2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系教案 新人教版必修1.doc

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1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識與技能 1．認(rèn)識建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法，能根據(jù)具體情況將物體簡化為質(zhì)點(diǎn)。知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法． 2．理解參考系的選取在物理中的作用，會根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。 3．認(rèn)識一維直線坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用． 過程與方法 1．體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學(xué)抽象理想化模型的方法．讓學(xué)生將生活實(shí)際與物理概念相聯(lián)系，通過具體事例引出質(zhì)點(diǎn)的這個理想化的模型．通過幾個具體的例子讓學(xué)生自主討論，在討論與交流中自主升華為物理中的概念． 2．通過參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法。讓學(xué)生從熟悉的常見現(xiàn)象和已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動的相對性，揭示參考系在確定物體運(yùn)動時客觀存在的必要性和合理性，促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲取知識的能力． 3．體會用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計實(shí)驗(yàn)并體會比較，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力． 情感態(tài)度與價值觀 1．認(rèn)識運(yùn)動是宇宙中的普遍現(xiàn)象．運(yùn)動和靜止的相對性．培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然，關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神． 2．通過質(zhì)點(diǎn)概念和參考系的學(xué)習(xí)，體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系 3．滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)思想． 4．滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想，幫助學(xué)生建立辯證唯物主義的世界觀． 5．通過本節(jié)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理課程的興趣． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)： 1．理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象思維方法． 2．在研究具體問題時，如何選取參考系． 3．如何用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)軸與實(shí)際的物理情景結(jié)合起來建立坐標(biāo)系． 難點(diǎn)：在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)，即將一個實(shí)際的物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件． 教學(xué)方法 探究、講解、討論、練習(xí) 教 學(xué) 活 動 [新課導(dǎo)入] 師：請同學(xué)們觀看一段錄像后思考問題(有關(guān)運(yùn)動的話題)． (放映錄像)選擇有關(guān)反映物體運(yùn)動的畫面播放給學(xué)生看(可搜集整電視片《科技之光》和《動物世界》中的圖像)．如：雄鷹、小鳥在空中飛翔，飛機(jī)在天空中劃過，行星、衛(wèi)星在宇宙中運(yùn)行，航天員楊利偉在宇航艙中給地球拍照，汽車在公路飛馳，輪船在海水中搏擊海浪?！? 師：雄鷹在空中翱翔，足球在綠茵場上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬里”……宇宙中的一切物體都在不停地運(yùn)動，無論是巨大的天體，還是微小的原子、分子等．