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教科版 (2019)必修 第一册第一章 描述运动的基本概念1 参考系 时间 质点教学设计及反思
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这是一份教科版 (2019)必修 第一册第一章 描述运动的基本概念1 参考系 时间 质点教学设计及反思，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
1.知识与技能：
（1）知道参考系的概念及作用。知道质点的概念及条件。
（2）知道时间和时刻的区别与联系。
（3）知道质点的概念及条件。
2.过程与方法：
（1）体会用坐标表示时刻与时间的优越性，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。
（2）理解质点的条件及意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法。
3.情感态度与价值观：
（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。
（2）通过分析不同参考系中的运动现象不同，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】
1.明确参考系的概念及运动的关系。
2.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
3.质点概念的建立。
【教学难点】
质点、参考系的概念。
【教学过程】
一、导入新课。
出示动画：地球自转和公转
教师提问：地球是怎么样运动的？
参考答案：在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。
出示名人名言：著名德国物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”
今天我们通过引入参考系和质点这两个重要概念来准确描述复杂的运动。
二、讲授新课。
（一）参考系
1．出示图片：图1-1-1（a）运动员驾驶摩托艇劈波斩浪
思考讨论：运动员、摩托艇是静止的还是运动的？
参考答案：运动员相对于摩托艇静止不动的，但是运动员、摩托艇相对于地面是运动的。
2．参考系
（1）定义：作为参照的物体叫作参照物，它以及与它保持相对静止的物体组成一个系统，叫作参考系。
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，前句是以______________为参考系，后句是以___________________为参考系。
答案：巍巍青山；小小竹排。
（2）参考系的选择原则上是任意的，只是选择不同的参考系，物体的运动情况可能会有所不同。
出示图片：自行车的运动
例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系。
（3）同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。
出示图片：图1-1-2“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站对接
以地面为参考系，神州十一号是______________的；以天宫二号为参考系，飞船中的宇航员认为天宫二号是____________的。
答案：运动；静止
注意：比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义
（二）时间和时刻
1.时刻和时间间隔
（1）时刻：是指某一瞬时。
（2）时间间隔：是指两时刻的间隔，时间间隔简称时间对应于某个过程。
提出问题：研究物体的运动离不开时间，我们的生活与时间紧紧联系在一起，我们常说“火车开车时间是早上8:00”“一节课的时间是45分钟”。这两句话中“时间”的意思相同吗？
这两种说法准确吗？应该怎么说？
参考答案：两个“时间”的意思不相同，第一句话里的时间表示时刻，第二句话里的时间表示时间间隔；其中第一句话说法不准确，应改为：火车开车的时刻是早上8:00，它表示的是某一瞬时而非某个过程。
2.时刻和时间在数轴上表示
出示图片：时间坐标轴
教师讲解：在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。
上课和下课表示的是（ ），和表示（ ）。
答案：时刻；时间
3.时间可以用公式表示
式中和分别表示先后两个时刻，表示这两个时刻之间的时间。
教师强调：我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。
（三）质点
1.机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动，简称运动。
出示图片：图1-1-1（a）运动员驾驶摩托艇劈波斩浪（b）滑冰运动员终点前冲刺（c）体操运动员在单杠上的大回环（d）跳高运动员背越式过杆
教师提问：怎么描述图片上的运动？
答案：（a）图中的摩托艇驾驶员身体的各部分运动情况都相同，这类运动称为平动。
（b）图中的滑冰运动员在终点前冲刺的一小段过程，也可以看作平动。
（c）图中体操运动员在单杠做大回环时，身体的各个部分都绕单杠做圆周运动，但各部分的圆周半径各不相同，这种运动称为转动。
（d）图所示的跳高运动员在做背越式跳高动作时，其运动可以看作是既有平动又有转动的复杂运动。
教师总结：可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。
思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？
出示参考答案：这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般说来并不一样。
在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。
出示课件关于质点的有关概念
2.质点
（1）定义：在满足一定条件时，我们可以把物体简化、抽象为一个具有质量的点，称为质点。
（2）质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。
（3）质点是一种理想化的“物理模型”
①质点是典型的物理模型之一，质点忽略次要因素：形状和大小、突出主要因素：质量。
②在物理学中，突出问题的主要因素，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。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。
观察思考：观察图片中物体的运动说说在什么情况下可以看作质点？
研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究地球自转；体操运动员比赛；研究火车从上海到南京通过的路程。
同步出示图片：飞机、地球自转和公转、体操运动员、火车
参考答案：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度，地球公转时和火车从上海到南京通过的路程时，此时的飞机、地球、火车本身的大小和形状是对所研究的问题没有多大的影响属于次要因素，因此可忽略，可看成质点；研究地球自转和研究体操运动员比赛、要研究各个点的情况，所以不能用点来代替，形状和大小不能忽略，不可以看作质点。
教师总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
典型例题：例1研究以下运动时，物体不可以当作质点的是（ ）
A．自转的地球
B．研究体操运动员在平衡木上的动作时
C．直升机飞行时螺旋桨的转动
D．从高处自由下落的石
解析：A．地球在自转的过程中，不能用一个点代替地球，形状和大小不能忽略。故A正确。
B．研究体操运动员在平衡木上的动作时，要研究各个点的情况，所以运动员不能用点来代替，形状和大小不能忽略，故B正确。
C．直升机飞行时螺旋桨的转动，此时螺旋桨的形状是不能忽略的，所以此时不能看成质点，故C正确。
D、从高处自由下落的石块其体积是可以忽略的，所以此时的石头可以看成是质点，故D错误。故选ABC。
思考与讨论：运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动。在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？
出示图片：香蕉球示意图
研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点，因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。
例如：研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。
3.物体能看作质点的情况
（1）对于各部分运动情况不同的物体，如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计时，可以把物体抽象为一个点。
（2）对于做平动的物体，由于各部分的运动情况都相同，即它们的位置随时间变化的规律都相同，我们可以用其中的某一个点代表其整体的运动。
三、课堂练习
1.机械运动中，物体位置的变化是指研究的物体与______________之间的位置变化。
答案：参考系
2.宋代诗人陈与义乘小船出游，曾写下诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”。诗中描述“云不动”是以______________为参考系，“云与我俱东”是以______________为参考系。
答案：小船；河岸.
