（高一物理）第一章 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系一 新課標(biāo) 人教版（通用）

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1、第一章 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系一 全章概述 本章中，我們要學(xué)習(xí)描述運(yùn)動(dòng)的基本物理量：位移、速度、加速度等，要通過對(duì)這些問題的研究，了解和體會(huì)物理學(xué)研究問題的一些方法如理想模型和數(shù)學(xué)方法（圖象、圖表、公式），以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等，這些都是今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生注意學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)物理學(xué)研究問題的思想和方法，這對(duì)今后的學(xué)習(xí)是十分重要和有益的。 本章可分為3個(gè)單元 一、質(zhì)點(diǎn)等相關(guān)概念 二、運(yùn)動(dòng)及相關(guān)“快慢’的描述量（速度和加速度） 三、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 新課標(biāo)要求 本章為必修模塊物理1的第一部分。 1、通過本章學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)如何建立運(yùn)動(dòng)中的相關(guān)概念，并體會(huì)

2、用概念去描述相關(guān)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方法。了解質(zhì)點(diǎn)、位移、速度、加速度等的意義。 2、通過史實(shí)初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的產(chǎn)生背景，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用，并學(xué)會(huì)用計(jì)時(shí)器測(cè)質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度。 3、通過學(xué)習(xí)思考及對(duì)質(zhì)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，了解物理學(xué)中模型和工具的特點(diǎn)，體會(huì)其在探索自然規(guī)律中的重要作用。如質(zhì)點(diǎn)的抽象、參考系的選擇、勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)等。 4、體會(huì)物理學(xué)中，相關(guān)條件的特征及作用，科學(xué)的方法在物理學(xué)中的意義，如瞬時(shí)速度、圖象等。 新課程學(xué)習(xí) 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系 ★新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)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(jiǎn)單應(yīng)用

3、。 （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(dòng)的相對(duì)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(shí)的能力。 3、體會(huì)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(huì)比較。增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識(shí)和能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)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

4、一個(gè)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 （一）引入新課 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材第一段，并粗看這節(jié)課的黑體字標(biāo)題，提出問題：要描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，本節(jié)課將從哪幾個(gè)方面去描述？ 學(xué)生活動(dòng)：通過閱讀、思考，對(duì)本節(jié)涉及的概念有個(gè)總體印象，知道這些概念都是為了進(jìn)一步描述物體的運(yùn)而引入的，要研究物體的運(yùn)動(dòng)首先從學(xué)好這些基本概念入手。 （二）進(jìn)行新課 1、對(duì)質(zhì)點(diǎn)概念的學(xué)習(xí) 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“物體和質(zhì)點(diǎn)”一部分，同時(shí)提出問題： 1、為什么在某些情況下要把物體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)？ 2、什么情況下才可以把物

5、體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)？ 3、把物體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)是一種怎樣的研究方法？ 學(xué)生活動(dòng)：首先留出時(shí)間讓學(xué)生閱讀教材，然后每四人一組展開討論，每組選出代表發(fā)表見解，提出疑問； 教師活動(dòng)：教師幫助學(xué)生總結(jié)，回答學(xué)生可能提出的問題，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 學(xué)生活動(dòng)：思考P13“問題與練習(xí)”第1小題，討論后作出解答。 教師活動(dòng)：針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 2、對(duì)參考系和坐標(biāo)系概念的學(xué)習(xí) 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，仔細(xì)觀察插圖1.1-3和圖1.1-4，并思考圖中所提出的問題，想一想為什么要選參考系？應(yīng)怎樣選擇參考系？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀教材，思考問題，在閱讀中自己尋求答案。就“說(shuō)一說(shuō)”欄目所提問題展開討論，并發(fā)表

6、見解， 教師活動(dòng)：針對(duì)學(xué)生的見解作點(diǎn)評(píng)，對(duì)學(xué)生可能提出的問題進(jìn)行解答。 學(xué)生活動(dòng)：思考P13“問題與練習(xí)”第2、3小題，討論后作出解答。 教師活動(dòng)：針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 1、質(zhì)點(diǎn)――理想模型 質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，抓住主要因素，忽略次要因素，對(duì)實(shí)際物體的近似，是一個(gè)理想化模型。 一個(gè)物體能否視為質(zhì)點(diǎn)，要具體情況具體分析。例如：一列火車從北京開往上海，在計(jì)算運(yùn)行時(shí)間時(shí)，可以忽略列車的長(zhǎng)短，把它視為質(zhì)點(diǎn)；但是，同樣這列火車，要計(jì)算它通過黃河鐵路大橋所需時(shí)間時(shí)，必須考慮列車的長(zhǎng)度，不可把列車視為質(zhì)點(diǎn)。 一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，主要取決于物體的

