【完美导学】1.1 质点 参考系 时间教学设计（2）-2022-2023学年高一物理同步备课全套（粤教版2019必修第一册）

第一章运动的描述第1节质点参考系时间本讲是高中物理第一讲，主要让学生知道描述直线运动的几个基本概念，作为后面章节的基础，本讲的内容不宜过多，侧重打基础。有三个教学环节，知识梳理部分讲授所学知识，典型例题补充加深对知识的印象。第一环节：机械运动与参考系，通过认识运动和参考系的概念，了解运动的绝对性和相对性；第二环节：通过实例认识质点的概念，初步建立高中物理第一个理想化模型；通过对它的学习，学生要知道采用理想化模型是我们研究物理的很重要的方法之一；第三环节：通过时间轴了解时刻与时间的区别。【物理观念】能建立质点和参考系的物理观念，并用质点和参考系解决实际问题。区分生活中的时间和时刻。【科学思维】能将实际问题中的对象换成质点模型，知道质点是一种理想化模型。【科学探究】知道质点模型的抽象条件和意义，提出物理问题；知道参考系的相对性。认识时间和时刻在时间轴上的表示。【科学态度与责任】认识到对物理现象的研究需要客观的描述，物体的大小和形状与研究问题可以忽略的条件。要抓住问题的主要方面，能具体问题具体分析。【教学重点】1、质点概念的理解2、参考系的意义及作用3、分清时间和时刻【教学难点】1、什么情况下把物体看成质点2、研究实际问题时如何选取参考系3、能在时间轴上正确区分时间和时刻PPT【新课导入】我们生活在一个运动的世界中，雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……。宇宙中的一切物体都在不停地运动。运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象。【新课讲授】一、机械运动自然界中，物体运动的形式是多种多样的：有沿直线的，也有沿曲线的；有变速的，也有匀速的；有来回往复的，也有旋转的；有在同一平面上的，也有在空间中的……我们把物体相对于其他物体在空间位置上随时间的变化，叫作机械运动（mechanicalmotion），简称运动。多种多样的运动形式，为我们展示了自然界一幅幅生动多彩的画卷.实际的运动是复杂多变的，为了便于研究，我们先引入几个与运动描述相关的基本概念。二、物体和质点问题：该如何描述物体的运动呢？生活中随处可见的运动，如玩耍的孩童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰。。。。。。。★我们该如何描述物体的运动呢？物理学是怎样描述物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔身体向前运动、翅膀上下运动；足球在绿茵场上滚动时，它在向前运动同时还在转动；我们该如何准确的描述物体的运动？困难和麻烦在哪里？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！我们有时候关注物体各部分的运动，有时关注物体的整体运动，因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。1、以“雄鹰在空中飞翔”为例：只研究雄鹰从哪里移动到哪里，不需要考虑翅膀的运动可以忽略雄鹰的大小，将其视为“点”在运动。。2、人类居住的地球在绕太阳公转，同时又在自转。因此，地球的各部分离太阳的远近在不断变化。如果考虑到地球到太阳的距离长达1.5×108km，而地球的直径只有1.3×104km，还不到它与太阳距离的万分之一研究地球公转的时候，由地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计。即研究地球公转时可以忽略地球的大小和形状而把它视为“点”。但如果在研究地球的自转时，仍把地球看作一个“点”，显然就没有实际意义了。（当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点。）3、高铁以某速度从广州驶向上海,研究高铁在两城市之间运行（1）车轮的转动，我们考虑吗？（2）我们是否要考虑高铁本身大小？忽略某些次要因素------形状、大小、体积只关心主要的因素------位置、质量★质点：用来代替物体的有质量的点。（1）特点：它没有大小和形状；它具有物体的全部的质量；它是一种理想化的模型。（2）几点说明:1、物理各点的运动情况相同（平动）时，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研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。3、物体能否看作质点，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。4、在本书中，我们只研究可简化为质点的物体的运动，对于“物体”和“质点”两个术语往往不加区分。【典型例题1.1.1】下列物体能看成质点吗？(1)研究地球自转时的昼夜交替现象；（不能）(2)研究地球绕太阳的公转时的轨迹；（能）(3)一列沿铁路运动的火车，研究它从上海到北京所用的的时间；（能）(4)研究火车通过电线杆所用的时间．（不能）【典型例题1.1.2】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，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，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【讨论与交流1】质点和几何中的点有什么异同？（1）相同点：都是没有形状和大小的点。（2）不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。【讨论与交流2】有人认为，体积很小的物体可以被看成质点，体积很大的物体不能被看成质点；只有低速运动的物体才可被看成质点，高速运动的物体不可被看成质点.上述观点正确吗？质点是由实际物体抽象出来的理想化模型.然而，并不是所有情况下物体都可被看成质点.一个物体能否被看作质点，要根据问题的具体情况而定.★质点小结1、用来代替物体的有质量的点。