請大家根據(jù)剛才觀看的錄像片，回顧初中學(xué)過的機(jī)械運(yùn)動，提出一些關(guān)于運(yùn)動的話題． 教師總結(jié)學(xué)生發(fā)言，講述機(jī)械運(yùn)動． 機(jī)械運(yùn)動：簡稱“運(yùn)動”．指物體與物體間或是物體的一部分和另部分間相對位置隨時間發(fā)生改變的過程，是最基本、最簡單、最普遍的運(yùn)動形式．機(jī)械運(yùn)動是空間位置隨時間變化的體現(xiàn)．這里涉及到空間和時間的問題． 師：古希臘杰出的哲學(xué)家、科學(xué)家、圣賢——亞里士多德曾說過“不了解運(yùn)動，就不了解自然”，這句話向我們提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)．我們要充滿信心，迎接這一挑戰(zhàn)． 指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材第一段，并粗看這節(jié)課的黑體字標(biāo)題，提出問題：要描述物體的機(jī)械運(yùn)動，本節(jié)課將從哪幾個方面去描述? 學(xué)生通過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進(jìn)一步描述物體的運(yùn)動而引入的，要研究物體的運(yùn)動首先從學(xué)好這些基本概念人手． 師：我們在剛才的錄像片中看到：汽車在公路上飛馳，江水在咆哮著奔向遠(yuǎn)方，鳥兒在飛翔，樹葉在搖動，高山上流水，瀑布直瀉千尺，雪花在空中飛舞…… (放映錄像)(播放“神舟”五號升空的錄像片)“2003年10月15日，一個令人驕傲的日子，一個彪炳史冊的日子，我國第一艘載人飛船滿載著全國人民的希望成功升空．” 師：飛船在茫茫太空中遨游，假如你是文學(xué)家，你如何描述它的運(yùn)動呢? 參考：文學(xué)家的描述：《光明日報)2003年10月17日第一版，作者歐陽中石“凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過太空．” 師：如果你是科學(xué)家，你又將如何描述呢?這就是我們今天要研究的課題——認(rèn)識運(yùn)動 板書：1.1運(yùn)動的認(rèn)識 [新課教學(xué)] 一、物體和質(zhì)點(diǎn) 針對上面看過的錄像，老師提出問題：請你描述出一些運(yùn)動，詳細(xì)描述物體的運(yùn)動有什么困難? 足球 向前 球體 滾動 雄鷹 向前 翅膀 上下 發(fā)現(xiàn)描述物體運(yùn)動不容易，我們需要了解物體各部分運(yùn)動的區(qū)別嗎? 問：可以將問題簡化嗎？為什么？ 要準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動，特別是物體各部分的詳細(xì)運(yùn)動情況，并不是一件很容易的事．因?yàn)槲矬w本身都有一定的大小和形狀，物體各部分的運(yùn)動情況一般并不一樣． 師：在剛才看過的錄像片中，我們見到了楊利偉，看到了“神舟”五號．據(jù)報道，“神舟”五號飛船載人艙長7．4m，直徑2．8m，用長58 m、重達(dá)480t的“長征”2號火箭發(fā)射．升空后，顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個小小的光點(diǎn)．科學(xué)家研究它在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運(yùn)動軌道等問題時，需要考慮它本身的大小和形狀嗎? 生：不需要，我們可以用熒光屏上的小光點(diǎn)代替這個“龐大”的飛船呀! 引入質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)．（板）根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和需要，抓住問題中的主要因素，忽略次要因素，建立一種理想化的模型，使復(fù)雜問題得到簡化，這是一種重要的科學(xué)研究方法． 引子；乒乓球小而輕，直徑僅4cm，質(zhì)量約2．7 g．運(yùn)動員研究各種旋轉(zhuǎn)球的打法時，要關(guān)注球的受力部位和受力方向?qū)πD(zhuǎn)的影響．這種情況下，必須考慮到球的大小和形狀，不能把它簡化為一個點(diǎn)． [討論與交流](供參考) 1．地球是一個龐然大物，直徑約為12 800km，與太陽相距1．5Xl08 km．研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時，能不能把它看成質(zhì)點(diǎn)?研究地面上各處季節(jié)變化時，能不能把它看成質(zhì)點(diǎn)? 參考答案：若研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，由于地球本身的大小比地球到太陽的距離小得多，則可以把地球看作質(zhì)點(diǎn)；但若研究地面上各處季節(jié)變化時，則不能把其看作質(zhì)點(diǎn)． 