高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系教案设计

质点 参考系  教学设计

教学目标

（1）知道质点的概念及条件．

（2）知道参考系的概念及作用．

（3）掌握坐标系的简单应用．

（4）体验质点的条件及意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法．

（5）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．

（6）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．

（7）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．

设计理念

    关于质点教学，通过在教学中创设多样的问题情景，引导学生讨论并总结质点的概念，关于参考系教学，学生已具有一定的基础，所以可以以学生自学为主，引导学生对初中所学的参照物进行迁移，通过讨论、思考与探究等加深对知识的理解和应用，最后再设计一个活动，让学生体会到初中物理与高中物理关于“参考系”与“参照物”的认识程度的不同。由于设计的活动里涉及了坐标系，但学生初中数学已经学过坐标系，所以本节课就涉及了坐标系的使用，关于坐标系的处理，本节课是只应用，不重点介绍坐标系本身。

学情分析

学生在初中已经接触到了参考系的概念，但理解不够深入。对于坐标系只是在数学中进行了学习，还没有被应用到物理问题的解决中。初中学习了的概念：参照物、机械运动。初中生已经建立的理想模型有：光线、磁感线、电路图、力的示意图等。

教学重难点

重点：质点概念的理解、参考系的选取

难点：理想化模型——质点的建立，及其相应的思想方法。

教学用具

羽毛、竹蜻蜓、纸稚

教学过程

新课引入

一、物体和质点

教师演示1：教师将课前准备好的羽毛举高后释放，让同学们认真观察羽毛的运动情景．

提出问题：羽毛在下落的过程中有什么特点？

学生认真思考后回答出羽毛的下落情况：一方面有自转，一方面整体下落。

教师演示2：教师将漂亮的竹蜻蜓双手一搓，竹蜻蜓便飞到同学们中间。

提出问题：竹蜻蜓的运动跟羽毛的运动一样吗？它又有什么特点？

学生合作讨论得到结果：既有向前的飞行，又有自身的转动。

课件展示：通过大屏幕播放各种各样的物体的运动：雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，学生的军训视频，火车在田野里高速行驶，冬奥会上滑雪运动员在空中的翻腾动作……

教师点评：自然界物体的运动是多种多样的，要想详细而准确地描述物体上各部分的运动，是一件十分困难的事。根据刚才的演示实验思考，描述物体运动的困难和麻烦出在哪里？能不能克服这些麻烦呢？

结论归纳：详细描述物体运动的困难就在于物体有自己的大小和形状．

教师点评：物体的大小和形状在一些问题的描述过程中，起着重要的作用，不可忽略，如军训时教官指导你们的动作要领；滑雪裁判根据运动员在空中翻滚的动作打分时，大小和形状就起了关键作用．

讨论交流：是不是我们研究的所有问题，大小和形状都起关键作用而不可忽略呢？

创设情境（PPT大屏幕播放）

情景一：地球绕太阳公转。

情景二：远洋航行的轮船，指挥部要确定它在海洋中的位置。

情景三：从斜面上滑下的木块。

情景四：火车在从南京开往上海的途中。

合作讨论：在以上四种情景中，物体的形状和大小对所研究的问题有没有影响？

学生合作讨论后得到结论：在以上所研究的问题中，物体的大小和形状对所研究的问题没有影响。

看来，在某些情况下，真的可以不用考虑物体的大小和形状．但是能忽略掉物体的质量吗？显然是不行的．因此，我们突出“物体具有质量”这一要素，把它简化为一个有质量的点，称为质点．那么，对实际运动的描述，就转化为对质点的运动描述．

学生讨论：对比以上所看到的物体的各种运动，并作对比，讨论在什么情况下物体的大小和形状可以忽略，即探究可看做质点的条件。

学生回答……

……

……

引导学生发现：当物体的尺寸远小于研究的尺寸时，就可以忽略物体的大小和形状。

创设情景：沿一个方向推动桌面上的物理课本，测量书本移动20厘米距离所用的时间，是否可以将书本视为质点，为什么？

学生回答……

引导学生发现：有时虽然不能忽略物体的大小和形状，但是，物体上各点的运动情况完全相同，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，也可以把物体看成质点。

情景延伸：在桌面上找一点A，测量书本经过A点时所用的时间，是否可以将书本视为质点，为什么？

学生回答……

引导学生认识到：一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。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。培养学生的辩证观点。

教师总结：理想模型法，明确质点就是一理想化模型。此时可视时间情况，让学生回忆初中时学过哪些理想模型。

回看结论，设计问题：有时虽然不能忽略物体的大小和形状，但是，物体上各点的运动情况完全相同，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，也可以把物体看成质点。现实生活中能有这样的物体吗？那这一能把物体看成质点的条件在现实生活中还有没有应用的意义？

学生回答……

引导学生发现：没有各点运动完全相同的物体，但有各点运动相差很小的物体

教师总结：在现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想化模型”十分接近，在一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想化模型”来处理。

二、参考系

学生自学，迁移初中参照物的相关知识。学生已经具备由于参照物选取的不同，判断物体是运动的还是静止的能力。

活动：观察参考系选取的不同，纸稚的运动轨迹

（此活动仅让学生实验现象有个初步的认识、感悟）

创设情景： 让纸稚从空中由静止开始下落，为了描述纸稚的下落时的运动情况，我们需要先选择参考系，你准备选择什么为参考系？

学生回答……（基本上是地面）

为了更好地描述纸稚的下落情况，我们可以在所选择的参考系上建立一个直线坐标系，由于白板相对于地面是静止的，所以在地面上建立坐标系跟在白板上建立坐标系是等效的。

演示实验，学生观察纸稚在直线坐标系中的位置的变化，轨迹是一条直线

若我们选择一个运动的物体为参考系呢，那纸稚的下轨迹会是什么样子呢?

为了研究的方便，你觉得选择什么样的运动物体作为参考系呢？

学生回答……

学生与老师合作完成实验

教师粗略地画出轨迹并简单讲解一下

学生体验活动，一人往下画线，模拟纸稚下落，一人拉动黑板，台下学生可用纸与笔完成类似活动。

教师总结：初中阶段关于参照物的学习，我们只需要知道由于参照物选取的不同，物体是静止的还是运动的即可，高中阶段我们需要研究选择了不同的参考系后，物体的运动具体怎样来描述。

教学反思：