質點 參考系和坐標系教案2

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1、第一節(jié)　　質點　　參考系和坐標系 一、教學目標 1．知識與技能： (1)理解質點的概念．能明確物體在什么情況下可以看作質點． (2)知道參考系的概念．知道選取參考系時，要考慮到使運動的描述盡可能簡單． (3)知道坐標系的概念．能夠用坐標系描述物體的位置和位置的變化． 2．過程與方法： (1)領悟質點概念的提出和分析、建立的過程 (2)了解物理學研究中物理模型的特點，初步掌握科學抽象這種研究方法 (3)通過數形結合的學習，認識數學工具在物理學中的作用 3．情感態(tài)度與價值觀： (1)通過學生的觀察、探究體驗，使學生保持對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道

2、理 (2)通過小組討論，培養(yǎng)學生相互合作、共同探索的團隊精神，并使學生學會合作與交流，逐步形成嚴謹求實的科學態(tài)度 (3)體驗物理學研究問題的方法——科學抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學會在研究問題中突出主要矛盾的哲學價值觀 二、教學重點、難點 1．教學重點及其教學策略： 重點：質點概念的理解、參考系的選取、坐標系的建立 教學策略：通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。 2．教學難點及其教學策略： 難點：理想化模型——質點的建立，及相應的思想方法 教學策略：通過問題的討論，在原有認知水平上進一步深化拓寬，達到認知的螺旋上升，攻克難點。 三、設計思路 本節(jié)課以“創(chuàng)設情景，

3、提出問題——觀察思考，自主探索——討論交流，總結歸納”為教學結構，采用“交流—互動”的探究模式進行教學． 充分開發(fā)和利用新課程資源，創(chuàng)設大量貼近實際學生生活的問題情景，激發(fā)出學生學習物理的興趣和強烈的求知欲望，產生思維的積極活動與共鳴。同時，體現物理與社會、物理與技術、物理與生活等方面的密切聯系。 充分運用發(fā)揮多媒體教學功能，如音樂、圖片、視頻素材等，為學生提供了一個更具趣味性和啟發(fā)性的學習情境。 營造寬松、自主、合作的課堂氛圍，幫助學生形成健康人格的。除了讓學生關注概念的靜態(tài)結果，更關注學生對概念的主動建構，強調在問題中實現知識的意義建構。 四、教學資源 1．演示器材：乒乓拍、乒乓

4、球 2．課件：飛機空投，地月系、太陽系運行，地球公轉和四季變化，火車運行的模擬動畫 3．音像文件：“神舟”５號發(fā)射、運行、返回過程；鴿子飛行；28屆雅典奧運會上張怡寧發(fā)球 4.圖片資料：學校平面圖，神州五號發(fā)射控制中心，GPS定位器，汽車、火車過橋、火箭等圖片。 5．多媒體教學設備一套。 五、教學設計 教師活動 學生活動 點 評 引入新課 　呈現“神舟”５號從發(fā)射到返回艙成功回收的主要階段。 播放神州五號發(fā)射升空過程的錄像。 講述：飛船在茫茫太空遨游，如何描述它的運動呢？文學家、藝術家采用形象的手法?！傲柙茟蛟掠毋y漢,轉瞬翔天過太空”，短短一兩句話就勾勒出航天

5、飛船的雄姿。 世界萬物都在運動，對于不同物體的運動，不同的人（如文學家、藝術家等）有不同的描述，請舉例說明。 那么科學家怎樣描述物體的運動呢？ 著名物理學家海森伯曾說過：“為了理解現象，首要條件就是引入適當的概念。只有借助于正確的概念，我們才能真正知道觀察到了什么?！? 本章我們首先引入描述運動的一些基本概念，進而研究最簡單最基本的運動形式：直線運動。 觀看錄像，同時一位同學做現場播音員，解說發(fā)射過程：“2003年10月15日，一個令人驕傲的日子，一個彪炳史冊的日子……” 小組討論后學生回答： 詩人常用“氣勢磅礴”，“驚滔拍岸，卷起千堆雪”，“奔流凝激電，驚