2．撐桿跳高是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動項(xiàng)目，一般來說可以把撐桿跳運(yùn)動分為如下幾個階段：助跑、撐桿起跳、越過橫桿．討論并思考后回答，在下列幾種情況下運(yùn)動員能否被看作質(zhì)點(diǎn)，從中體會質(zhì)點(diǎn)模型的建立過程． (1)教練員針對訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動員的錯誤時，能否將運(yùn)動員看成質(zhì)點(diǎn)? (2)分析運(yùn)動員的助跑速度時，能否將其看成質(zhì)點(diǎn)? (3)測量其所跳高度(判斷其是否打破紀(jì)錄)時，能否將其看成質(zhì)點(diǎn)? 參考答案：(1)不能，糾正錯誤動作時不能忽略運(yùn)動員的姿勢及動作，也就是說不能忽略運(yùn)動員的形狀和大小．(2)能，分析助跑速度時，可以忽略運(yùn)動員的姿勢及動作．(3)能． 3．物理中的“質(zhì)點(diǎn)”跟幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處? 參考答案：相同之處為：都是沒有形狀和大小的點(diǎn)．不同之處為：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個相對的概念；幾何學(xué)中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，僅表示一個位置，而且應(yīng)該是“絕對得小”． 師：請同學(xué)們對質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行小結(jié)： 生：對質(zhì)點(diǎn)小結(jié)： 1．質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型． 2．質(zhì)點(diǎn)是對實(shí)際物體的近似，這也是物理學(xué)中常用的一種重要的研究方法． 3．一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)． 4．一個物體能否被看作質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究問題的性質(zhì)．即使是同個物體，在研究的問題不同時，有的情況下可以看作質(zhì)點(diǎn)，而有的情況可能不可以看作質(zhì)點(diǎn). (課堂探究) 親自做一做、試一試，書本在下列情景中能否被看成質(zhì)點(diǎn)． 1．沿一個方向推動桌面上的書本，如果測量書本移動的距離，是否可以將書本視為質(zhì)點(diǎn)，為什么? 2．如果測定書本經(jīng)過桌面上方某一定點(diǎn)所需要的時間，是否可以將書本視為質(zhì)點(diǎn)，為什么? 3．還有什么情況下書本可以被視為質(zhì)點(diǎn)?什么情況下書本不能被視為質(zhì)點(diǎn)? 參考答案： 1．沿同一個方向移動書本時，書本各部分的運(yùn)動情況完全相同，可以將它視為質(zhì)點(diǎn)． 2．相對桌面上方的某一定點(diǎn)來說，書本本身的長度(或?qū)挾?不能忽略，并對經(jīng)過該定點(diǎn)位置所需要的時間起決定作用，所以這種情況下不能將書視為質(zhì)點(diǎn)。 3．答案視學(xué)生提出的問題而定(根據(jù)學(xué)生提出的各種情景，老師進(jìn)行準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥)． 說明：將物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件： (1)平動的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)，一般研究物體的轉(zhuǎn)動時不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)． (2)物體有轉(zhuǎn)動，但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所要研究的主要問題時，物體本身的形狀和大小已變成了次要因素． (3)物體本身的大小對所研究的問題不能忽略時，不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)，如研究火車過橋的時間時就不能把火車看作質(zhì)點(diǎn)． [課堂訓(xùn)練) 1．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是 A．體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B．質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) C.