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【教学目标】
1.理解质点的概念.知道它是一种科学抽象,知道物体在什么情况下可以看作质点,知道这种科学抽象是一种普遍的研究方法。
2.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,通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便。
3.学会在参考系上建立坐标系来定量确定物体位置以及位置的变化。
【重点难点】
重点:对质点概念的理解,物体可以看作质点的条件;研究实际问题时,如何选取参考系。
难点:什么情况下可以将物体看作质点。
【三维目标】
知识与技能
1.知道质点的概念及条件
2.知道参考系的概念及作用
3.掌握坐标系的简单应用
过程与方法
1.体验质点的条件及意义,初步掌握"科学抽象"这种研究方法。
2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较。增强学生问题并力求解决问题的意识和能力。
情感态度与价值观
1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然,关心科技发展,勇于探索的精神。
2.通过分析不同参考系中的运动现象不同,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。
【教学过程】
自然界的一切物体都在不停地运动,江河奔流不息,鸟儿自由飞翔,车辆高速行驶,火箭发射,天体运转,电子绕核运动……
物体的空间位置随时间的变化,称为机械运动,简称运动。按物体上各部分的运动情况是否相同可以将运动分为平动(物体上各点的运动情况都相同)和转动(物体上各点以某一点为轴运动);按照物体的运动轨迹又可以将运动分为直线运动和曲线运动。在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。
为了描述物体的运动,我们首先要来学习几个相关的概念。(板书课题)
(一)物体和质点
"质点"的引入:自然界中大多数物体的运动是比较复杂的。比如:鸽子在天空中飞翔时,身体各部分的运动情况并不一样,身体向前飞行时,翅膀还在上下拍动;人在向前奔跑的时候,不仅躯干在向前运动,手臂也在前后摆动。要准确地描述这些物体的运动显得比较困难。但我们一定要将物体各部分运动情况都描述清楚吗?不一定。当我们要研究鸽子或人的运动快慢的时候,可以忽略翅膀和手臂的运动,将它们"浓缩"为一个只有质量没有形状和大小的点,而这对我们所要研究的问题并没有太大的影响。为了使研究的问题简化,可以,将物体看成一个只有质量而没有大小和形状的点。
1.质点:用来代替物体的有质量而没有形状和大小的点。
2.质点是一个理想模型,实际并不存在。但不同于几何中的点(阅读课本P11左下角)
3.视作质点的条件:物体的大小和形状对所研究的问题的影响可忽略不计。
例1:在下述问题中,能够把研究对象当作质点的是()
A.研究地球绕太阳公转一周所需的时间
B.研究地球的自转运动
C.研究在平直公路上飞驰的汽车的速度
D.研究火车通过长江大桥所需的时间
E.正在进行花样溜冰的运动员
F.研究比赛时乒乓球的旋转
例2:下列关于质点的说法中,正确的是()
A.只要是体积很小的物体都可看成质点
B.只要是质量很小的物体都可看成质点
C.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做质点
D.由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看做质点,有时不能看做质点
(举例:研究地球公转时,可以把地球视为质点;而研究地球的自转时,就不能将地球视为质点。火车行驶……)
注意:⑴物体能否看作质点不是看物体的大小,而是要根据具体的问题来确定。(学生举例)
⑵"质点"不是几何中的点。
(二)参考系
"参考系"的引入:平常,我们看到房屋、树木是静止的,但汽车里的乘客却发现路边的房屋、树木是向后退的。为什么人们的看法会存在这样的差异呢?
地面上的人以地面为标准,房屋、树木相对于地面静止;乘客以汽车为标准,房屋、树木相对于汽车后退。上述事例说明:运动具有相对性。所以,要描述一个物体的运动首先必须选定某个其他物体做参考,我们称这个物体为参考系("参考系"是"参照物"的科学名称)。
1.定义:为了描述一个物体的运动而选定的用来作为参考的物体。
对于同一物体,选取的参考系不同,物体的运动情况也可能不同。(P12图1.1-4)
2.参考系的选择
参考系的选择理论上是任意的,但在实际问题中,应以研究问题方便为原则,常取地面为参考系。
提问:研究地面物体的运动,一般以地面为参考系;
研究月亮或人造卫星的运动,应选取地球为参考系;
研究行星的运动,应选取太阳为参考系。
例: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;丙中乘客看甲、乙都在向上运动,由此可判断这三架电梯相对于地面的运动情况可能是(CD)
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.甲向下、乙向下、丙向上
C.甲向上、乙向上、丙向上D.甲向上、乙向上、丙向下
过渡:我们在选定了参考系以后,就可以来描述物体的运动情况。如何更准确地来描述物体的位置及位置变化呢?比如说你正沿着笔直的水泥路从学校大门向教学楼走来,如果问你的准确位置,你可以怎样描述呢?……
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,用坐标值来表示物体的位置。
(三)坐标系
如果物体在一直线上运动(即在一维空间运动),则需建立直线坐标系,(例如汽车在平直的公路上行驶);〖画图说明〗
如果物体在一平面内运动(即在二维空间运动),则需建立平面直角坐标系,(例如溜冰运动员在冰面上滑行);
如果物体在三维空间内运动,则需建立三维直角坐标系,(飞行表演中的飞机)。
(四)科学漫步--全球卫星定位系统(GPS)
〖学生阅读课文〗
【作业】
1.书后练习