6、浪似浮霜”等詩詞來描述江水的運動； 畫家則運用簡筆畫加線條來描述汽車的運動。 …… 創(chuàng)設“神舟”５號的教學情景，不僅激發(fā)學生的學習興趣，而且學生強烈的民族自豪感將油然而生，激發(fā)了學生的愛國主義熱情。 開放性問題為學生創(chuàng)設更多發(fā)言機會，更快加入活動，活躍課堂氣氛。 從不同視角采用不同方法描述運動，引出對物理方法的思考。 應用名人名言不僅增強了說服力，而且也對學生進行方法教育，有利于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神。 講授新課 一、物體與質點 １、播放鴿子飛行的錄像。 提問： (1)要準確描述鴿子身上各點的位置隨時間的變化不是容易事，困難和麻煩出在哪兒

7、呢？ (2)如果我們研究它從家里出發(fā)到你親戚家送信，需要了解它各部分運動的區(qū)別嗎？ (3)如何才能較準確地描述它的運動呢？ 講述：有些時候為了便于分析，常常把物體簡化為一個點。 呈現信息窗： “神舟”5號飛船載人艙長7.4m，直徑2.8m,用長58m，重達480t的“長征”2號火箭發(fā)射。 如科學家研究“神舟”5號飛船在空中的運動位置、高度、速度等問題時就把它簡化為一個有質量的點。 播放“神舟”５號運行時在指揮部熒光屏上的顯示為一個小小的光點。 教師小結：這樣，在某些情況下，我們可以把物體簡化為一個有質量的點。 物理學中，用來代替物體的有質量的點叫質點（mass　p

8、oint）。 信息快遞： 在物理學中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，經過科學抽象而建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，是經常采用的一種科學研究方法。質點就是這種物理模型之一。 ２、提問： (1)研究地球繞太陽的公轉能否把地球視為一個點呢？播放太陽系運行的模擬動畫。 (2)一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它從上海到北京的運動能否把它簡化為一個點？播放火車運行模擬動畫。 (3)研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視為質點呢？播放地球公轉和四季變化的模擬動畫。 (4)研究火車通過南京長江大橋的運動時，能否把它簡化為一個質點？呈現火車過橋的圖片。 3、通過以上幾個問題

9、請同學們進一步討論： (1)物體是否在所有的情況下都能看作質點？ (2)物體看作質點的條件是什么？ (3)物理中的“質點”跟幾何學中的點有什么相同和不同的地方？ (4)大的物體一定不能看成質點？小的物體隨時都看成質點嗎？ 播放地月系運行模擬動畫，28屆雅典奧運會上張怡寧發(fā)球錄像。 演示乒乓球發(fā)球情況。 學生觀察思考、討論后回答： (1)主要由于它的身體在向前運動的同時，它的翅膀還在上下運動。也就是鴿子有一定的大小和形狀，各部分的運動情況不一樣。 (2)如果我們研究它長度飛行就不需要了解它各部分運動的區(qū)別。 (3)如果忽略它的大小和形狀就可以了。

10、 學生學習體會科學研究的基本方法． 學生觀察思考，小組討論后作出回答： (1)研究地球繞太陽的公轉能把地球視為點；因為日地距離遠大于地球的直徑。 (2)同理研究火車從上海到北京的運動也能把它簡化為一個點；因為上海到北京的離遠大于火車的長度。 (3)研究地球上各處的季節(jié)變化時，不能把它視為質點，因為它的大小不能忽略。 (4)同理研究火車通過南京長江大橋的運動時，也不能把它視為質點，因為火車的長度可以與大橋長度相比擬。 引導學生討論交流、歸納總結： (1)同一物體能否看作質點，要依據問題的具體

11、情況決定。 (2)物體看作質點的條件是：物體的形狀和大小對所研究的問題影響很小時。 (3)相同點是都無大小和形狀，不同點是一個有質量，一個無質量。 (4)物體能否看成質點，與物體本身的大小無關。大的物體，如月球、飛船也可以看成質點，小的物體，如乒乓球在發(fā)球時要考慮旋轉，不能看成質點。 將學生置身于一個真實的生活情景，然后設計一系列問題，讓學生進行多方面的主體性探究活動，在親身體驗中獲得對知識的精髓的領會與感悟。 為學生提供多樣化的信息來源，給學生提供探索機會。 常用中英文對照，讓學生知道常用概念的意義。

