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【配套K12】江苏省太仓市高中物理 1.1质点、参考系和坐标系教案 新人教版必修1

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《1.1 质点 参考系和坐标系》
【教学目标】 1.理解质点是理想化模型,知道物体可看成质点的条件
2.知道参考系的选取原则,理解运动的相对性 3. 会建立简单的直线坐标系,并会确立点的坐标 【重点、难点】 1.物体可看成质点的条件 2.研究实际问题时参考系的选取 【思想方法】 1.科学抽象(理想化模型) 2.突出主要因素,忽略次要因素的处理方法
【教学过程】 1.1 质点 参考系和坐标系
(一)主要内容 1、机械运动
(1)定义:物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。 (2)运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体, 还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是绝对的,静止是相对的。 2、物体和质点 (1)定义:用来代替物体的有质量的点。 第一、质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”, 但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。 第二、质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简 化为质点。 第三、质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质 点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。 (2)物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运 动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。
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(3)突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本

思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维 方法建立的一个理想化物理模

型。

(二)问题与讨论

(1)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(无关)

(2)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?(可以)要研究这辆汽车车

轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(不能)

(3)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(作为整体研究时才可以)

例1.(多选)下列说法正确的是(



A. 运动中的地球不能看作质点,而原子核可以看作质点

B. 研究火车通过路旁一根电线杆的时间时,火车可看作质点

C. 研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时,不能把乒乓球看作质点

D.研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时,可将汽车看做质点

课堂训练:

(1)(多选)下述情况中的物体,可视为质点的是(



A.研究小孩沿滑梯下滑

B.研 究地球自转运动的规律

C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹

D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动

(2)(多选)下列各种情况中,可以把研究对象看作质点的是(



A.研究小木块的翻倒过程

B.研究从桥上通过的一列队伍

C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱

D.汽车后轮,在研究牵引力来源的时

3、参考系

(1)定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择

另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就

必须认为它是静止的。

(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,得到的结果可能是不同的。

(3)参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研

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究问题的方便,使之对运动的描述尽 可能的简单。在不说明参考系的情况下,通常应认为是以

地面为参考系的。

(4) 绝对参考系和相对参考系:(看书)

例2.指出以下所描述的各运动的参考系是什么

(1)太阳从东方升起到西方落下,参考系为



(2)月亮在云中穿行,参考系为



(3)车外的树木向后倒退,参考系为



(4)骑摩托车的人从观后镜看到身后的一辆汽车迎面而来,参考系为



(5)“一江春水向东流”,参考系为



(6)“地球的公转” ,参考系为



(7)“钟表的 时针在转动” ,参考系为



例 3.(多选) 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.这三架电梯相对地面的运动情况可能是(

)

A.甲向下、乙向下、丙 向下

B.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

课堂训练:

(1)甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么以乙物体为

参考系,丙是(



A.一定是静止的

B.一定是运动的

C.有可能是静止的或运动的

D.无法判断

(2)关于机械运动和参照物,以下说法正确的有(



A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物

B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物

C.一定要选固定不动的物体为参照物

D.研究地面上物体的运动时,必 须选地球为参照物

4、坐标系

(1)坐标系的建立:如果物体做直线运动,为了定量的描述物体的位置变化,可以以这条直线为 A
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。
V

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B

K12 教育资源学习用资料 例 4.如图所示,一根长 0.8m 的杆,竖直放置,今有一内径略大于
杆直径的环,从杆的顶点 A 向下滑动,B 为杆的中点,取杆的下端 O 为坐 标原点,向下为正方向,图中 A、B 两点的坐标各是多少?环从 A 到 B 的 过程中,位置变化了多少?
5、科学漫步:全球卫星定位系统(GPS)
阅读材料: 理想模型及其在科学研究中的作用
在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。 第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现 实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下,作为 一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应 用于实际事物。例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为 14960 万公里)比地球的半径(约为 6370 公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的, 即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合,就可以直接 把地球当作一个“质点”来处理。在 研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二 级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时,在通常的温 度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来 处理。 第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以 种种的修正,使之与实际的对象相符合。这是自然科学中,经常采用的一 种研究方法。例如:“理 想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实 际气体较好地符合了。 第三,由于在“理想模型”的 抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性, 这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研 K12 教育资源学习用资料

K12 教育资源学习用资料 究的方向,形成科学的预见。例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体” 作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体” 进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材 料的强度大一千倍。由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那 就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少 这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度。后来,实践果然证实了这个预言。人们沿着这一 思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。总之, 由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。 而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形 式,从而便于人们去认识和掌握它们。
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