第一章 第1节 质点 参考系和坐标系ohh江苏省大港中学
★新课标要求ohh江苏省大港中学
(一)知识与技能ohh江苏省大港中学
1、知道质点的概念及条件。ohh江苏省大港中学
2、知道参考系概念及作用。ohh江苏省大港中学
3、掌握坐标系的简单应用。ohh江苏省大港中学
(二)过程与方法ohh江苏省大港中学
1、体验质点的条件及意义,初步掌握科学抽象这种研究方法。ohh江苏省大港中学
2、体验不同参考系中运动的相对性,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。ohh江苏省大港中学
3、体会用坐标方法,描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较。增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。ohh江苏省大港中学
(三)情感、态度与价值观ohh江苏省大港中学
1、认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性。培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神。ohh江苏省大港中学
2、不同的参考系中现象不同,帮助学生建立辨证唯物主义的世界观。ohh江苏省大港中学
★教学重点ohh江苏省大港中学
理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法。ohh江苏省大港中学
★教学难点ohh江苏省大港中学
将一个实际的物体抽象为质点的条件。ohh江苏省大港中学
★教学方法ohh江苏省大港中学
教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。ohh江苏省大港中学
★教学过程ohh江苏省大港中学
本节课学习目标:ohh江苏省大港中学
1、 学习并理解运动的概念,知道参照物、参考系等概念。ohh江苏省大港中学
2、 学习质点概念,了解质点是一个理想化模型,学会判断什么情况下物体能理想化成质点。ohh江苏省大港中学
一、机械运动ohh江苏省大港中学
师:今天我们来学习一个最基本的物理概念:运动。说到运动,很多同学肯定会想,运动我们都知道,日常生活中太常见了,有必要专门学习吗?。好,既然大家都认为自己很了解运动,那下面我先来问大家一个问题:我们所处的这间教室是静止还是运动的?ohh江苏省大港中学
生:我们所在的教室是静止的。ohh江苏省大港中学
师:好!那我想问一问大家:我们所在的地球是不是在转动呢?生:是。ohh江苏省大港中学
师:好!那么既然它在转动,在它上面的房屋是不是也跟着转动呢?从这样一个角度来看房屋不就是运动的吗?ohh江苏省大港中学
生:是的??ohh江苏省大港中学
师:那房屋究竟是运动的还是静止的呢?ohh江苏省大港中学
师:再举一例,大家坐过汽车,你坐在汽车里,你们想一想,路边的人会说你是静止的还是运动的?(运动的)那你再问问你旁边的乘客“我动了吗?”,他肯定会说你没有动啊,你一直坐在我的旁边啊!ohh江苏省大港中学
师:大家现在来想一想,本来我们都认为自己已经了解了什么是运动,为什么现在连一个物体是否在运动都搞不清了呢?有哪位同学能告诉我为什么会出现这样的结果呢?ohh江苏省大港中学
生:好像是我们在研究一个物体的运动时选择了不同的参照物就得出了不同的结论。ohh江苏省大港中学
师:很好,其实大家的潜意识里都知道要研究一个物体的运动必须选择一个参照物,选择不同的参照物会得出不同的结论,只是没有把它上升到理论的角度,现在我们用精确的语言从理论高度对运动进行定义ohh江苏省大港中学
定义:机械运动: 一个物体相对于另一个物体空间位置随时间的变化叫做机械运动,简称运动。ohh江苏省大港中学
分类:ohh江苏省大港中学
1、 平动:也称平移,运动物体上任意两点所连成的直线,在整个运动过程中始终保持平行,这种运动叫做“平动”。在同一时刻,平动物体上各点的速度和加速度均一样ohh江苏省大港中学
2、 转动:运动物体上,除转动轴上各点外,其它各点都沿同一转动轴做圆周运动,各点的运动轨迹是以转动轴为中心的同心圆。ohh江苏省大港中学
参考系:我们研究物体的运动时所选择的参照物又叫做参考系。ohh江苏省大港中学
生活中的错觉:1、坐在列车上盯着站台上的另一列车,有时我们会以为自己坐的列车启动了,而其实是我们所看的那列车启动了,为什么会这样呢?由于列车是否启动是以地面为参考系的,由于坐在列车中的我们只能看到对面的列车,而不能看到地面或相对于地面静止的物体,无法以地面为参考系来判断列车是否启动,只能以自己乘坐的火车和对面的火车为参考系,无论哪列火车启动,以对面的列车为参考系都会认为自己的火车启动,以自己为参考系就会认为对面的列车启动了;2、趴在桥上看水流有时会觉得桥在走而不是水在流……ohh江苏省大港中学
课堂练习:ohh江苏省大港中学
例1、一个人围操场走了一圈,你说它发生机械运动了吗?飞行员为什么能抓住子弹?ohh江苏省大港中学
答:有;它们相对静止。ohh江苏省大港中学
例2、仔细分析下面各种运动的参考系ohh江苏省大港中学
1、 太阳从东方升起,西方落下。ohh江苏省大港中学
2、 月亮在云中穿行。ohh江苏省大港中学