12、 給學生一定的時間和空間，盡可能拓展學生思維，使學生主動交流，加強合作，讓學生在短暫的爭論中自主找到解決問題的辦法，體驗交流與合作的樂趣。 動畫、圖片、文字、音樂組合從不同感官提高學生認知能力。 歸納探究時教師要注意調空，既要放得開，又要收得攏。要及時充分肯定每一位學生的發(fā)言，以激發(fā)學生的積極性。 通過四個問題的思考，領會質點的真實意義，理解科學抽象的含義，學會獨立分析，排除機械記憶。 二、參考系 1、設想一下，你和你的同桌正在太空站里一邊喝咖啡一邊聊天。在“地球人”看來，你們隨太空站以很大的速度繞地球運動。 提問：你和你的同桌能感到自己在高速

13、運動嗎？為什么？呈現太空站的圖片。 教師小結：物體的運動和靜止是相對的。 為描述物體的運動，需要另外選取一個物體作為標準，否則無法判斷。這個作為標準的物體叫做參考系（reference frame）. 提問：有一首唐代流傳下來的詩詞：“滿眼風波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細看山山不動——是船行?！弊髡邽槭裁磿小吧接薄ⅰ按小边@樣兩種不同的感覺？ ２、播放飛機空投的模擬動畫。提問：選擇不同的參考系觀察結果如何？從中你有什么發(fā)現呢？ ３、提問：參考系的選擇是任意的。但怎樣選擇比較好呢？ 播放地月系、太陽系運行的模擬動畫（幾何畫板制作），請同學觀察思考研究月球

14、的運動選什么參考系較好？由此你得出的結論如何？ 教師小結：參考系的選擇應以對運動的描述簡單、方便為原則。 要注意的是：若無特別說明，通常是以地面或相對地面靜止的物體為參考系． 三、坐標系 1、假設你在學校攀登樓前廣場上，沿東西方向筆直地奔跑，如果要問你到了哪里，我們會怎樣表示呢？（呈現學校平面圖） 對我們可以選擇大家所熟悉的標志作為參考，說明你的位置。那么能否借助數學方法呢？ 教師小結：一般說來，為了定量地描述物體的位置變化,需要在參考系上建立適當的坐標系（coordinate system）。用坐標值來表示物體的位置。 提問：如何選擇坐標軸和正方向？如何

15、選坐標原點？如何確定坐標軸上的刻度值？ 如果我們以廣場上旗桿作為坐標原點，x=5m,x=-10m表示什么意思？正負號表示什么意思？ 2、如果你在學校里從前校門到后校門，對于這種平面運動，要描述你的位置或位置的變化，應該建立怎樣的坐標系？如果我們要研究“神舟”５號這種三維運行呢？ 3、請同學們閱讀課本第１３頁“科學漫步”，并回答：此GPS定位器此刻處于我國哪個城市？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？ 老師解釋：顯示屏上第1行的“西”和第2行的航向267°其含義。 請同學舉例說明它的還有哪些用途。 學生自由回答：雖然我們沒有到過太空站，但地球上的生活

16、經驗告訴我們，我和我的同桌都會認為自己是靜靜地坐著。 因為這與參照物的選取有關。 學生自由回答： “山迎”的感覺是由于選船作為參考系，“船行”是選山作為參考系。 學生觀察思考，小組討論后回答： 以飛機為參考系，看到投下的物資沿直線豎直下落，地面上的人以地面為參考系，看到物體是沿曲線下落的。 我們發(fā)現：選擇不同的參考系來觀察同一運動，觀察的結果會有不同。 學生觀察思考，自由回答：以地球為參考系比較好，因為此時研究月球的運動比較簡單。而以太陽為參考系研究月球的運動比較復雜。 因此我們認為：參考系的選擇應以對運動的描述越簡單越好。

17、 學生回答：可以說在廣場上旗桿東面或西面幾米處。 學生思考，討論后回答：可以建立坐標系來描述物體的物質。 教師引導學生回答：對質點的直線運動，一般選質點運動軌跡為坐標軸，質點運動的方向為坐標軸正方向，選取質點經過坐標軸原點的時刻為時間的起點。 學生回答：x=5m,表示在廣場上旗桿東面５米處，x=-10m表示在廣場上旗桿西面10米處。正負號表示方向。 學生回答：對于平面運動，我們可以建立平面直角坐標系描述位置或位置的變化；對于“神舟”５號可以建立三維坐標系研究它的運動。 學生回答：顯示屏上的北緯39°55．451′、東經116°23．50