不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時，就可以看成質(zhì)點(diǎn) D．只有低速運(yùn)動的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動的物體不可看作質(zhì)點(diǎn) 答案：C 2．在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點(diǎn)? (1)研究某學(xué)生騎車回校的速度． (2)對這位學(xué)生騎車姿勢進(jìn)行生理學(xué)分析． (3)研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡． (4)研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面． 答案：(1)(3) 3．下列情形中的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的是………………………（ ） A.跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中 B.一枚硬幣用力上拋，猜測它落地時是正面朝上還是反面朝上 C.奧運(yùn)會冠軍邢慧娜在萬米長跑中 D．花樣滑冰運(yùn)動員在比賽中 答案：C 二、參考系 引子：請你設(shè)想一下，你和一位同伴正坐在火車中去旅行在飛快地離去，鐵路邊的人看到火車中的乘客，而乘客自己卻認(rèn)為自己是靜止的； 教師可展示F1ash動畫課件，動畫內(nèi)容描述為： 兩位同學(xué)在路邊看到急馳而過的一輛小汽車，大聲叫喊， “唉呀!你看他們跑得真快啊!” 車中的人對司機(jī)說：“你動了嗎?” 引導(dǎo)學(xué)生分析片中的對話．為什么路邊的同學(xué)說車上的人跑得快? 為什么車中的一個人又認(rèn)為他和司機(jī)沒有動? 投影教材中的圖1．1—3圖，讓學(xué)生自己分析，教師加以引導(dǎo)． 生1：車中兩個小孩都是靜止的，他們都沒動． 生2：這兩個小孩是運(yùn)動的，因?yàn)樵谲嚧安Ａ嫌袔讉€線條表示“風(fēng)”，這是畫家描述運(yùn)動時常用的手法． 師：兩個小孩和車都是運(yùn)動的，這是相對地面來說的，而兩個小孩之間是相對靜止的，他們的相對位置沒有改變． 師：平時我們說樹木、房屋是靜止的，行駛的汽車是運(yùn)動的，這是以地面作標(biāo)準(zhǔn)來說的．坐在行駛的火車?yán)锏某丝停J(rèn)為自己是靜止的，而在車廂里走動的乘務(wù)員在運(yùn)動，他還認(rèn)為路旁的樹木在向后倒退，這些都是以車廂作標(biāo)準(zhǔn)來說的．在描述一個物體的運(yùn)動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體——參考系． 參考系：任何運(yùn)動都是相對于某個參照物而言的，這個選來作標(biāo)準(zhǔn)的參照物稱為參考系． [討論與交流] 與同桌和前排(或后排)同學(xué)組成四人一組，思考并交流討論下列描述中隱含的參考系． 展示問題： 1．電影《閃閃的紅星》中有兩句歌詞：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”這其中分別描述了兩種運(yùn)動情景，那么它們分別是以什么為參考系的? 2．“月亮在蓮花般的云朵里穿行．” 3．坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”時，我們感覺是靜止不動的．這與詩句里的描述是否矛盾?說明理由． 4．敦煌曲子詞中有這樣的詩句：“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動，是船行．”其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么? [課堂交流](分四小組進(jìn)行) 師：下述物理過程中選擇什么為參考系較恰當(dāng)? 課件投影問題： 1．2004年，所有的目光都集中在火星．繼美國宇航局的兩臺火星探險漫游者“勇氣”號和“機(jī)遇”號之后，歐洲的火星快車飛船已順利地將“獵兔犬”2號火星登陸車投放至火星表面．從地球表面向火星發(fā)射火星探測器的過程中，若要研究探測器的運(yùn)動情況，各應(yīng)選擇什么為參考系? 2．在印度洋海嘯救災(zāi)中，從水平勻速航行的飛機(jī)上向受災(zāi)的地區(qū)空投救災(zāi)物資．在不考慮空氣阻力的情況下，飛機(jī)上的人以飛機(jī)作參考系，他看到投下的物體是沿什么路線下落的?地面上的人以地面作參考系，觀察被投下的物體又是沿著什么路線下落的? 3．第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，一個法國飛行員正在2 000米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲，于是就伸手輕松地把它抓了過來，仔細(xì)一看，把他嚇出一身冷汗來．