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2019-2020年高中物理 第一章運(yùn)動的描述教案 粵教版必修1 ★新課標(biāo)要求 （一）知識與技能 1、知道質(zhì)點(diǎn)的概念及條件。 2、知道參考系概念及作用。 3、掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用。 （二）過程與方法 1、體驗(yàn)質(zhì)點(diǎn)的條件及意義，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。 2、體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動的相對性，促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲取知識的能力。 3、體會用坐標(biāo)方法，描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會比較。增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、認(rèn)識運(yùn)動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動和靜止的相對性。培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神。 2、不同的參考系中現(xiàn)象不同，幫助學(xué)生建立辨證唯物主義的世界觀。 ★教學(xué)重點(diǎn) 理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象思維方法。 ★教學(xué)難點(diǎn) 將一個實(shí)際的物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件。 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 ★教學(xué)過程 本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)： 學(xué)習(xí)并理解運(yùn)動的概念，知道參照物、參考系等概念。 學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)概念，了解質(zhì)點(diǎn)是一個理想化模型，學(xué)會判斷什么情況下物體能理想化成質(zhì)點(diǎn)。 一、機(jī)械運(yùn)動 師：今天我們來學(xué)習(xí)一個最基本的物理概念：運(yùn)動。說到運(yùn)動，很多同學(xué)肯定會想，運(yùn)動我們都知道，日常生活中太常見了，有必要專門學(xué)習(xí)嗎？。好，既然大家都認(rèn)為自己很了解運(yùn)動，那下面我先來問大家一個問題：我們所處的這間教室是靜止還是運(yùn)動的？ 生：我們所在的教室是靜止的。 師：好！那我想問一問大家：我們所在的地球是不是在轉(zhuǎn)動呢？生：是。 師：好！那么既然它在轉(zhuǎn)動，在它上面的房屋是不是也跟著轉(zhuǎn)動呢？從這樣一個角度來看房屋不就是運(yùn)動的嗎？ 生：是的？？ 師：那房屋究竟是運(yùn)動的還是靜止的呢？ 師：再舉一例，大家坐過汽車，你坐在汽車?yán)?，你們想一想，路邊的人會說你是靜止的還是運(yùn)動的？（運(yùn)動的）那你再問問你旁邊的乘客“我動了嗎？”，他肯定會說你沒有動啊，你一直坐在我的旁邊??！ 師：大家現(xiàn)在來想一想，本來我們都認(rèn)為自己已經(jīng)了解了什么是運(yùn)動，為什么現(xiàn)在連一個物體是否在運(yùn)動都搞不清了呢？有哪位同學(xué)能告訴我為什么會出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？ 生：好像是我們在研究一個物體的運(yùn)動時選擇了不同的參照物就得出了不同的結(jié)論。 師：很好，其實(shí)大家的潛意識里都知道要研究一個物體的運(yùn)動必須選擇一個參照物，選擇不同的參照物會得出不同的結(jié)論，只是沒有把它上升到理論的角度，現(xiàn)在我們用精確的語言從理論高度對運(yùn)動進(jìn)行定義 定義：機(jī)械運(yùn)動： 一個物體相對于另一個物體空間位置隨時間的變化叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動。 分類： 平動：也稱平移，運(yùn)動物體上任意兩點(diǎn)所連成的直線，在整個運(yùn)動過程中始終保持平行，這種運(yùn)動叫做“平動”。在同一時刻，平動物體上各點(diǎn)的速度和加速度均一樣 轉(zhuǎn)動：運(yùn)動物體上，除轉(zhuǎn)動軸上各點(diǎn)外，其它各點(diǎn)都沿同一轉(zhuǎn)動軸做圓周運(yùn)動，各點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是以轉(zhuǎn)動軸為中心的同心圓。 參考系：我們研究物體的運(yùn)動時所選擇的參照物又叫做參考系。 生活中的錯覺：1、坐在列車上盯著站臺上的另一列車，有時我們會以為自己坐的列車啟動了，而其實(shí)是我們所看的那列車啟動了，為什么會這樣呢？