18、4′是北京所處的經度和緯度。還可以知道時間，航向、航速、航程。 學生回答：GPS應用領域有交通管理、測量、實時導航、精確定位、資源開發(fā)等。 “創(chuàng)設情景，提出問題，觀察思考，自主探索，討論交流，總結歸納”是每一個概念建立的基本教學程序。 用他們學過的物理知識去欣賞、鑒別前人的作品，對于激發(fā)學生的好奇心，培養(yǎng)廣泛的學生興趣，強化物理概念，提高教學效果還是大有益處的。 多媒體技術的應用，變抽象為具體,使教學更加形象、直觀，便于學生理解和掌握；以動態(tài)地、對比地演示一些物理現象，便于學生觀察和思維。

19、 運用貼近學生生活的實際例子，從“最近發(fā)展區(qū)”開始教學，喚起學生心理上的激發(fā)狀態(tài)．使學生始終保持在一個旺盛求知的氛圍中，并從解決實際問題的過程中，得到成功的快樂，能夠使學生保持持久的學習興趣。同時激發(fā)學生仔細觀察身邊事物的科學態(tài)度和習慣。 在練習中鞏固物體位置的表示方法，弄清正負號的物理意義，為下面的教學打下基礎。 數形結合，加深理解對概念的理解，同時培養(yǎng)學生應用數學知識解決物理問題的能力。 在物理教學中努力滲透“科學、技術、社會”（STS）教育思想，重視物理學科與其他學科、現代科技、社會生活的聯系，不但擴充學生的知識面，開擴學生的眼界，而且培養(yǎng)學

20、生獨立思考能力和科學的價值觀。 本課小結 這節(jié)課我們學習了質點、參考系和坐標系等概念，它們是運動學乃至整個力學的最基本最重要的概念。要描述物體的運動，首先要對實際物體建立一個物理模型，最簡單的是質點模型。由于運動的相對性，描述質點的運動時必須明確所選擇的參考系。為了準確地、定量地描述質點的運動，還要建立坐標系。 除了以上知識，你還學到了什么方法？ 學生回答：物理學研究問題的基本方法——建立物理模型。 反思小結為學生提供這節(jié)內容的知識框架，這不僅有利于知識的鞏固，更有利于學生良好學習習慣的形成。 布置作業(yè) 復習本節(jié)課本

21、。 思考課本第13頁“問題與練習”中各題，要求準確回答。 想一想，練一練，做一做。 加深對課堂所學知識的理解和掌握，聯系實際對所學內容進行應用。 板書設計：　　　　　　 第一節(jié)　　質點　　參考系和坐標系 一、質點 １、定義：用來代替物體的有質量的點叫質點。 ２、實物簡化為質點的條件： 物體的大小和形狀對研究的問題的影響可忽略不計。 理想模型:抓住主要特征，忽略次要因素 二、參考系 １、選來作為標準的另外的物體叫做參考系。 ２、選擇不同的參考系來觀察同一運動，觀察的結果會有不同。 ３、選擇的原則：觀測方便和使運動的描述盡可能簡單 三、坐標系： 為

22、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適當的坐標系． 六 課后反思 本節(jié)課主要學習描述物體運動的幾個基本概念。盡管這些概念都比較抽象，但我們老師把這堂課上得有聲有色，收到了較好的教學效果。本節(jié)課主要有以下幾個特點： ⑴充分利用多種教學素材（如視頻、圖片、動畫等），創(chuàng)設出生動有趣、詩情畫意的教學情境，使學生很快進入一種愿學、樂學的學習狀態(tài)。 ⑵貫徹新課程“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，注意從學生身邊或社會實踐活動中選取典型事例，并緊密聯系學生已有的直接經驗，使抽象的物理概念變成生動、形象的認知對象，從而有效地降低了概念學習的難度。 ⑶對于質點、參考系等概念，不是將現成的結論直接告知給學生，而是著力拓展它們的建立過程，在情景中提出學習和探究的主題后，精心設計問題串，把學習的主題分解成若干問題，在一系列的解決過程中逐漸達成對概念的深入、全面的認識，從中體會基本的物理思想方法。