他抓住的不是別的，是德國飛機(jī)射向他的一顆子彈。請根據(jù)上述信息討論回答以下問題，并注意體會參考系的選取與運(yùn)動的相對性． (1)子彈飛得那么快(一般為幾百米每秒)，為什么沒有把他的手打穿?體會一下，同一物體相對于不同的參考系運(yùn)動狀態(tài)相同嗎? (2)受類似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)在飛行途中進(jìn)行空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在繞地球運(yùn)動的空間站實(shí)行空中對接．實(shí)現(xiàn)“空中加油”和“空中對接”應(yīng)滿足的基本條件是什么? 4．1997年6月10日，在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征一號”運(yùn)載火箭成功發(fā)射的“風(fēng)云二號A”氣象衛(wèi)星，是我國研制成功的第一顆靜止氣象衛(wèi)星，設(shè)計工作歷時三年．2000年6月25日，“長征三號”運(yùn)載火箭又將我國自行研制的第二顆“風(fēng)云二號B”氣象衛(wèi)星成功發(fā)射上天，在太空中順利完成與A星的“新老交替”，最終定點(diǎn)在東經(jīng)105赤道上空，向地面?zhèn)骰刂袊爸苓叺貐^(qū)的高質(zhì)量的氣象資料． (1)上述材料中的“靜止氣象衛(wèi)星”最終定點(diǎn)在東經(jīng)105赤道上空，是以誰為參考系來描述衛(wèi)星的運(yùn)動的? (2)具有上述特點(diǎn)的衛(wèi)星稱為“同步衛(wèi)星”．除了“氣象衛(wèi)星”外，“同步衛(wèi)星”還有什么用途? [課堂探究] 一跳傘運(yùn)動員在下落過程中，看到身旁的直升機(jī)在向上運(yùn)動，則直升機(jī)相對于地面的運(yùn)動情況是怎樣的? 參考答案：跳傘運(yùn)動員在下落過程中，看到身旁的直升機(jī)在向上運(yùn)動，是以自己作參考系，即以跳傘運(yùn)動員為標(biāo)準(zhǔn)，它們間的距離在不斷增大．如果以地面為參考系，這種情況的出現(xiàn)有以下幾種可能性：(1)直升機(jī)靜止在空中不動；(2)直升機(jī)向上升；(3)直升機(jī)下落，但速度比跳 說明：為了確定物體的位置和描述物體的運(yùn)動而被選作參考的物體或物體系叫做參考系．如果物體相對于參考系的位置在變化，則表明物體相對于該參考系在運(yùn)動；如果物體相對于參考系的位置不變，則表明物體相對于該參考系是靜止的．同一物體相對于不同的參考系，運(yùn)動狀態(tài)可以不同．在運(yùn)動學(xué)中，參考系的選擇可以是任意的．研究和描述物體運(yùn)動，只有在選定參考系后才能進(jìn)行．如何選擇參考系，必須從具體情況來考慮．例如，一個星際火箭在岡0發(fā)射時，主要研究它相對于地面的運(yùn)動，所以把地球選作參考系．但是，當(dāng)火箭進(jìn)入繞太陽運(yùn)行的軌道時，為研究方便，便將太陽選作參考系．為研究物體在地面上的運(yùn)動，選地球作參考系最方便，例如，觀察坐在飛機(jī)里的乘客，若以飛機(jī)為參考系來看，乘客是靜止的；若以地面為參考系來看，乘客是在運(yùn)動．因此，選擇參考系是研究問題的關(guān)鍵之一． 組織學(xué)生小結(jié)并作好適時適度的引導(dǎo)： (1)運(yùn)動和靜止都是相對于參考系的． (2)參考系的選取是任意的． (3)選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣． (4)選擇參考系時，應(yīng)使物體運(yùn)動的描述盡可能簡單、方便． (5)比較兩個物體的運(yùn)動情況，必須選擇同一參考系才有意義． 三、坐標(biāo)系 展示問題：（小偷偷東西被發(fā)現(xiàn)，原因GPS來確定方位） 有時需要準(zhǔn)確地描述某個物體所在的位置，如地理上用緯度和經(jīng)度來確定某個地點(diǎn)在軍事、大地測量等領(lǐng)域常采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)來確定方位． 要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標(biāo)系．如果物體在一維空間運(yùn)動，即沿一條直線運(yùn)動，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動，即在同一平面運(yùn)動，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動時，則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述． [課堂探究] 創(chuàng)設(shè)一個實(shí)例讓學(xué)生思考，可以結(jié)合本地實(shí)際選取相應(yīng)的例子． 