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[第一节质点参考系和坐标系
第1节 质点 参考系和坐标系
一、设计思想
本节是学习后面内容的基础,也是整个力学的基础。
本节教学内容包括机械运动及其特点,质点概念及其提出、分析和建立的过程;参考系和坐标系,质点位置和运动的定性描述和定量描述。
与旧教材相比,主要变化有以下几点:
1.教学次序的调整。旧教材先讲参考系,后讲质点,新教材先讲质点,后讲参考系,着重强调研究运动的逻辑过程。
2.质点概念呈现方式的变化。旧教材质点的定义和判定,新教材从实际出发,提出问题,合理简化,建立模型,重视质点概念建立的一般过程,强调建立物理模型是研究物理问题的科学方法。
3.增加了坐标系,初步学习用数学表达物理规律的方法。增加了物理与科学技术的联系。
教材编写的指导思想是重视知识的建立过程,渗透建立物理模型和建立参考系的一般研究方法。
质点是高中物理提出的第一个理想模型,建立理想模型是突出主要方面,忽略次要因素。模型的建立源于具体事物,又高于具体事物。是感知和思维的产物。质点模型的建立是一种典范,又有普遍意义。建立模型的目的不是记住质点的概念,而是要通过这一过程培养科学的思维方法。参考系的重点是在不同参考系中描述同一运动,使学生充分认识其对描述运动的重要性。一维坐标描述直线运动物体的位置是本节的重点。教学中要让学生体会到数理结合的魅力。
“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。
三、三维目标
1.知识与技能:
(1)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。
(2)理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
(3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2.过程与方法:
(1)体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。
(2)通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法,让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。
3.情感态度与价值观:
热爱自然,关心科技,正确研究方法,从科学抽象这研究方法中,渗透研究问题时抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。
三、重点、难点
重点:质点概念的建立过程。在研究问题时,选取参考系。
四、教具
液晶投影机、笔记本电脑、三角尺。
四、教学过程
(一)引入
1.观看一段反映物体运动的图片,然后思考问题。
雄鹰在空中翱翔,刘翔跨栏,地球公转, 气势磅礴的瀑布飞流直下,高速铁路列车飞奔.那么作为我们未来的科学家,我们怎样描绘物体的机械运动呢?
(一)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。
1.地球是一个庞然大物,直径约为12 800km,与太阳相距1.5×l08 km.研究地球绕太阳的公转时,能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时,能不能把它看成质点?
2.研究火车在沿平直轨道运动时,可以把火车看作质点吗?研究火车过桥呢?研究火车车轮上各点的运动情况呢?这些情况下能把火车看作质点吗?
通过讨论与交流。刚才,同学们其实已经做了一件伟大的事,什么伟大的事呢,在研究某一问题时,对结果影响非常小的因素把它忽略掉,突出研究对象的主要方面,这是一种科学抽象,物理学中称之为物理模型。例如,刚才研究地球公转时把地球本身的大小、形状忽略不计,突出地球具有质量,而把地球简化为一个有质量的点就是建立了物理模型,物理学中称这种不考虑物体的大小和形状,而突出物体具有质量的点,称为质点。于是,对实际物体运动的描述就转化为对质点运动的描述。
那么什么情况下可以把物体看作质点,质点又有哪些特征?
1.一个物体能否被看作质点,取决于所研究问题的性质,它的大小和形状在所研究问题中是否可以忽略不计,而与自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。即使是同一个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。
2.质点是没有大小,没有形状,具有物体全部质量的点。
3.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型
思考:
1、下列关于质点的说法正确的是( )
A、质点是一个理想化模型,实际并不存在
B、因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别
C、凡轻小的物体,都可看作质点
D、如果物体的大小和形状对所
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