7、大小和形狀在所研究的問題中是否屬于次要的、可以忽略的因素，而不是僅僅取決于物體的大小。地球雖然很大，但在研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小相對(duì)它到太陽(yáng)的距離可以忽略，故可視為質(zhì)點(diǎn)；乒乓球雖然小，在研究它的旋轉(zhuǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，卻不能看成質(zhì)點(diǎn)。 2、實(shí)際物體在下列三種情況下都可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)： （1）物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可忽略不計(jì)。 （2）物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都是相同的，所以研究它上面某“點(diǎn)”的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以代表它的整體運(yùn)動(dòng)情況了，故此物體也可當(dāng)質(zhì)點(diǎn)處理。 （3）有轉(zhuǎn)動(dòng)、但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí)，也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。 如汽車在運(yùn)行時(shí)，雖然車輪有轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們關(guān)心的是車輛整體運(yùn)動(dòng)

8、的快慢，故汽車可以看成質(zhì)點(diǎn)。 （四）實(shí)例探究 ☆關(guān)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí) ［例1］ 下列哪些現(xiàn)象是機(jī)械運(yùn)動(dòng) A．神舟5號(hào)飛船繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn) B．西昌衛(wèi)星中心發(fā)射的運(yùn)載火箭在上升過程中 C．鐘表各指針的運(yùn)動(dòng) D．煤燃燒的過程 解析：A、B、C三種現(xiàn)象中物體都有機(jī)械位置的變化，所以是機(jī)械運(yùn)動(dòng)；D煤的機(jī)械位置沒有變化，所以不是機(jī)械運(yùn)動(dòng)。故ABC正確 ☆關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的應(yīng)用 ［例2］在研究下列哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，指定的物體可以看作質(zhì)點(diǎn) （ ） A．從廣州到北京運(yùn)行中的火車 B．研究車輪自轉(zhuǎn)情況時(shí)的車輪． C．研究地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球

9、 D．研究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球 解析：物體可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件是：物體的大小和形狀在所研究的問題中應(yīng)屬于無(wú)關(guān)或次要的因素。一般說(shuō)來(lái)，物體平動(dòng)時(shí)或所研究的距離遠(yuǎn)大于物體自身的某些幾何尺寸時(shí)，便可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)。 答案：AC ［例3］下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中正確的是 （ ） A．體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B．質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) C．不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸跟物體間距離相比甚小時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn) D．只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看做質(zhì)點(diǎn) 解析：一個(gè)實(shí)際物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，跟它體積的絕對(duì)大小、質(zhì)量的多少以及運(yùn)動(dòng)速度的快慢無(wú)關(guān)，主要決定于這個(gè)物體的尺寸

10、和它與周圍物體間距離相比是否能忽略，同時(shí)還跟所要研究的問題的性質(zhì)有關(guān)。例如，地球可稱得上是個(gè)龐然大物，其直徑約1.28×107m，質(zhì)量達(dá)6×1024kg，，在太空中繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)幾百米每秒。但由于其直徑與地球離太陽(yáng)的距離（約 1.5×1011m）相比甚小，因此在研究地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，完全可忽略地球的形狀、大小及地球自身的運(yùn)動(dòng)，把它看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。而同樣的這個(gè)地球，在研究其晝夜交替及一年四季的成因時(shí)，就不能把它看成質(zhì)點(diǎn)，本題的答案選C。 答案：C ☆關(guān)于參考系選擇的應(yīng)用 ［例4］ 第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000 m高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè) 小東西，他以為是一只小昆蟲，

11、敏捷地把它一把抓過來(lái)，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。飛行員能抓到子彈，是因?yàn)椋? ） A．飛行員的反應(yīng)快 B．子彈相對(duì)于飛行員是靜止的 C．子彈已經(jīng)飛得沒有勁了，快要落在地上了 D．飛行員的手有勁 解析：在日常生活中，我們經(jīng)常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其實(shí)，地面上靜止的物體（包括人）都在永不停息地隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，在地球赤道處，其速度大約為465m/s。正因?yàn)橄鄬?duì)地面靜止的物體都具有相同的速度，相互間保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，才使人們沒有覺察到這一速度的存在。當(dāng)飛行員的飛行速度與

