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111 第一章 運動的描述 【全章概述】 本章中，我們要學(xué)習(xí)描述運動的基本物理量：位移、速度、加速度等，要通過對這些問題的研究，了解和體會物理學(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），以及處理實驗數(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)會物理學(xué)研究問題的思想和方法，這對今后的學(xué)習(xí)是十分重要和有益的。 本章可分為3個單元 一、質(zhì)點等相關(guān)概念 二、運動及相關(guān)“快慢’的描述量（速度和加速度） 三、使用打點計時器測速度 【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)識如何建立運動中的相關(guān)概念，并體會用概念去描述相關(guān)質(zhì)點運動的方法。了解質(zhì)點、位移、速度、加速度等的意義。 2、通過史實初步了解近代實驗科學(xué)的產(chǎn)生背景，認(rèn)識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用，并學(xué)會用計時器測質(zhì)點的速度和加速度。 3、通過學(xué)習(xí)思考及對質(zhì)點的認(rèn)識，了解物理學(xué)中模型和工具的特點，體會其在探索自然規(guī)律中的重要作用。如質(zhì)點的抽象、參考系的選擇、勻速直線運動的特點等。 4、體會物理學(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，如瞬時速度、圖象等。 1.1 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系 【新課標(biāo)要求】 （一）知識與技能 1、知道質(zhì)點的概念及條件。 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、體驗質(zhì)點的條件及意義，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。 2、體驗不同參考系中運動的相對性，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)計實驗并體會比較。增強學(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)識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性。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】 理解質(zhì)點概念以及初步建立質(zhì)點概念所采用的抽象思維方法。 【教學(xué)難點】 將一個實際的物體抽象為質(zhì)點的條件。 【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)用時】 1課時 【教學(xué)過程】 （一）引入新課 教師活動：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：要描述物體的機械運動，本節(jié)課將從哪幾個方面去描述？ 學(xué)生活動：通過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進(jìn)一步描述物體的運而引入的，要研究物體的運動首先從學(xué)好這些基本概念入手。 （二）進(jìn)行新課 1、對質(zhì)點概念的學(xué)習(xí) 教師活動：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“物體和質(zhì)點”一部分，同時提出問題： 1、為什么在某些情況下要把物體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點？ 2、什么情況下才可以把物體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點？ 3、把物體轉(zhuǎn)化為質(zhì)點是一種怎樣的研究方法？ 學(xué)生活動：首先留出時間讓學(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：教師幫助學(xué)生總結(jié)，回答學(xué)生可能提出的問題，進(jìn)行點評。 學(xué)生活動：思考P11“問題與練習(xí)”第1小題，討論后作出解答。 教師活動：針對學(xué)生的回答進(jìn)行點評。 2、對參考系概念的學(xué)習(xí) 教師活動：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：學(xué)生閱讀教材，思考問題，在閱讀中自己尋求答案。 教師活動：針對學(xué)生的見解作點評，對學(xué)生可能提出的問題進(jìn)行解答。 學(xué)生活動：思考P12 “問題與練習(xí)”第2小題，討論后作出解答。 教師活動：針對學(xué)生的回答進(jìn)行點評。 3、對坐標(biāo)系概念的學(xué)習(xí) 教師活動：（提出問題）若物體在只一條直線上運動，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？ 學(xué)生活動：學(xué)生閱讀教材，思考問題，在閱讀中自己尋求答案。 教師活動：針對學(xué)生的見解作點評，對學(xué)生可能提出的問題進(jìn)行解答。 學(xué)生活動：完成以下問題：從A到B位置變化了多少？你是如何得到的？ 學(xué)生活動：就“說一說”欄目所提問題展開討論，并發(fā)表見解， 對于在平面上運動的物體，例如冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？ 教師活動：針對學(xué)生的回答進(jìn)行點評。 （三）課堂小結(jié) 1、質(zhì)點――理想模型 質(zhì)點是一種科學(xué)抽象，是在研究物體運動時，抓住主要因素，忽略次要因素，對實際物體的近似，是一個理想化模型。 一個物體能否視為質(zhì)點，要具體情況具體分析。例如：一列火車從北京開往上海，在計算運行時間時，可以忽略列車的長短，把它視為質(zhì)點；但是，同樣這列火車，要計算它通過黃河鐵路大橋所需時間時，必須考慮列車的長度，不可把列車視為質(zhì)點。 一個物體能否看作質(zhì)點，主要取決于物體的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的公轉(zhuǎn)時，地球的大小相對它到太陽的距離可以忽略，故可視為質(zhì)點；乒乓球雖然小，在研究它的旋轉(zhuǎn)對運動的影響時，卻不能看成質(zhì)點。 2、實際物體在下列三種情況下都可簡化為質(zhì)點： （1）物體的大小和形狀對研究問題的影響可忽略不計。 （2）物體上的各點的運動情況都是相同的，所以研究它上面某“點”的運動規(guī)律就可以代表它的整體運動情況了，故此物體也可當(dāng)質(zhì)點處理。 （3）有轉(zhuǎn)動、但相對平動而言可以忽略時，也可以把物體視為質(zhì)點。 如汽車在運行時，雖然車輪有轉(zhuǎn)動，但我們關(guān)心的是車輛整體運動的快慢，故汽車可以看成質(zhì)點。 （四）課堂練習(xí) 1、下列哪些現(xiàn)象是機械運動 A．神舟5號飛船繞著地球運轉(zhuǎn) B．西昌衛(wèi)星中心發(fā)射的運載火箭在上升過程中 C．鐘表各指針的運動 D．煤燃燒的過程 2、在研究下列哪些運動時，指定的物體可以看作質(zhì)點 （ ） A．從廣州到北京運行中的火車 B．研究車輪自轉(zhuǎn)情況時的車輪． C．研究地球繞太陽運動時的地球 D．研究地球自轉(zhuǎn)運動時的地球 3、下列關(guān)于質(zhì)點的說法中正確的是 （ ） A．體積很小的物體都可看成質(zhì)點 B．質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點 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，就可以看成質(zhì)點 D．只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物體不可看做質(zhì)點 4、第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000 m高空飛行時，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個 小東西，他以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓過來，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。飛行員能抓到子彈，是因為（ ） A．飛行員的反應(yīng)快 B．子彈相對于飛行員是靜止的 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 5、 質(zhì)點由西向東運動，從A點出發(fā)到達(dá)C點再返回B點靜止。如圖，若AC=100m，BC=30m，以B點為原點，向東為正方向建立直線坐標(biāo)，則：出發(fā)點的位置為 m，B點位置是 m，C點位置為 m，A到B位置變化是 m，方向 。C到B位置變化為 m，方向 . 【布置作業(yè)】 書面完成P12 “問題與練習(xí)”第3題。 【教后記】 本節(jié)學(xué)習(xí)的質(zhì)點等概念是運動學(xué)乃至整個力學(xué)的最基本、最重要的概念。一方面，這些概念的運用貫穿于力學(xué)中的各個章節(jié)，另一方面還提供了重要的科學(xué)思維方法：解決問題時，首先把實際問題抽象成物理模型，然后用數(shù)學(xué)方法描述這個模型，并尋求解決的辦法。 學(xué)習(xí)質(zhì)點的概念時，重在讓學(xué)生理解體會質(zhì)點是一種理想化的模型，是對實際物體的近似，是一種科學(xué)抽象，其含義：自然界中任何一種事物及其運動變化，都是比較復(fù)雜的，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，通過對多個實例的討論分析，逐漸領(lǐng)會這種科學(xué)思維方法，學(xué)會獨立分析，切忌機械記憶。 【板書設(shè)計】 1.1 質(zhì)點、參考系與坐標(biāo)系 1.物體和質(zhì)點 （1）質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。 （2）質(zhì)點是人們?yōu)榱耸箤嶋H問題簡化而引入的理想化模型。 （3）物體看成質(zhì)點的條件：一個物體能否看成抽象成質(zhì)點，并不是取決于物體的形狀和體積大小，這要看具體情況而定。 2.參考系 （1）要描述一個物體的運動，就必須選擇另外一個物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個被選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體就叫做參考系。 (2)選擇不同的參考系來觀察同一個物體的運動，觀察的結(jié)果可能會有所不同。 (3)在運動學(xué)中，參考系的選取是任意的，但在實際選擇參考系時應(yīng)以運動的描述盡可能簡單為原則。 3.坐標(biāo)系 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適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 (1)一維坐標(biāo)：描述物體在一條直線上運動，即物體做一維運動時，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。 (2)二維坐標(biāo)：平面直角坐標(biāo)，描述物體在一平面內(nèi)運動，即二維運動時，需采用兩個坐標(biāo)確定它的位置， (3)三維坐標(biāo)：立體坐標(biāo)系，描述物體在空間的運動。 111