《质点参考系和坐标系》教案物理必修一
体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。下面是小偏整理的《质点参考系和坐标系》教案物理必修一，感谢您的每一次阅读。
《质点参考系和坐标系》教案物理必修一
教学准备
教学目标
1.知识与技能：
(1)理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
(2)理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
(3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2.过程与方法：
(1)体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。
(2)通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，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。
3.情感态度与价值观：
热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。
教学重难点
重点：质点概念的理解，如何选取参考系。
难点：什么情况下可以把物体看成质点。
教学工具
教学课件
教学过程
(一)物体和质点
1.质点：用来代替物体的有质量的点.
2、为什么要引入质点的概念?
质点是一种科学的抽象，在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。
3、什么样的物体可以看作质点?
(二)参考系
关于机械运动，同学们肯定有许多的看法，下面我们一起来围绕几个常见的场景进行讨论。(1)坐火车旅行图片(2)飞机投弹图片(3)地球绕太阳转动图片
请同学们设想一下，你和一位同伴正坐在这辆火车上，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为你是怎样的。
地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况，而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的。
地球在绕太阳转动，而我们却没感觉到这又是为什么。
虽然说物体的运动是永恒的，但在描述某一物体的位置随时间的变化，却又总是相对于其它物体而言的，这便是运动的相对性。---看来，要描述一个物体的运动即位置随时间的变化，首先要选定“某个其它物体”做参考，然后再观察研究对象相对于这个选定物体的位置是否随时间变化以及怎样变化。象以上分析的，用来做参考的物体称为参考系。
由于运动描述的相对性，凡是提到运动，都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的，要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，比较才有意义!参考系选择得当就会使问题研究变的简洁、方便!比如，一个星际火箭在刚发射时，主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参考系，但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为了研究的方便，便将太阳选作参考系。为研究物体在地面上的运动，选地球作参考系最方便。再如，初中有这一问题，有一队伍正在匀速前进，通讯员从队尾匀速行至队首，再从队首行至队尾，求时间。这一问题我们选择队伍作参考系就非常方便。因此，选择参考系是研究问题的关键之一。
(三)坐标系
如果一个可以看作质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢?
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适当的坐标系，如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系。
其三要素是：原点、正方向和单位长度。
同学们认为怎样确定坐标系的坐标轴、原点、正方向和单位长度呢?
对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。
学生阅读教材“科学漫步”栏目思考书中提出的问题。
课后小结
1.知识整理：质点参考系坐标系
2.研究方法
抓住实际物理现象的主要因素，忽略次要因素，排除非本质因素的干扰，突出反映事物的本质特征，从而使物理现象或过程得到简化，建立物理模型，这就是我们必须掌握的科学研究方法——科学抽象。
课后习题
把质点、参考系和坐标系的定义抄写在作业本上。
高一物理上册必修1《质点参考系和坐标系》教案【二】
教学准备
教学目标
1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化的物理模型.
2.能说出把物体看做质点的条件.
3.知道参考系，知道对物体运动的描述具有相对性.
4.知道坐标系及其种类.
教学重难点
1.什么是质点，质点是一种理想化的物理模型.
2.把物体看做质点的条件.
3.参考系，对物体运动的描述具有相对性.
教学过程
[知识探究]
一、质点
[问题设计]
1.2013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特以9秒77逆转摘金.教练员在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把他看成一个“点”?在研究博尔特百米比赛所用的时间时，能否把他看成一个“点”?
答案不能能
2.在由北京开往广州的列车上，小伟想研究火车的运行时间，能否把火车看成一个“点”?如果要研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”?
答案能不能
[要点提炼]
1.质点：在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化成一个有质量的物质点，这样的点称为质点.
2.质点的特点
(1)质点是用来代替物体的有质量的点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素.它与几何中的“点”有本质区别.
(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”).
3.物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计.
[延伸思考]
很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点吗?请举例说明.
答案不是.研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点.
二、参考系
[问题设计]
在奔驰的大巴中，小伟看着窗外说：“快看，树在飞快地往后跑!”小霞看了说：“不对，是我们和汽车在往前跑，树怎么会动呢!”科学老师笑咪咪地说：“你们说得都对!”你同意科学老师的说法吗?为什么?
答案同意.对于一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一物体运动的描述也往往不同.
[要点提炼]
1.参考系：在描述一个物体的运动时，用来做参考的其他物体叫参考系.
2.参考系对观察结果的影响
(1)选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同.
(2)运动和静止的相对性：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这个物体是静止的;如果物体相对参考系的位置改变，我们就说这个物体是运动的.静止是相对(填“相对”或“绝对”)的，而运动是绝对(填“相对”或“绝对”)的.
3.参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的.在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系.
三、坐标系
[问题设计]
描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢?
(1)描述百米运动员在运动中的位置.
(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置.
(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置.
答案(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系;
(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系;
(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系.
[要点提炼]
1.要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，坐标系上包括原点、正方向和单位长度.
2.研究质点的直线运动时，一般建立一维直线坐标系，坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个位置.
3.坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上;坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离.
[典例精析]
一、对质点的理解
例1下列关于质点的说法中，正确的是()
A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义
B.体积很小的物体更容易看作质点
C.凡轻小的物体，皆可看作质点
D.当物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点
解析建立理想化模型是物理中重要的研究方法，对于复杂问题的研究有重大意义，A错误;一个物体能否看作质点不应看其大小，关键是看其大小对于研究的问题的影响能否忽略，体积很小的物体有时可以看成质点，有时不能看成质点，B错误;一个物体能否看作质点不以轻重而论，C错误;物体能否看成质点取决于其大小和形状对所研究的问题是否属于无关或次要因素，若是就可以看成质点，D正确.