3. 小王走路上学用了30分钟走了一千米，此处的“30分钟”指_________。（选填“时间”或“时刻”）
答案：时间
4.在飞驰的高铁列车上，乘客看到窗外电线杆向后运动。在描述“电线杆向后运动”时，所选的参考系是（ ）
A．乘客乘座的高铁列车
B．路旁的树木
C．高铁站的站台
D．铁路的路基
答案：A
四、拓展提高
1.下列研究中，加点标示的研究对象可视为质点的是（ ）
A．研究直升飞机飞行时各部分受力
B．研究跳水运动员空翻动作
C．研究地球绕太阳公转的周期
D．研究家用电扇叶片上各点的旋转速度
答案：C
2.关于质点，下列说法中正确的是（ ）
A．质量小的物体一定可以看作质点
B．研究地球自转时，地球可以看作质点
C．研究高台跳水运动员在空中做翻转动作时，运动员可以看作质点
D．研究运动员百米赛跑过程中的平均速度时，运动员可以看作质点
答案：D
3.在下列物体中，可视为质点的是（ ）
A．被运动员切削后旋转的乒乓球
B．做花样滑冰动作的运动员
C．马拉松比赛中的体育运动员
D．转体翻滚下落的跳水运动员
答案：C
【教学目标】
1.知识与技能：
（1）知道参考系的概念及作用。知道质点的概念及条件。
（2）知道时间和时刻的区别与联系。
（3）知道质点的概念及条件。
2.过程与方法：
（1）体会用坐标表示时刻与时间的优越性，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。
（2）理解质点的条件及意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法。
3.情感态度与价值观：
（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。
（2）通过分析不同参考系中的运动现象不同，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】
1.明确参考系的概念及运动的关系。
2.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
3.质点概念的建立。
【教学难点】
质点、参考系的概念。
【教学过程】
一、导入新课。
出示动画：地球自转和公转
教师提问：地球是怎么样运动的？
参考答案：在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。
出示名人名言：著名德国物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”
今天我们通过引入参考系和质点这两个重要概念来准确描述复杂的运动。
二、讲授新课。
（一）参考系
1．出示图片：图1-1-1（a）运动员驾驶摩托艇劈波斩浪
思考讨论：运动员、摩托艇是静止的还是运动的？
参考答案：运动员相对于摩托艇静止不动的，但是运动员、摩托艇相对于地面是运动的。
2．参考系
（1）定义：作为参照的物体叫作参照物，它以及与它保持相对静止的物体组成一个系统，叫作参考系。
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，前句是以______________为参考系，后句是以___________________为参考系。
答案：巍巍青山；小小竹排。
（2）参考系的选择原则上是任意的，只是选择不同的参考系，物体的运动情况可能会有所不同。
出示图片：自行车的运动
例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系。
（3）同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。
出示图片：图1-1-2“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站对接
以地面为参考系，神州十一号是______________的；以天宫二号为参考系，飞船中的宇航员认为天宫二号是____________的。
答案：运动；静止
注意：比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义
（二）时间和时刻
1.时刻和时间间隔
（1）时刻：是指某一瞬时。
（2）时间间隔：是指两时刻的间隔，时间间隔简称时间对应于某个过程。
提出问题：研究物体的运动离不开时间，我们的生活与时间紧紧联系在一起，我们常说“火车开车时间是早上8:00”“一节课的时间是45分钟”。这两句话中“时间”的意思相同吗？
这两种说法准确吗？应该怎么说？
参考答案：两个“时间”的意思不相同，第一句话里的时间表示时刻，第二句话里的时间表示时间间隔；其中第一句话说法不准确，应改为：火车开车的时刻是早上8:00，它表示的是某一瞬时而非某个过程。
2.时刻和时间在数轴上表示
出示图片：时间坐标轴
教师讲解：在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。
上课和下课表示的是（ ），和表示（ ）。
答案：时刻；时间
3.时间可以用公式表示
式中和分别表示先后两个时刻，表示这两个时刻之间的时间。
教师强调：我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。
（三）质点
1.机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动，简称运动。
出示图片：图1-1-1（a）运动员驾驶摩托艇劈波斩浪（b）滑冰运动员终点前冲刺（c）体操运动员在单杠上的大回环（d）跳高运动员背越式过杆
教师提问：怎么描述图片上的运动？
答案：（a）图中的摩托艇驾驶员身体的各部分运动情况都相同，这类运动称为平动。
（b）图中的滑冰运动员在终点前冲刺的一小段过程，也可以看作平动。