由于列車是否啟動是以地面為參考系的，由于坐在列車中的我們只能看到對面的列車，而不能看到地面或相對于地面靜止的物體，無法以地面為參考系來判斷列車是否啟動，只能以自己乘坐的火車和對面的火車為參考系，無論哪列火車啟動，以對面的列車為參考系都會認(rèn)為自己的火車啟動，以自己為參考系就會認(rèn)為對面的列車啟動了；2、趴在橋上看水流有時會覺得橋在走而不是水在流…… 課堂練習(xí)： 例1、一個人圍操場走了一圈，你說它發(fā)生機(jī)械運(yùn)動了嗎？飛行員為什么能抓住子彈？ 答：有；它們相對靜止。 例2、仔細(xì)分析下面各種運(yùn)動的參考系 太陽從東方升起，西方落下。 月亮在云中穿行。 車窗外樹木向后倒退。 “小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”“坐地日行八萬里” “看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動。” 例3、飛機(jī)上丟炸彈，若以地面為參考系，炸彈是如何運(yùn)動的？若以飛機(jī)為參考系，炸彈是如何運(yùn)動的？ 例4、甲乙丙三架觀光纜車，甲中乘客看到一高樓在向下運(yùn)動，乙中乘客看到甲向下運(yùn)動，丙中乘客看到甲乙都在向上運(yùn)動，則甲乙丙相對于地面的運(yùn)動情況是（BCD） A、甲向上，乙向下，丙不動 B、甲向上，乙向上，丙不動 C、甲向上，乙向上，丙向下 D、甲乙丙都向上，只不過丙比甲乙都慢 總結(jié)理解：1、運(yùn)動是相對的，沒有絕對靜止的物體，因?yàn)闆]有哪個物體相對于所有的物體都是靜止的。2、運(yùn)動只涉及兩個物體，一個是被研究的物體，一個是參照物，與其它物體無關(guān)。3、參考系可以任意選取，以使問題簡單方便為原則。如無特殊說明，選擇地面或相對地面不動的物體作參考系。 情境：A在教學(xué)樓前從東向西走，A相對于教學(xué)樓如何運(yùn)動？教學(xué)樓相對于A如何運(yùn)動？（A相對于教學(xué)樓向西運(yùn)動，教學(xué)樓相對于A向東運(yùn)動） 在這個例子里，人和教學(xué)樓之間的相對位置發(fā)生了變化，當(dāng)選A為參考系時，教學(xué)樓向東運(yùn)動，仔細(xì)體會這個結(jié)論，我們會發(fā)現(xiàn)這樣一層意思：當(dāng)我們選擇一個物體為參考系時，總是假定這個參考系是不動的，認(rèn)為物體間相對位置的變化是由于被研究物體的運(yùn)動所致。如選A為參考系時，假定A是不動的，A與教學(xué)樓之間相對位置的變化是由于教學(xué)樓向東運(yùn)動所致的。 補(bǔ)充：1、參考系是假定不動的 二、坐標(biāo)系 加油站 A B D 100m 100m 100m 物理研究中為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立坐標(biāo)系(坐標(biāo)系相對于參考系是靜止的)。 一維 如上圖我們?nèi)绾谓ㄒ粋€數(shù)學(xué)坐標(biāo)系來定量表示ABC三個位置， A在收費(fèi)站的西邊100米，B在收費(fèi)站東100米，C在收費(fèi)站東面200米。 如何建立坐標(biāo)系： 1、（作實(shí)物圖的簡化圖）作一直線沿ABC所在的直線方向，據(jù)物體實(shí)際位置關(guān)系在直線上用點(diǎn)把它們標(biāo)出。 加油站 A B C 2、確定正方向（任意，此處以正東為正方向）。 加油站 A B C 3、取原點(diǎn)（任意），并指出原點(diǎn)所代表的參照物。 加油站 A B C O 4、標(biāo)出位置坐標(biāo)。A（-100），B（+100），C（+200） B A 加油站 O C 200 100 -100 領(lǐng)悟：坐標(biāo)的正負(fù)表示物體是在原點(diǎn)正方向的一側(cè)還是負(fù)方向的一側(cè)，坐標(biāo)值的大小表示物體到原點(diǎn)的距離。（位置坐標(biāo)用X表示） 注意：原點(diǎn)的選擇是任意的，一般情況下以參照物為原點(diǎn)，但沒有要求一定以參照物為原點(diǎn)。 變式1：若以B為原點(diǎn)，坐標(biāo)值應(yīng)該是多少呢？ 對于選擇不同的原點(diǎn)，物體的坐標(biāo)值將會不一樣，但物體的位置關(guān)系是確定的。 例5、一深4米的井中用水桶提水，出井口后再往上提了1米，選井口處為原點(diǎn)，水桶豎直向上提升的路線為x軸，向上為正方向，則水桶在水面時的位置坐標(biāo)為 -4m ,最后水桶的位置坐標(biāo)是 1m 。 如果選水面為坐標(biāo)原點(diǎn)，那么水桶在水面時的位置坐標(biāo)為 0m ，最后水桶的位置坐標(biāo)為 5m 。 二維和三維 必要的時候我們還會用到二維坐標(biāo)系和三維坐標(biāo)系。（舉例：作校園平面圖找自己方位） 三、質(zhì)點(diǎn) 現(xiàn)實(shí)世界中，物體的運(yùn)動形式是多種多樣的，就算是同一個運(yùn)動物體上，各點(diǎn)的運(yùn)動情況也往往是不一樣的，如展翅高飛的雄鷹的身體和翅膀的運(yùn)動是不一樣的；列車車身和車輪的運(yùn)動是不一樣的。影響物體運(yùn)動的因素通常也十分復(fù)雜，要研究一個運(yùn)動涉及的所有方向往往很難甚至不可能，為了尋找問題的突破口，物理學(xué)中通常用建立物理模型的方法，抓住問題的主要因素，忽略次要因素，從而將問題簡化。 就拿一輛正在行駛的汽車來說，車身的運(yùn)動與輪子的運(yùn)動是不一樣，同時汽車內(nèi)部的軸承、發(fā)動機(jī)等都在以不同的形式在運(yùn)動，我們不可能把這些所有的運(yùn)動都進(jìn)行研究。