12、子彈飛行的速度相同時(shí)，子彈相對(duì)于飛行員是靜止的，因此飛行員去抓子彈，就和我們?nèi)ツ梅旁谧郎系奈锲返母杏X和道理一樣。 答案 B 點(diǎn)評(píng)：從題中可體會(huì)出靜止的相對(duì)性，其實(shí)地面上靜止的物體（包括人）都在永不停地隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)。 ☆用坐標(biāo)描述質(zhì)點(diǎn)位置及位置變化 ［例5］ 質(zhì)點(diǎn)由西向東運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)出發(fā)到達(dá)C點(diǎn)再返回B點(diǎn)靜止。如圖，若AC=100m，BC=30m，以B點(diǎn)為原點(diǎn)，向東為正方向建立直線坐標(biāo)，則：出發(fā)點(diǎn)的位置為 m，B點(diǎn)位置是 m，C點(diǎn)位置為 m，A到B位置變化是 m，方向 。C到B位置變化為 m，方向 . 解

13、析：以B為原點(diǎn)、建立坐標(biāo)系，如圖 A（-70m）B（0m）C（+30m） A到B的變化＋70向東；C到B變化為 - 30向西 答案 見上 ★課余作業(yè) 書面完成P13“問題與練習(xí)”第4題。 ★ 本節(jié)學(xué)習(xí)的質(zhì)點(diǎn)等概念是運(yùn)動(dòng)學(xué)乃至整個(gè)力學(xué)的最基本、最重要的概念。一方面，這些概念的運(yùn)用貫穿于力學(xué)中的各個(gè)章節(jié)，另一方面還提供了重要的科學(xué)思維方法：解決問題時(shí)，首先把實(shí)際問題抽象成物理模型，然后用數(shù)學(xué)方法描述這個(gè)模型，并尋求解決的辦法。 學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)的概念時(shí)，重在讓學(xué)生理解體會(huì)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型，是對(duì)實(shí)際物體的近似，是一種科學(xué)抽象，其含義：自然界中任何一種事物及其運(yùn)動(dòng)變化，都是比較復(fù)雜的

14、，研究問題，要突出問題的主要方面，忽略次要因素。讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中，通過對(duì)多個(gè)實(shí)例的討論分析，逐漸領(lǐng)會(huì)這種科學(xué)思維方法，學(xué)會(huì)獨(dú)立分析，切忌機(jī)械記憶。 ★資料袋 300多年前，《堂·吉訶德》的作者塞萬(wàn)提斯在描寫騎士和他的侍從騎著木馬旅行時(shí)，有這樣一段故事： 人們對(duì)堂·吉訶德說(shuō)：“請(qǐng)騎在馬背上，只要你把馬脖子上的套管一扭動(dòng)，木馬就會(huì)騰空而起，平平穩(wěn)穩(wěn)地把你送到瑪朗布魯諾等待你的地方。不過，為了不使你因高速奔馳而頭暈，一定要蒙上你的眼睛才乘坐?！碧谩ぜX德和他的侍從上了馬，他們的眼睛也蒙了起來(lái)。堂·吉訶德摸到了那個(gè)套管，用力一扭。堂·吉訶德對(duì)侍從說(shuō)：“我們的旅行開始了！我詛咒，我一生從

15、來(lái)沒有騎過這樣快、這樣平穩(wěn)的馬。”侍從說(shuō)：“是的，我覺得迎面而來(lái)的大風(fēng)，就好像有許多風(fēng)箱朝我們鼓風(fēng)一樣?！笔聦?shí)上，真的是人們正在用幾個(gè)巨大的風(fēng)箱朝著他們鼓風(fēng)，木馬卻還呆在原地，一步也沒動(dòng)。 塞萬(wàn)提斯是根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理來(lái)編寫這段故事的。由運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理可知：一個(gè)人相對(duì)于周圍的物體向前運(yùn)動(dòng)，和他自己靜止不動(dòng)，周圍的物體向后運(yùn)動(dòng)，其感覺完全一樣。 運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著廣泛的應(yīng)用，研制飛機(jī)時(shí)，使用的風(fēng)洞就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。 飛機(jī)在高空飛行時(shí)，氣流對(duì)飛機(jī)的阻力和升力起著重要的作用。要取得氣流與飛機(jī)飛行之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，本應(yīng)駕飛機(jī)飛行，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是，這樣做既危險(xiǎn)又浪費(fèi)。于是人們根據(jù)相對(duì)性原理，把飛機(jī)懸吊在大型管道——風(fēng)洞中不動(dòng)，然后讓空氣從風(fēng)洞中向后高速流去，以此代替飛機(jī)在高空的飛行。這種試驗(yàn)方法，大大方便了實(shí)驗(yàn)工作的順利進(jìn)行，也大大促進(jìn)了飛機(jī)制造工業(yè)的發(fā)展。