（c）图中体操运动员在单杠做大回环时，身体的各个部分都绕单杠做圆周运动，但各部分的圆周半径各不相同，这种运动称为转动。
（d）图所示的跳高运动员在做背越式跳高动作时，其运动可以看作是既有平动又有转动的复杂运动。
教师总结：可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。
思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？
出示参考答案：这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般说来并不一样。
在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。
出示课件关于质点的有关概念
2.质点
（1）定义：在满足一定条件时，我们可以把物体简化、抽象为一个具有质量的点，称为质点。
（2）质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。
（3）质点是一种理想化的“物理模型”
①质点是典型的物理模型之一，质点忽略次要因素：形状和大小、突出主要因素：质量。
②在物理学中，突出问题的主要因素，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。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。
观察思考：观察图片中物体的运动说说在什么情况下可以看作质点？
研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究地球自转；体操运动员比赛；研究火车从上海到南京通过的路程。
同步出示图片：飞机、地球自转和公转、体操运动员、火车
参考答案：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度，地球公转时和火车从上海到南京通过的路程时，此时的飞机、地球、火车本身的大小和形状是对所研究的问题没有多大的影响属于次要因素，因此可忽略，可看成质点；研究地球自转和研究体操运动员比赛、要研究各个点的情况，所以不能用点来代替，形状和大小不能忽略，不可以看作质点。
教师总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
典型例题：例1研究以下运动时，物体不可以当作质点的是（ ）
A．自转的地球
B．研究体操运动员在平衡木上的动作时
C．直升机飞行时螺旋桨的转动
D．从高处自由下落的石
解析：A．地球在自转的过程中，不能用一个点代替地球，形状和大小不能忽略。故A正确。
B．研究体操运动员在平衡木上的动作时，要研究各个点的情况，所以运动员不能用点来代替，形状和大小不能忽略，故B正确。
C．直升机飞行时螺旋桨的转动，此时螺旋桨的形状是不能忽略的，所以此时不能看成质点，故C正确。
D、从高处自由下落的石块其体积是可以忽略的，所以此时的石头可以看成是质点，故D错误。故选ABC。
思考与讨论：运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动。在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？
出示图片：香蕉球示意图
研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点，因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。
例如：研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。
3.物体能看作质点的情况
（1）对于各部分运动情况不同的物体，如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计时，可以把物体抽象为一个点。
（2）对于做平动的物体，由于各部分的运动情况都相同，即它们的位置随时间变化的规律都相同，我们可以用其中的某一个点代表其整体的运动。
三、课堂练习
1.机械运动中，物体位置的变化是指研究的物体与______________之间的位置变化。
答案：参考系
2.宋代诗人陈与义乘小船出游，曾写下诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”。诗中描述“云不动”是以______________为参考系，“云与我俱东”是以______________为参考系。
答案：小船；河岸.
3. 小王走路上学用了30分钟走了一千米，此处的“30分钟”指_________。（选填“时间”或“时刻”）
答案：时间
4.在飞驰的高铁列车上，乘客看到窗外电线杆向后运动。在描述“电线杆向后运动”时，所选的参考系是（ ）
A．乘客乘座的高铁列车
B．路旁的树木
C．高铁站的站台
D．铁路的路基
答案：A
四、拓展提高
1.下列研究中，加点标示的研究对象可视为质点的是（ ）
A．研究直升飞机飞行时各部分受力
B．研究跳水运动员空翻动作
C．研究地球绕太阳公转的周期
D．研究家用电扇叶片上各点的旋转速度
答案：C
2.关于质点，下列说法中正确的是（ ）
A．质量小的物体一定可以看作质点
B．研究地球自转时，地球可以看作质点
C．研究高台跳水运动员在空中做翻转动作时，运动员可以看作质点
D．研究运动员百米赛跑过程中的平均速度时，运动员可以看作质点
答案：D
3.在下列物体中，可视为质点的是（ ）
A．被运动员切削后旋转的乒乓球
B．做花样滑冰动作的运动员
C．马拉松比赛中的体育运动员
D．转体翻滚下落的跳水运动员
答案：C
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