所以我們在研究問題的過程中具體問題具體分析。 (1)、求10m長，以10m/s勻速的汽車完全通過20m長的橋所需要的時間。 解： （2）、如果要完全通過10000m長的橋呢？ 解： 比較1、2兩題：1 中汽車長度所占的時間為1s，占了總時間的1/3，占的比例很大，計(jì)算時不能忽略汽車的長度。而2中，汽車長度所占的時間為1/1001，所占的比例很小，可以完全忽略，所以我們在計(jì)算1時，不能忽略汽車長度，但不需要考慮汽車輪子的運(yùn)動；2中計(jì)算時完全可以忽略汽車的長度和輪子的運(yùn)動，因?yàn)樗鼈儗ξ覀兯芯?這個問題影響不大，這時我們可以把2問題中的汽車看成一個點(diǎn)。（舉例：你有1000元錢讓你捐一元錢沒什么感覺，如果你總共10元，同樣讓你捐1元你就心疼了，是吧？ 量10米多量1厘米與量3厘米多量1厘米；你跑步一個人從后面拉住你，這個拉力不可以忽略，如果一輛大型拖拉機(jī)在開動，你從后面拖住，這個力對于拖拉機(jī)來說可以忽略。） （3）如果要研究輪子是如何轉(zhuǎn)動，那么就不能忽略輪子的轉(zhuǎn)動了。 綜上我們可以看到，在物理學(xué)中，有些時候物體的大小形狀及各部分的運(yùn)動差異對我們所研究的問題影響不大，是次要因素，這時我們就可以將其忽略，把物體看成一個點(diǎn)，一個有質(zhì)點(diǎn)的點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的一個有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。 分析：質(zhì)點(diǎn)是一個理想化模型，沒大小形狀，但有質(zhì)量。初中階段接觸的理想模型有：光滑水平面、勻速直線運(yùn)動、輕質(zhì)彈簧…… 能否將物體看成一個質(zhì)點(diǎn)的條件： （1）：看物體的形狀大小及各部分的運(yùn)動差異對我們所研究的問題產(chǎn)生的影響是否可以忽略 （2）一般情況下平動的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)槠絼游矬w各部分運(yùn)動情況完全一樣，用一點(diǎn)就可以代替整體。（那哪些情況不能把平動物體看成質(zhì)點(diǎn)呢？比如平動的物體過一路牌的時間，此時要考慮物體的大小長度，所以：能否看成質(zhì)點(diǎn)的本質(zhì)依據(jù)就是條件1，2只不過在平動運(yùn)動特點(diǎn)的基礎(chǔ)上給出了一般的結(jié)論。） 例1：1、馬拉松比賽中的運(yùn)動員 2、體操運(yùn)動員 3、研究自轉(zhuǎn)時的地球 4、研究公轉(zhuǎn)時的地球（地球直徑，而日地距離為） 5、研究乒乓球運(yùn)動員的發(fā)球 6、運(yùn)動員百米沖刺 7、小的物體能看成質(zhì)點(diǎn)，大的物體則不行 例2：一輛火車從北京出發(fā)，如果要研究火車出站時經(jīng)過某一站牌所用的時間，能否將火車看成質(zhì)點(diǎn)？如果要研究火車到廣東所用的時間呢？1、不能2、能 例3：在研究下列運(yùn)動時，可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)的是（ ） 體積很小的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)。 質(zhì)量很小的物體可以看成質(zhì)點(diǎn) 體積很大的物體不能看成質(zhì)點(diǎn) 只有低速運(yùn)動的物體能看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動的物體不能看成質(zhì)點(diǎn) 只有當(dāng)物體的大小形狀對我們所研究問題產(chǎn)生的影響可以忽略時可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型實(shí)際并不存在。 板書 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、機(jī)械運(yùn)動概念、參考系及坐標(biāo)系概念，會判斷不同參考系的物體的運(yùn)動情況是怎樣的。 2、學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)的概念，知道質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，理解牢記能否把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件并會實(shí)際應(yīng)用 二、機(jī)械運(yùn)動 1、機(jī)械運(yùn)動 分類： 2、參考系 生活中的錯覺 例題：1、2、3、4 理解記憶：1、2、3、 有關(guān)參考系的情境題：補(bǔ)充說明參考系是假定不動的。 3、坐標(biāo)系 一維： 如何建立一維坐標(biāo)系1、2、3、4 領(lǐng)悟：（坐標(biāo)用字母x表示） 變式1： 例： 二維及三維 三、質(zhì)點(diǎn) 1、情況討論題：比較并得出結(jié)論 2、質(zhì)點(diǎn)概念。（強(qiáng)調(diào)理想化模型） 3、能否將物體看成一個質(zhì)點(diǎn)的條件：1、2 4、例題：1、2、3 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