必修 第一册第一章 运动的描述1 质点 参考系导学案及答案

第1节 质点 参考系

一、教学目标

1.理解质点的概念，能明确物体在什么情况下可以看作质点。

2.知道参考系的概念。知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单。

3.知道坐标系的概念，能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。

4.领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法。

5.体验物理学研究问题的一种方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题总突出主要矛盾的哲学价值观。

二、教学重点及难点

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。

三、教学用具

多媒体课件等。

四、教学过程

【课堂引入】“凌云戏月游银河，转瞬翔天过天空”——这是诗人对航天工程的形象描述。

世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同人有不同的描述，刚才我们就阐述了诗人的描述。同样，画家画笔也可以来描述物体的运动。那么，科学家怎么描述物体的运动呢？  著名物理学家海森伯曾经说过：“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。”

【新知讲解】

（一）物体与质点

大家都看过鸽子在空中飞翔的景象，提问，并请同学们思考、讨论后回答：

1．要准确描述鸽子身上各点位置随时间的变化不是件容易事，困难和麻烦出在哪里呢？

指出：主要由于它的身体在向前运动的同时，它的翅膀还在上下运动，也就是鸟儿有一定的大小和形状，各部分的运动情况不一样。

2．如果我们研究它从北京到上海，需要了解它各部分运动的区别吗？

3．如何才能较准确地描述它的运动呢？

因此，有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。当我们一个物体从哪里移动到了哪里时，就不必太在意它的形状，把它看成一个点来描述它的运动就容易了。 下面我们来分析一些具体的实例，看看什么样的问题可以把物体看成一个点，什么样的问题不能把物体看成一个点。

例如:飞机以某速度从南京飞向北京，需要考虑飞机本身的大小吗？

    研究火车在城市之间运行，需要考虑火车的震动吗？

研究汽车从北京到成都的平均速度时能否把汽车看作一个点？

如果研究这辆汽车车轮的转动呢，能不能把汽车看作一个点？

再如：神舟十一号发射时，科学家在研究它在太空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点，（为什么这么讲？神舟十一号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。）

小结：这样，在某些情况下，我们可以把物体简化为一个有质量的点。

物理学中，把用来代替物体的有质量的点叫质点。

信息反馈：在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学方法，质点就是这种物理模型。

【提问】

（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？

（2）研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？

（3）一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个质点？

（4）研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点呢？

通过以上问题请同学们进一步讨论：

（1）物体是否在所有的情况下都能看作质点？

（2）物体看作质点的条件是什么？

（3）物理中的“质点”与几何学中的点有什么相同和不同的地方？

（4）大的物体能不能看成质点？小的物体都能看成质点吗？

引导学生讨论交流、归纳总结：

（1）同一物体能否看作质点，要依据问题的具体情况决定。

（2）物体看作质点的条件是：物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时。

（3）质点与几何中的点：相同点是都无大小和形状，不同点是质点有质量，几何学中的点无质量。

（4）物体能否看成质点，与物体本身的大小无关。大的物体，也可以看成质点；小的物体在某些时候却不能看成质点。

（二）参考系

提问：我们应该都听过这首歌 “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走……”作者为什么会有“竹排江中游”“青山两岸走”这样两种不同的感觉?

 “竹排江中游”是因为选两岸的青山作为参考系，“青山两岸走”是选竹排作为参考系｡

为描述物体的运动，需要另外选取一个物体作为标准，否则无法判断｡这个作为标准的物体叫做参考系｡

小结：物体的运动和静止是相对的。

我们来看图，说明所选择的参考系｡

答:如果选择列车作为参考系的话，车上的小孩是静止的；如果选择车外的树木作为参考系的话，车上的小孩就是运动的｡

以飞机上的人作为参考系，跳伞运动是竖直下落的；以地面上的人作为参考系，跳伞运动员是曲线下落的｡有良种不同的结果是因为参考系的选取不一样｡

3．对于参考系的选取是任意的，但怎样选择比较好呢?

在黑板上画出地月系、太阳系运行的模拟图，请同学们仔细观察思考研究月球的运动选什么参考系比较好？由此你得出的结论如何？

学生观察思考后回答：以地球为参考系比较好，因为此时研究月球的运动比较简单。而以太阳为参考系研究月球的运动比较复杂。因此我们认为：参考系的选择应以对运动的描述越简单越好。

小结：参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。

要注意的是，若无特别说明，通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系。

五、课堂小结

这节课我们学习了质点、参考系的概念，它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念。要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。

六、板书设计

质点 参考系

一、质点

1．定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。

2．实物简化为质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。

3．理想模型：抓住主要特征，忽略次要因素。

二、参考系

1．选来作为标准的另外的物体叫做参考系。

2．选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同。

3．选择的原则：观测方便和使运动的描述尽可能简单。