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質點 參考系和坐標系—教學設計

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質點 參考系和坐標系—教學設計

質點 參考系和坐標系教學設計 一、教材分析 本教學設計選自人教版新課標高中物理教材第一章第一節質點 參考系和坐標系,要描述物體的運動,首先要對實際物體建立一個最簡單的物理模型----質點模型。由于運動的相對性,描述質點運動時必須明確所選擇的參考系。為了準確的、定量的描述質點的運動,還要建立坐標系。質點、參考系和坐礎知識,也是以后力學各章學習的基礎知識。這些基礎知識在實踐中有廣泛而重要的應用。 二、三維目標 1.知識與技能 1理解質點的定義,知道質點是一個理想化的物理模型。初步體會物理模型在探索自然規律中的作用。 2理解參考系的概念,知道在不同的參考系中同一個運動的描述可能是不同的。 3知道坐標系的概念,能夠用坐標系描述物體的位置和位置的變化。 2.過程與方法 1領悟質點概念的提出和分析、建立的過程。 2了解物理學研究中物理模型的特點,初步掌握科學抽象這種研究方法。 3通過數形結合的學習,認識數學工具在物理學中的作用。 3.情感態度與價值觀 1通過學生的觀察、探究體驗,使學生保持對科學的求知欲,樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理。 2通過小組討論,培養學生相互合作、共同探索的團隊精神,并使學生學會合作與交流,逐步形成嚴謹求實的科學態度。 3體驗物理學研究問題的方法科學抽象,養成正確處理問題的方法,學會在研究問題中突出主要矛盾的哲學價值觀。 三、教學重、難點 1.教學重點及其教學策略 重點質點概念的理解、參考系的選取、坐標系的建立。 教學策略通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。 2.教學難點及其教學策略 難點理想化模型質點的建立,及相應的思想方法。 教學策略通過問題的討論,在原有認知水平上進一步深化拓寬,達到認知的螺旋上升,攻克難點。 四、教學突破 課前師生收集豐富的圖片、視頻、文字等資料,聯系學生日常生活中身邊熟悉的實例,激發學生學習的興趣,通過老師引導,學生得出有關物理概念,從而使學生樂于探究和思考。 五、教學流程設計 (一)引入課題 教師活動 學生活動 1.(利用多媒體展現反映物體運動的動畫、圖片,國旗的飄揚,野鳥的飛翔)。請同學們思考回答這些場景中哪些物體是在運動的在物理學中,什么叫做機械運動舉例說明。 2.對學生的舉例分析給予評價,并根據學生的回答進一步總結機械運動的概念。 3.指導學生分析多媒體展現資料,指出宇宙中的一切物體都在不停地運動,運動是宇宙間永恒的主題,也是日常生活中常見的現象,詩人可以用“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”,來描繪氣勢磅礴的瀑布,畫家也可以用美麗的畫筆描繪出動感十足的情景,那么,我們怎樣描繪物體的機械運動呢即怎樣地描述物體上各點的位置及其隨時間的變化呢 1.學生嘗試回憶九年級學過的運動的描述,舉例說明什么叫做機械運動如老師走下講臺(老師對講桌位置改變),汽車駛過學校(汽車對學校位置改變)等。 2.回答物理學上把一個物體對另一個物體相對位置變化運動稱之為機械運動。 3.聽講,理解什么是位置變化,進一步體會機械運動,做記錄。 (二)物體和質點 教師活動 學生活動 1.研究物體的運動,首先要確定物體的位置。物體都具有大小和形狀,在運動中物體的各點的位置變化一般說來是不同的,所以要詳細描述物體的位置及其變化,并不是一件簡單的事情。(多媒體展示四幅圖),在小汽車運動的圖片中,小汽車在沿路面向前行駛,注意小汽車的車輪同時又在轉動,拋出的木棒,飛機的航行,火車的運行。 2.分析地球是一個龐然大物,直徑約為12800km,與太陽相距1.5108km,也就是說地球直徑約是它與太陽距離的萬分之一。當我們討論地球的公轉時怎么看待地球有什么巧妙的方法 3.指導學生討論。在學生討論過程中,引導學生想到我們在處理這些問題時,采用科學抽象的方法,即不考慮物體各部分的差異,把物體簡化成為沒有大小、形狀的點,或者說用一個有質量的點來代替物體。 4.可見,引入質點是為了使物體的位置有一個確切的概念,使物體的復雜運動轉化成點的運動。 5.總結得出①質點的定義用來代替物體的有質量的點叫做質點。即沒有形狀、大小、體積而具有質量的一個點,質點具有物體的全部質量。②質點是人們為了使實際問題簡化而引入的理想化模型。引入理想化模型,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,盡可能把復雜問題簡單化,是物理學上經常用到的一種研究問題的方法──科學抽象。 6.進一步說明物理學對實際問題的簡化,必須從實際出發,撇開不考慮的(只能是與當前考察無關的因素),和對當前考察影響很小的次要因素。 1.學生分小組討論得出研究地球公轉時,由于地球的大小而引起的地球各個部分的差異很小,可以忽略不計,也就是說可以忽略地球的大小,把它視為一個點。 忽略地球的大小和形狀把地球看作一個點時,能夠忽略地球質量嗎 聽講,記錄,認真體會,理解引入質點的意義。 3.討論①是不是只有很小的物體才能看作質點 ②地球的自轉和轉動的車輪能否被看作質點 ③物理中的“質點”和幾何中的點有什么相同和不同之處 師生共同討論得出關于質點簡化的條件 一個物體能否抽象成質點,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。 ①平動的物體一般可以看作質點 做平動的物體,由于物體上各點的運動情況相同,可以用一個點代表整個物體的運動,在這種情況下,物體的大小、形狀就無關緊要了,可以把整個物體當質點。 例如平直公路上行駛的汽車,車身上各部分的運動情況相同,當我們把汽車作為一個整體來研究它的運動的時候,就可以把汽車當作質點。當然,假如我們需要研究汽車輪胎的運動,由于輪胎上各部分運動情況不相同,那就不能把它看作質點了。 要注意的是同一物體在不同情況下有時可看質點,有時不可以看作質點,一列火車從北京開到上海,研究火車的運行的時間,可將火車看成質點,而火車過橋時,計算火車過橋的時間,不可以將火車看成質點。 ②有轉動但轉動為次要因素 例如研究地球公轉時,可把地球看作質點;研究地球自轉時,不能把地球看作質點。 ③物體的形狀、大小可忽略 再如乒乓球旋轉對球的運動的較大的影響,運動員在發球、擊球時都要考慮,就不能把乒乓球簡單看作質點。 (三)參考系 教師活動 學生活動 1.坐在教室里的同學看到其他同學都是靜止的,卻不知道他們都在繞著太陽在高速運動著,這里面蘊含了什么問題呢 2.讓學生觀察圖1.1-3和1.1-4,閱讀圖右文字,回答以下問題。 ①得出什么結論②就圖1.1-4能否提出一些問題(例如為什么跳傘者總是在飛機的正下方) 小結 ①參考系是參照物的科學名稱,是假定不動的物體。一個物體一旦被選為參考系,就認為它是靜止的。在選定參考系后要假定自己站在參照物中去觀察物體的運動,即“參考系上長著觀察者的眼睛”。 ②比較兩個物體的運動時必須選擇同一參照系,比較才有意義。 ③在運動學中,參考系的選取是任意的,但在實際選擇參考系時應以運動的描述盡可能簡單為原則。在沒有特別說明時,通常以地面為參考系。例如,描述地面

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