答案D
例2分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是()
A.研究“嫦娥三号”“奔月”的过程
B.研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作
C.研究从斜面上滑下的木块的滑行时间
D.研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况
解析研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看成质点.对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析，不能把她看做质点.从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点.弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点.
答案AC
二、参考系与相对运动
例3下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()
A.诗句“飞流直下三千尺”，是以“飞流”作为参考系的
B.“钱塘江观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以潮水作为参考系的
C.“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是以万重山作为参考系的
D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以国旗作为参考系的
解析选项A中的研究对象是“水”，故是以地面为参考系，该选项错误;选项B中的研究对象是“潮水”，是以观察者为参考系，该选项错误;选项C中的研究对象是“轻舟”，是以万重山为参考系，该选项正确;选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误.
答案C
三、坐标系的建立及应用
例4在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴，向西为正方向，以长安街中心为坐标原点O，建立一维直线坐标系.一辆彩车最初在原点以东3km处，一段时间后行驶到原点以西2km处.这辆彩车的最初位置和最终位置坐标分别是()
A.3km;2kmB.-3km;2km
C.3km;-2kmD.-3km;-2km
解析坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负.彩车最初在原点以东且距原点3km处，所以最初位置坐标是-3km，同理，最终位置坐标是2km，故B正确.
答案B
[自我检测]
1.(对质点的理解)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是()
A.研究撬棒撬物体时用力大小与支点位置的关系
B.研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”
C.研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹
D.研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素
答案C
解析质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体，它是我们为了研究问题的方便而引入的一种理想化模型.C情景中物体的大小和形状能忽略，因而可看成质点;支点位置影响用力大小，撬棒不可以看做质点;研究“嫦娥”、“玉兔”两器分离过程中的技术动作时，不能把“玉兔”看成质点;扇叶所受阻力与扇叶的形状、大小有关，不能看做质点.故选C.
2.(参考系与相对运动)观察图1中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是()
图1
A.甲、乙两车一定都向左运动
B.甲、乙两车一定都向右运动
C.甲车可能运动，乙车向右运动
D.甲车可能静止，乙车向左运动
答案D
解析题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左(相对于地面而言).甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：一是甲车不动，风把小旗向左吹;二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风
把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹.对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，风才能把小旗向右吹.故只有选项D正确.
3.(坐标系的建立及应用)一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方2m处，向下为坐标轴的正方向.则小球的抛出点、落地点、被接住点的位置坐标分别是()
A.2m，-2m，-1m
B.-2m,2m,1m
C.4m,0,1m
D.-4m,0，-1m
答案B
解析根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为-2m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2m，C点为小球被接住的点，坐标为1m，所以选项B正确.
数学函数在物理教学中的运用
通过对高中物理教学中的物理模型与数学模型的转换问题进行探究，我们可以发现，数学函数在物理教学中的运用，是物理模型转化为数学模型的一种表现[1]。针对高中物理中的极值问题，函数模型的使用是对这一问题进行解决的主要方式。通过函数模型的运用，学生可以用过在所求极值的物理量和变量之间构建函数关系式的方式，利用在一定条件下求函数极值的方法对这一问题进行解决。通过对高中物理中的极值问题进行探究，我们可以发现，在高中物理学科中，极值问题主要由以下几类问题组成，其中，第一类问题是在一些等底不等高的光滑斜面上的物体下滑时间极值问题;第二类问题是追赶问题中的追及问题和未追及问题。在第一类问题之中，教师应该通过课堂教学，引导学生将等底不等高光滑斜面上的物体下滑时间极值问题转化为求时间关于斜面倾角函数的极小值问题。在对第二类问题进行讲解的过程中，教师应该通过课堂教学的方式，指导学生将追及问题和未追及问题转化为前后两者距离关于时间的函数问题和前后两者的距离关于初速度、加速度等物理量的函数关系问题的方式，对这一问题进行解决。除此之外，在对高中物理学科中物体运动研究规律问题的解决过程中，教师也可以让学生利用数学函数模型的方式对这一问题进行解决。我们以以下题目为例对数学函数模型的应用问题进行探究。如同所示，在图中A点处有一光源，在距离A点L处是一面竖直的墙壁，现从A处以V0抛出一枚小球，求小球在墙壁上的影子的运动规律。在对这一问题进行讲解的过程中，教师要通过数学函数模型的应用让学生对解题方法进行了解，在对这一问题进行解答的过程中，教师可以通过对下面的解题方式进行演示，来让学生对这一类问题的解题思路进行明确。首先，设与A点水平对应的点为O点，通过以O点为坐标原点的方式构建坐标系，再根据小球平抛运动的特点来构建函数关系式。这样通过函数关系式的确立，教师就可以让学生得出这样的一个结论，在本题中，小球影子的运动是一种匀速直线运动。这样，T时刻小球影子与O点之间的函数关系就成为了小球在墙壁上的影子的运动规律[2]。通过对本题进行讲解，学生在对这一题目的解题思路进行明确以后就会发现，在对这一问题进行解决的过程中，根据物体的受力特点对物体的运动规律进行确定，是对这一问题进行解答的一项关键因素。这就可以让学生在对类似问题进行解答的过程中，遵循一种从分析物体受力入手的物体运动规律求解方式。
《质点参考系和坐标系》教案物理必修一相关文章：