响，可将飞机视为质点，D正确。2.2023年9月23日至10月8日，第19届亚运会在杭州市举行，中国队共收获了201枚金牌、111枚银牌、71枚铜牌的好成绩。下列项目比赛过程中，可将运动员视为质点的是()A.研究撑竿跳高比赛的技术动作时B.研究10000m比赛的成绩时C.研究跳远比赛的空中姿态时D.研究双人10m跳台成绩时答案B解析若将撑竿跳高运动员看成质点，不能研究运动员撑竿跳高比赛的技术动作，对运动员成绩有影响，故不能看成质点，故A错误;将运动员看成质点，对研究10000m比赛的成绩没有影响，故可以看成质点，故B正确;将运动员看成质点，对研究运动员跳远比赛的空中姿态有影响，故运动员不能看成质点，故C错误;将运动员看成质点，会对研究运动员双人10m跳台成绩有影响，故运动员不能看成质点，故D错误。3.2022年9月1日，神舟十四号航天员乘组进行第一次出舱活动，陈冬、刘洋在舱外作业，蔡旭哲在核心舱内配合支持，共同完成问天实验舱拓展泵组安装、问天实验舱全景相机抬升等各项既定任务。下列与神舟十四号飞船相关情景描述正确的是()A.研究航天员在舱外的姿态时，航天员可以视为质点B.研究神舟十四号飞船绕地球运行的轨迹时，飞船可以视为质点C.神舟十四号飞船与天和核心舱完成自主对接过程，飞船可以视为质点D.航天员在中秋节展示中秋大礼包时，飞船可以视为质点答案B解析研究航天员在舱外的姿态时，不能忽略其自身动作变化，因此不能够视为质点，故A错误;研究神舟十四号飞船绕地球运行的轨迹时，可以忽略飞船的形状和大小，则飞船可以视为质点，故B正确;神舟十四号飞船与天和核心舱完成自主对接过程，飞船将时刻调整自身姿态，不能忽略自身大小和形状，因此不能视为质点，故C错误;航天员在中秋节展示中秋大礼包时，飞船的大小和形状不能忽略，因此不能够视为质点，故D错误。4.(多选)下列说法中正确的是()A.被选作参考系的物体是假定不动的B.一乘客在车厢内走动的时候，他说车是运动的C.研究地面上物体的运动，必须选取地面为参考系D.质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取有关答案AD解析一个物体被选作参考系，则应假定这个物体是不动的，故A正确;一乘客在车厢内走动的时候，没有选择参考系，无法判断车的运动情况，故B错误;参考系可以任意选取，故C错误;物体的运动轨迹与参考系的选取有关，选择不同的参考系，运动情况往往不同，故D正确。5.现代空中加油机及其空中加油技术已成为增强航空兵机动能力和打击能力的重要措施，受到世界各国的高度重视。如图是空军战机在空中加油的情景，以下列哪个物体为参考系，可认为加油机是运动的()A.战机 B.地面上的树木C.加油机中的飞行员 D.战机里的飞行员答案B解析由于加油机正在给战机加油，即两者此时保持相对静止，则以战机中的飞行员、加油机里的飞行员或战机为参考系，加油机均是处于静止状态，只有以地面的树木为参考系，加油机才是运动的，故选B。课堂小结本节课从如何描述物体的运动入手，学习为什么要对研究对象理想化，抽象出质点的概念，并比较实际的物体与理想的质点之间的关系;在确定物体是否运动，怎么运动时引入参考系，使学生对参考系有了更为全面、清晰的认识。板书设计第1节质点参考系机械运动：物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。一、物体和质点1.质点:忽略物体的大小和形状，把它简化成一个具有质量的点，这样的点叫作质点。2.质点是一种理想化模型，它忽略了物体的大小和形状这种次要因素，突出了物体的质量这种主要因素，它是对实际物体的一种科学抽象，实际中并不存在。3.条件(1)物体的形状和大小在所研究的问题中是无关因素或次要因素，可以忽略不计。(2)做平动的物体上任意一点的运动可以描述整个物体的运动。二、参考系参考系:要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，这种用来作为参考的物体叫作参考系。参考系的选取原则:(1)参考系