參考示例： 如圖1—1—1所示，一輛汽車從天安門沿長安街駛向西單、南菜園方向，思考汽車的位置隨時間怎樣變化? 問題： 1．如何選擇坐標(biāo)軸和正方向? 2．如何選擇坐標(biāo)原點(diǎn)? 3．如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值? 師：對質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動，一般選質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過坐標(biāo)軸原點(diǎn)的時刻為時間的起點(diǎn)． 師：畫坐標(biāo)系時，必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長度． [課堂訓(xùn)練] 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動，各個時刻的位置坐標(biāo)如下表： (1)請在下面的x軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時刻的位置． (2)哪個時刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)?有多遠(yuǎn)? 參考答案： （1)如圖1—1—3標(biāo)注： (2)在第4s末的位置坐標(biāo)是一7 m，說明這一時刻質(zhì)點(diǎn)離開坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為7m，在x軸的負(fù)向上，為最遠(yuǎn)，而其他幾個都不是最遠(yuǎn)的． 問題：田徑場上，描述百米運(yùn)動員在運(yùn)動中的位置，需建立什么樣的坐標(biāo)系?描述800米賽跑運(yùn)動員在運(yùn)動中的位置需建立什么樣的坐標(biāo)系?足球場上，描述足球運(yùn)動員的位置需建立什么樣的坐標(biāo)系?要描述足球的位置呢? 參考答案；百米運(yùn)動員是在一條直線上運(yùn)動，所以應(yīng)建立直線坐標(biāo)系；800米賽跑運(yùn)動員不是在一條直線上運(yùn)動，而是在一個平面內(nèi)運(yùn)動，所以應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系；足球運(yùn)動員也是在球場平面內(nèi)運(yùn)動，也要建立平面直角坐標(biāo)系，而足球的運(yùn)動可以在草坪上進(jìn)行，也可以在空中飛行，所以要建立立體空間直角坐標(biāo)系． 學(xué)生閱讀教材“科學(xué)漫步”欄目并思考書中提出的問題． 參考答案：從GPS定位器上顯示屏中的信息可以知道：第1行的 “西”和第2行的“航向267”表示的是航向，如圖I—1—4所示．“航速0．0km”說明定位器現(xiàn)在相對地面靜止．第3行的“航程1．0 kin是指從出發(fā)到現(xiàn)在的里程，“累計13：32”是指從開始啟動定位器到現(xiàn)在的時間．第4行的“N3955．451’”和“Ell623．504’”是指定位器所處位置在北緯3955．451’、東經(jīng)11623．504’．第5行“時間：10：29：57”顯示的是北京時間10點(diǎn)29分57秒．通過地理知識或查閱地圖手冊可以知道定位器此刻正處于北京市城區(qū)的西部 [小結(jié)] 本節(jié)學(xué)習(xí)的參考系和質(zhì)點(diǎn)的概念是運(yùn)動學(xué)甚至整個力學(xué)的最基本、最重要的概念，并且還提供了重要的科學(xué)思維方法．了解參考系的概念，對于觀察、比較、研究物體的運(yùn)動有實(shí)際的意義．同學(xué)們要明白，嚴(yán)格意義上的“有質(zhì)量的點(diǎn)”實(shí)際上是不存在的，是一種理想化模型，是對實(shí)際物體的近似，是一種科學(xué)抽象．自然界中任何一種事物及其運(yùn)動變化，都是比較復(fù)雜的，研究問題，要暫時撇開起作用很小的因素，抓住主要因素．如果在我們研究的問題中，物體的形狀、大小，以及物體上各部分運(yùn)動的差異是次要的或不起作用的，就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)． [布置作業(yè)] 板 書 設(shè) 計教材第13頁問題與練習(xí) 1.1運(yùn)動的認(rèn)識 一、質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)． (1)質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型． (2)質(zhì)點(diǎn)是對實(shí)際物體的近似，這也是物理學(xué)中常用的一種重要的研究方法． (3)一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)． 