3、 车窗外树木向后倒退。ohh江苏省大港中学
4、 “小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”“坐地日行八万里”ohh江苏省大港中学
5、 “看山恰似走来迎,仔细看山山不动。”ohh江苏省大港中学
例3、飞机上丢炸弹,若以地面为参考系,炸弹是如何运动的?若以飞机为参考系,炸弹是如何运动的?ohh江苏省大港中学
例4、甲乙丙三架观光缆车,甲中乘客看到一高楼在向下运动,乙中乘客看到甲向下运动,丙中乘客看到甲乙都在向上运动,则甲乙丙相对于地面的运动情况是(BCD)ohh江苏省大港中学
A、甲向上,乙向下,丙不动ohh江苏省大港中学
B、甲向上,乙向上,丙不动ohh江苏省大港中学
C、甲向上,乙向上,丙向下ohh江苏省大港中学
D、甲乙丙都向上,只不过丙比甲乙都慢ohh江苏省大港中学
总结理解:1、运动是相对的,没有绝对静止的物体,因为没有哪个物体相对于所有的物体都是静止的。2、运动只涉及两个物体,一个是被研究的物体,一个是参照物,与其它物体无关。3、参考系可以任意选取,以使问题简单方便为原则。如无特殊说明,选择地面或相对地面不动的物体作参考系。ohh江苏省大港中学
情境:A在教学楼前从东向西走,A相对于教学楼如何运动?教学楼相对于A如何运动?(A相对于教学楼向西运动,教学楼相对于A向东运动)ohh江苏省大港中学
在这个例子里,人和教学楼之间的相对位置发生了变化,当选A为参考系时,教学楼向东运动,仔细体会这个结论,我们会发现这样一层意思:当我们选择一个物体为参考系时,总是假定这个参考系是不动的,认为物体间相对位置的变化是由于被研究物体的运动所致。如选A为参考系时,假定A是不动的,A与教学楼之间相对位置的变化是由于教学楼向东运动所致的。ohh江苏省大港中学
补充:1、参考系是假定不动的ohh江苏省大港中学
二、坐标系ohh江苏省大港中学
物理研究中为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立坐标系(坐标系相对于参考系是静止的)。ohh江苏省大港中学
一维ohh江苏省大港中学
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如上图我们如何建一个数学坐标系来定量表示ABC三个位置, A在收费站的西边100米,B在收费站东100米,C在收费站东面200米。ohh江苏省大港中学
如何建立坐标系: ohh江苏省大港中学
1、(作实物图的简化图)作一直线沿ABC所在的直线方向,据物体实际位置关系在直线上用点把它们标出。ohh江苏省大港中学
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2、确定正方向(任意,此处以正东为正方向)。ohh江苏省大港中学
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3、取原点(任意),并指出原点所代表的参照物。ohh江苏省大港中学
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4、标出位置坐标。A(-100),B(+100),C(+200)ohh江苏省大港中学
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领悟:坐标的正负表示物体是在原点正方向的一侧还是负方向的一侧,坐标值的大小表示物体到原点的距离。(位置坐标用X表示)ohh江苏省大港中学
注意:原点的选择是任意的,一般情况下以参照物为原点,但没有要求一定以参照物为原点。ohh江苏省大港中学
变式1:若以B为原点,坐标值应该是多少呢?ohh江苏省大港中学
对于选择不同的原点,物体的坐标值将会不一样,但物体的位置关系是确定的。ohh江苏省大港中学
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,选井口处为原点,水桶竖直向上提升的路线为x轴,向上为正方向,则水桶在水面时的位置坐标为 -4m ,最后水桶的位置坐标是 1m 。如果选水面为坐标原点,那么水桶在水面时的位置坐标为 0m ,最后水桶的位置坐标为 5m 。ohh江苏省大港中学
二维和三维ohh江苏省大港中学
必要的时候我们还会用到二维坐标系和三维坐标系。(举例:作校园平面图找自己方位)ohh江苏省大港中学
三、质点ohh江苏省大港中学
现实世界中,物体的运动形式是多种多样的,就算是同一个运动物体上,各点的运动情况也往往是不一样的,如展翅高飞的雄鹰的身体和翅膀的运动是不一样的;列车车身和车轮的运动是不一样的。影响物体运动的因素通常也十分复杂,要研究一个运动涉及的所有方向往往很难甚至不可能,为了寻找问题的突破口,物理学中通常用建立物理模型的方法,抓住问题的主要因素,忽略次要因素,从而将问题简化。ohh江苏省大港中学
就拿一辆正在行驶的汽车来说,车身的运动与轮子的运动是不一样,同时汽车内部的轴承、发动机等都在以不同的形式在运动,我们不可能把这些所有的运动都进行研究。所以我们在研究问题的过程中具体问题具体分析。ohh江苏省大港中学
(1)、求10m长,以10m/s匀速的汽车完全通过20m长的桥所需要的时间。ohh江苏省大港中学
解: