第一章 第1节质点 参考系 教案 2025-2026学年 高中物理 人教版 必修第一册

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名称 第一章 第1节质点 参考系 教案 2025-2026学年 高中物理 人教版 必修第一册
格式 docx
文件大小 215.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-10-23 10:38:36

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文档简介

第一章 运动的描述
本章重点讲述的是描述机械运动的物理量:质点、参考系、坐标系、位置、位移、路程、时间、时刻、速度、瞬时速度、平均速度、加速度等,本章不仅是下一章学习的基础,也是以后力学各章学习的基础。学生在学习直线运动时,先建立物理学概念之间的关系,用以描述运动的性质,再研究这种运动的受力条件和初速度条件,最后再去理解牛顿运动定律对运动的分析和应用,也就是解决为什么这样运动的问题。所以本章是运动学的基础,学好本章才能继续研究其他更为复杂的运动形式,才能去讨论各种运动的产生原因,才能去观察和判断各种运动的产生和发展。作为高中物理的第一章,对学生的要求虽然不高,但在教学中更应注重教会学生探究物理问题的方法和研究物理问题的科学思维方式,为后面的学习打好基础。
这一章要学习一些描述物体运动的基本物理量,这些物理量在日常生活中都是常用和常见的。在这一章的教学中要大量引入形象生动的实例,引导学生们去发现、去思考、去实践和应用,启发学生们学习研究和思考问题的科学方式和方法。
本章课程要点:
1.通过对质点的认识,体会忽略次要因素,解决主要矛盾这种处理问题的方法。质点是一种“理想化模型”,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支就是力学。人们在力学的研究中,不仅了解了物体做机械运动的规律,而且还创造了科学研究的基本方法。强调力学是物理学的基础,也是物理学及其他科学研究的典范,对物体运动的研究是物理学产生和发展的源头之一。在本章中最为突出的表现是理想化模型——质点的建立。理想化模型源于具体事物又高于具体事物,是感知、思维的产物。它的建立既是一种典范,又具有普遍意义。学习和体会这些科学方法,并尝试解决一些具体问题,让学生们体会到物理学习中的快乐。
2.体验匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用和乐趣,把实事求是和学以致用落到实处。
3.能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。通过认识描述运动的物理量:位移、路程、速度、瞬时速度、平均速度、时间、时刻、加速度等,学会用比值定义物理量。在对瞬时速度、瞬时加速度的理解和学习的过程中,体会极限思想,并学会用图像法研究和反映物理规律、辨析物理概念、解决实际问题,从而提高应用数学工具解决物理问题的能力。
4.突出了变化率的概念,变化是永恒的,不变是相对的,任何事物都是发展变化的,要用发展的观点看问题。任何事物的变化,包括物体位置的变化,总是伴随着一个过程。在这个过程中,我们关心两件事,变化的多少和变化的快慢,后者就是变化率。在研究物体的运动中,作为表示位置变化率的速度是更为核心的内容,也是学生学习中必上的一个台阶。因为它不像变化的多少那么具体,那么“看得见、摸得着”,所以教学中就应拿出更多的时间。加速度也是一种变化率,要想对加速度有更好的理解,必须对变化率有较深刻的理解。本章不仅希望从变化率的角度认识速度和加速度,还想让学生的认识得以拓展。教科书通过“科学漫步”栏目,让学生认识到:自然界中某一量D的变化可以记为ΔD,发生这个变化的时间间隔可以记为Δt,变化量ΔD与Δt之比就是这个量的变化率。变化率在描述各种变化过程中起到非常重要的作用。
探索描述物理现象的物理量总是和生活实际紧密相联的,即物理来源于生活,而又不停留于生活中的事物的表象,物理研究的是事物的本质。高中阶段是培养学生抽象思维能力和实验探究能力的重要时期,高一学生已经开始了从具体的形象思维向抽象逻辑思维的过渡。在高中的所有学科中,物理是最为重视实践和应用的学科之一,在高中刚开始的第一章尤其要注重培养学生学以致用的思想。想要学习效率高,就要找到学习的快乐,怎样才可以找到学习的快乐 孔子曰:“学而时习之,不亦乐乎 ”习不仅仅是复习,也是练习、应用的意思,学了知识用得上才是快乐的。
本章重点学习的是直线运动中描述运动的物理量:位移、路程、速度、瞬时速度、平均速度、时间、时刻、加速度等。第1节、第2节介绍质点、参考系、时间、位移的概念,这些概念是本章的研究基础,但是难度较小。第3节和第4节学习速度和加速度,两者又存在相互关联的规律,是本章重点也是难点。这两个概念比较抽象,教学中要让学生理解速度是位移的变化率、加速度是速度的变化率并不容易。特别是加速度概念非常抽象,是“变化率的变化率”,教学中往往成为学生们在高中物理学习中的第一道“坎”。加速度教学中要引入大量生活中的生动实例来帮助学生们把抽象的概念变成可以看到、可以理解的现象,顺利完成知识的迁移。
第1节 质点 参考系 1课时
第2节 时间 位移 2课时
第3节 位置变化快慢的描述——速度 2课时
第4节 速度变化快慢的描述——加速度 2课时
第一章 章末复习 1课时
第1节 质点 参考系
教学目标
1.了解质点的含义,知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
2.通过质点模型的建构过程,初步体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用。
3.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。结合实例,了解不同参考系中对同一运动的描述可能不同,体会运动的相对性。
教学重难点
重点:质点概念的建立、质点模型的条件判断;明确参考系的概念及运动与静止的相对性。
难点:物体能否看作质点与所研究的问题有关。
教学方法
列举法、探究法、讲授法、讨论法。
课时安排
1课时。
教学准备
多媒体辅助教学设备、学案等。
一、情境导入
展示几种运动的实例:
【图片展示】
1.天体的运动
2.船的运动
3.鸟的运动
【实验展示】 教师在教室里运动一下,分析选择不同物体作为参考,教师的运动情况。
【提出问题】
1.运动无处不在,如何定义
2.运动千奇百怪,如何描述
【学生回答】
1.物体位置变化就叫运动。
2.位置变化,速度变化,方向改变。
【提出问题】
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。如:
①测量奥运冠军在万米长跑的完成时间时;②教练在纠正运动员的跑步动作时;③研究地球的公转周期时;④研究地球的自转周期时;⑤研究火车从上海开到北京的轨迹时;⑥研究火车过桥的时间时。
以上几种情况可以把物体当成点来研究吗
【教师总结】 板书呈现课题,配合课件使用,引导学生进入本课的学习过程,明确本课的基本学习目标。
二、新课讲授
(一)物体和质点
【情境设问】 研究物体运动时需要知道物体的外貌细节吗 请举例说明。
【学生回答】 有时需要、有时不需要。研究乒乓球的运动轨迹,不需要知道乒乓球的外貌情况;研究乒乓球的旋转方向,需要知道乒乓球的外貌情况;研究地球绕太阳公转的时间,不需要知道地球的外貌情况;研究火车通过大桥,需要知道火车形状大小。
【教师总结】
1.当物体各个部位的点运动情况一致时,可以用其中一个点的运动情况代表整个物体的运动情况。
2.当物体各个部位的点运动情况不一致时,有时候可以用一个点来代表物体,有时候不能。
【提出问题】 当物体各个部位的点运动情况不一致时,何种情况下可以用一个点来代表物体
【学生回答】 研究的问题与物体的大小、形状无关的时候。
【教师总结】
1.忽略物体的大小和形状而把它简化为一个具有质量的点叫作质点。
2.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。这种忽略次要因素、突出主要因素的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。
3.看作质点的条件是所研究的问题与物体的大小、形状没有关系或者物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
4.质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。例如教练在纠正体操运动员的动作时不能把体操运动员看作质点。
(二)参考系
【提出问题】 宋代诗人陈与义写下诗句:“卧看满天云不动,不知云与我俱东。”云到底动不动,为什么一会说“满天云不动”,一会说“云与我俱东”
【学生回答】 选取的参考系不同。
【提出问题】 请同学们思考,既然同一个物体选不同的参考系时会有不同的运动情况,那么我们在研究物体如何运动时首先要做什么
【学生回答】 选取合适的物体作为参考系。
【科学推理与论证】 选什么物体作为参考系,原则是什么
【教师总结】
1.选择参考系应该使我们所研究的问题尽量简单。
2.地面为常用参考系。
3.一系列运动情况相同的物体都可作为参考系。
三、例题展示
【例题1】 关于质点,下列说法正确的是(  )
A.质点一定是很小的物体
B.质点是实际存在的有质量的点
C.质点是研究物体运动时的一种理想化模型
D.质点就是物体的重心
例题分析: 小的物体不一定能看成质点,比如乒乓球比赛中的“旋球”;大的物体也不一定不能看成质点,比如我们研究地球绕太阳运转时的轨迹。现实中会存在只有质量没有大小、形状的点吗 不存在,只不过我们研究的问题与物体的大小、形状没有关系时,我们可以把物体看成一个有质量的点来处理,这是一种忽略次要因素,抓住主要因素的处理方法。我们把这种处理方法叫作“理想化模型”。质点和重心没有关系,比如物体各个部分的点运动情况一致时,我们可以选取任意一点代表物体的运动情况。
例题解答:C
本知识点设计说明: 研究的问题与物体的大小、形状没有关系时,我们可以把物体看成一个有质量的点来处理,物体能否看成质点与所研究的问题有关。
【例题2】下列情况可将所研究的物体看成质点的是(  )
A.研究“辽宁舰”航空母舰上的战斗机起飞时航空母舰的“微小动作”
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.研究自行车在运动时车轮的转动情况
例题分析:我们研究的问题与物体的大小、形状没有关系时,我们可以把物体当作质点来处理。
例题解答:C
本知识点设计说明:物体能否看成质点与所研究的问题有关。
【例题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,游客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
例题分析:A选项中,飞流以周围景物为参考系,如果以飞流自身为参考系,飞流就是静止的。B选项中是以游客为参考系,如果以潮水作为参考系,潮水就是静止的。C选项中是以万重山作为参考系的。D选项中,以旗杆为参考系,如果以国旗作为参考系,国旗就是静止的。
例题解答:C
本知识点设计说明:参考系可任意选取,但选择的原则是要使运动的描述尽可能简单。
1.下列关于质点的说法正确的是(  )
A.凡轻小的物体皆可看成质点
B.只有体积很小的物体才能看成质点
C.研究地球绕太阳公转速度时可以将地球看成质点
D.研究某学生骑车姿势的变化时可以把学生看成质点
答案:C
2.(多选)下列选项中的物体,可以看成质点的是(  )
A.研究从北京开往上海的一列火车的运行速度
B.研究做课间操的同学们的动作
C.研究原子的内部结构
D.研究运行中的人造卫星的公转轨迹
答案:AD
3.(多选)平直公路上,甲、乙、丙三位同学骑自行车向东行驶,甲感觉顺风,乙感觉无风,丙感觉逆风,由此可以判定(  )
A.当时刮的是西风
B.当时刮的是东风
C.若以乙为参考系,甲向西运动,丙向东运动
D.若以乙为参考系,甲向东运动,丙向西运动
答案:AC
4.(多选)关于参考系,下列说法正确的是(  )
A.不选定参考系,就无法研究某一物体是怎样运动的
B.参考系就是不动的物体
C.同一物体的运动情况,对于不同的参考系可能有不同的观察结果
D.任何情况下,只有地球才是最理想的参考系
答案:AC
【反馈深化】
题号 1 2 3 4
考查点 何时可以把物体看成质点 可以把物体看成质点的各种情况 运动的相对性 参考系的选取原则
典型共 性错误 不清楚研究问题的主要因素 不清楚研究问题的主要因素 不理解运动的相对性 理解应用不到位
教师讲 解要点 何时看成质点与所研究的问题有关 何时看成质点与物体无关 分析不同参考系物体的运动情况 参考系的选取原则
[教师引导]通过今天的学习你都收获了什么 印象最深刻的是什么 还有哪些疑问和不解 (静思3分钟)
教师提问,倾听学生回答,适当提示,适时指正。
[学生总结]学生自主思考总结本节内容,并展示自己对课堂中哪些模块的内容尚有疑惑。
[教师引导]对同学们自己提出的疑惑,课下和其他同学交流看是否能解除疑惑,不能解决的疑惑可以询问老师。
【掌握巩固】 完成课本课后习题和学案。
【课外百科】 上网查阅资料,了解更多理想化模型。
第一章 运动的描述
第1节 质点 参考系
一、物体和质点
1.质点:用来代替物体的有质量的点。
2.物体看成质点的条件:物体的大小和形状对所研究的问题没有影响、影响比较小或者物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
3.质点是一种理想化的物理模型。
二、参考系
1.定义:描述物体的运动时,用来作为参考的物体,称为参考系。
2.选择不同的参考系,对同一运动的描述可能不同。
3.参考系可任意选取,但选择的原则是要使问题的研究变得简洁、方便。
(请从以下几个方面对本节课做出反思)
课程设计
学生引导
教材挖掘
作业设计
自我鉴定
物理的理想化模型
任何物体都具有一定的大小和形状,由于这些特性的存在,我们很难把握这些物体的位置和物体的运动规律。如果我们所研究的问题与物体的大小、形状没有关系,我们就可以把它简化为一个有质量的点,这样的点称为质点。
高中物理教学中理想化模型的应用十分广泛,无论是作为研究对象的物体、物体运动的变化,还是物体所处的环境和条件,都是以各种理想化的形式而出现的,它们都是从实际问题抽象出来的理想化的问题。所以,我们在教学中应当对物理课本、习题、考试中所涉及的理想化模型有一个清晰的认识,理解为什么必须对这些问题进行这样或那样的理想化处理,在什么条件下这些理想化的处理才是最有效的。
高中物理常见的理想化处理例子有:
1.将物质形态自身理想化,如质点、系统、理想气体、点电荷、匀强电场、匀强磁场等。
2.将所处的条件理想化,如光滑、绝热等。
3.将结构理想化,如分子电流、磁场线、电场线。
4.将运动变化过程理想化,如匀速圆周运动,等温、等容、等压过程,匀速、匀变速直线运动,抛体运动,简谐振动,恒定电流等。
在理解和应用物理模型的时候,应注意每种模型都有一定的条件和范围。把一个物体抽象成什么样的模型,要根据具体情况来分析。不同的研究过程中,即便是同一个物体也可能需要抽象成几种不同的模型,因为要解决不同问题,我们的关注点也会不同。一个物体是否可以当作理想模型来处理是有条件的,也是相对的。通过“质点”的教学让同学们对这种研究问题的科学方法有一个初步的认识,也是这节课的重要目标之一。