2、质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。3、质点是一个理想物理模型，是实际物体的一种近似.它抓住了事物的主要因素，忽略了次要因素，4、是对客观复杂事物近似的理性的反映。一个物体能否看成质点，是由所研究问题决定的，同一物体，研究问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。三、参考系地球在不停地自转，生活在地球上的我们，却感觉不到地球在动.当我们坐在平稳行驶的高速动车上，也会有类似的感觉，根本不知道动车是否在前进，除非我们向窗外看.★如何判断一个物体是运动的呢？【讨论与交流3】在一列行驶的动车上，两名旅客相对而坐，如图1-1-2所示，有些人认为他们是静止的，有些人认为他们是运动的.为什么人们的看法会不一样？★参考系的定义要确定一个物体是否在运动，首先要选择另一个物体作为参考，然后研究这一物体相对于参考物体是如何运动的.研究一个物体运动时，选来作为参考的物体，称为参考系（referenceframe）.★选择参考系的原则在图1-1-2中，如果我们以地面为参考系，两名旅客就是运动的；如果我们以车厢为参考系，那么这两名旅客就是静止的.由此可见，同一物体的运动，所选参考系不同，对物体运动的描述就会不同.①描述一个物体的运动时，参考系的选择是任意的，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则.②研究地面上物体的运动，常选择地面为参考系.自然界中的一切物体都处于永恒不息的运动之中，绝对静止的物体是不存在的，这是运动本身的绝对性.但在不同的参考系中，对同一物体的运动有不同的描述，这是运动描述的相对性.【讨论与交流4】参考系可以定性的描述物体的运动。如何定量的描述物体的运动呢？为了定量描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系.如果物体沿直线运动，我们就以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系.如图1-1-3所示，若某一物体运动到点A，此时它的坐标xA=2m；若它运动到点B，则此时它的坐标xB=-1m.建立坐标系后，我们就可以用坐标表示质点的位置，用坐标的变化描述质点的位置变化.【典型例题1.2.1】诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（A）A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水【典型例题1.2.2】观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（）A．甲、乙两车一定向左运动B．甲、乙两车一定向右运动C．甲车可能运动，乙车向右运动D．甲车可能静止，乙车向左运动【解析】图中房子相对地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地球而言）．甲车上的旗子也向左，则有三种可能情况：一是甲车不动，风把小旗向左刮；二是甲车向右运动，风相对甲向左，风把小旗向左刮；三是甲车向左运动但小于风速，因此风仍能把小旗向左刮．对于乙车，则只有乙车向左运动并大于风速，此时风把小旗向右刮．故选项D正确．【答案】D★参考系小结1、运动的相对性：描述运动要寻找参考物体2、参考系（referenceframe）定义：选来作为参考的物体（1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）（2）对不同参考系，运动可能不同注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。四、时间与时刻任何物体的运动离不开时间和空间.对于时间这个术语，我们并不陌生，那么时间的含义是什么呢？【讨论与交流5】我们在利用网络平台购买机票时，可以从如图1-1-4所示的页面中得知某一航班的时间信息：该航班从广州起飞的时间为14：00，到达北京的时间为17：05，飞行时间为3小时5分钟.请问以上对“时间”的说法有什么不同？1.时间和时刻的概念：钟表指针指示的一个示数对应着某一瞬间，也就是时刻.人们把两个时刻之间的间隔称为时间.这样，物理学中的时间和时刻就有了不同的含义.时间与时刻的关系可以表示为Δt=t2-t1，式中t1和t2分别表示先后两个时刻，Δt表示这两个时刻之间的时间。在国际单位制中，时间和时刻的单位都是秒，符号是s.常用的单位还有分、时，符号分别是min、h.2.时间和时刻的表示：时刻和时间可以在时间轴上表示出来.时间轴上的一个点表示的是某一时刻，时间轴上一条线段表示的是一段时间.各时间间隔与时刻如图所示：3.时间的零点选择的问题：原则上，任何时刻都可以作为时间零点.我们常常以问题中的初始时刻作为时间零点，这样下一个时刻t就可用来表示相对于时间零点的时间。在现实生活中，每一个国家（或地区）由于所处的时区不同，都规定了本国（或本地区）的零点时刻，由此产生了北京时间、纽约时间、格林尼治时间等. 【典型例题1.3.1】以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是(B)A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间B．“前3秒钟”“最后3秒钟”“第3秒钟”指的都是时间C．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻D．轮船船务员说本班轮离港时间为17点25分指的是时间【典型例题1.3.2】(多选)在如图所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(BD)A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初B．t2～t3表示时间间隔，称为第3s内C．t0～t2表示时间间隔，称为前2s或第2s内D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内【实践与拓展】