二、參考系：任何運(yùn)動都是相對于某個參照物而言的，這個選來作標(biāo)準(zhǔn)的參照物稱為參考系． (1)運(yùn)動和靜止都是相對于參考系的． (2)參考系的選取是任意的。 (3)選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣． (4)選擇參考系時，應(yīng)使物體運(yùn)動的描述盡可能簡單、方便． (5)比較兩個物體的運(yùn)動情況，必須選擇同一參考系才有意義． 三、坐標(biāo)系 學(xué) 生 活 動 生1：宇宙中一切物體都處在永恒的運(yùn)動中． 生2：運(yùn)動是絕對的，靜止是相對的． 生3：物體空間位置隨時間的變化就是機(jī)械運(yùn)動，片中記錄了大量物體的運(yùn)動情景． 生4：描述物體的運(yùn)動要選擇參照物． 生5：“坐地日行八萬里”，我怎么沒感覺到呢? 學(xué)生討論： 學(xué)生討論：因?yàn)槲矬w本身都有一定的大小和形狀，物體各部分的運(yùn)動情況一般并不一樣． 1解析：一個實(shí)際物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，跟它體積的絕對大小、質(zhì)量的多少以及運(yùn)動速度的高低無關(guān)，決定于物體的尺寸與物體間距相比的相對大?。纾厍蚩煞Q得上是個龐然大物，其直徑約為1．28X107m，質(zhì)量達(dá)到6X1024kg，在太空中繞太陽運(yùn)動的速度每秒幾百米．由于其直徑與地球離太陽的距離(約1．5X1011m)相比甚小，因此在研究地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動時，完全可以忽略地球的形狀、大小及地球自身的運(yùn)動，把它看成一個質(zhì)點(diǎn)． 2解析：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的定義，研究學(xué)生騎車回校的速度只是討論學(xué)生與學(xué)校之間的位置隨時間的變化關(guān)系，無須討論學(xué)生的騎車動作和自行車的行駛方法原理，故可把其看成質(zhì)點(diǎn)．對學(xué)生的騎車姿勢進(jìn)行分析時，學(xué)生的身軀和四肢就構(gòu)成研究的對象，故不能把學(xué)生看成質(zhì)點(diǎn)．火星探測器的大小相對地球與火星的距離在尺寸上完全可以忽略不計，故可把其看成質(zhì)點(diǎn)．當(dāng)火星探測器在火星表面探測火星，則探測器的動作直接影響探測的效果，所以，此時火星探測器不能看成質(zhì)點(diǎn)． 3解析：在跳水比賽中，人們要觀察跳水運(yùn)動員的優(yōu)美動作，包括空中的和入水時的動作，所以不能看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯．硬幣是正面朝上還是反面朝上，與硬幣的形狀有密切關(guān)系，所以不能看作質(zhì)點(diǎn)，故B錯．邢慧娜在萬米長跑中是可以看成質(zhì)點(diǎn)的，因?yàn)樵陂L跑中主要看她所用的時間，不考慮本身的形狀和大小，所以可以看成質(zhì)點(diǎn)，故C正確．花樣滑冰運(yùn)動員在比賽中主要是觀察滑冰的動作，即“花樣”，所以不能看作質(zhì)點(diǎn)，故D錯． 參考答案： 1．河岸竹排． 2．云朵 3．地心、地面．這種說法不矛盾，是參考系的選擇不同．人隨地球一起圍繞地軸自轉(zhuǎn)，而地球赤道周長大約是s＝4．0X104 krn，即大約為八萬里． 4．這兩種現(xiàn)象是由于選取的參考系不同造成的．第一種現(xiàn)象是以人為參考系，人看到遠(yuǎn)處的山向人靠近；第二種現(xiàn)象是以地面為參考系，山是靜止的，船在行駛． 1參考答案：前者為地球，后者為火箭． 2參考答案：前者為豎直直線，后者為曲線(拋物線)． 3參考答案： (1)因同一物體相對于不同的參考系有不同的運(yùn)動狀態(tài)，相對于發(fā)射子彈的槍而言，子彈的初速度雖然為幾百米每秒，但相對于其他以不同方向和速度運(yùn)動著的物體，其運(yùn)動速度就會有明顯不同．當(dāng)子彈和飛機(jī)的速度大小方向相同，則子彈相對于飛機(jī)靜止，即出現(xiàn)上述情況． (2)除了飛行員具有高超的飛行技術(shù)外，相對于同一參考系時兩個“物體”的速度要相同，即二者相對速度為零，處于相對靜止?fàn)顟B(tài)即可完成． 4參考答案： (1)是以地球?yàn)閰⒖枷担姨幱谙鄬o止?fàn)顟B(tài) (2)通訊衛(wèi)星． (1)描述直線運(yùn)動的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標(biāo)系． (2)描述平面上運(yùn)動的物體的位置變化，可以建立二維平面直角坐標(biāo)系． (3)描述立體空間內(nèi)運(yùn)動的物體的位置變化，可以建立三維立體空間坐標(biāo)系． 作 業(yè) 教材第13頁問題與練習(xí) 教 學(xué) 后 記