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高中物理教案必修1教案
第一章運(yùn)動的描述
1質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系
從容說課
本節(jié)首先讓學(xué)生閱讀一段有關(guān)運(yùn)動和靜止的描述，讓學(xué)生了解更寬泛意義上的運(yùn)動和靜止.在回顧了機(jī)械運(yùn)動的根本特征后，讓學(xué)生知道如何確定物體的運(yùn)動和怎樣看待運(yùn)動的物體的問題.通過對質(zhì)點的認(rèn)識，了解物理學(xué)研究中物理模型的特點，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用.用多個討論與交流的目的在于讓學(xué)生從生活中的實際聯(lián)系物理中的概念.通過討論與交流將生活中的經(jīng)驗升華為物理概念.本節(jié)是高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的起始章節(jié)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教師在教學(xué)中應(yīng)該注意的主要問題.教學(xué)內(nèi)容看起來似乎淺顯，但其中蘊(yùn)涵著許多學(xué)生在初中學(xué)習(xí)時很少接觸過的方法，教師在教學(xué)中要創(chuàng)設(shè)豐富多彩的情景，要使學(xué)生在愉悅的心境中開始高中階段的物理學(xué)習(xí).教師的教學(xué)手段要多樣化，教學(xué)氣氛要熱烈，在教學(xué)中建立融洽、和諧、平等的師生關(guān)系，使學(xué)生感受到物理的魅力.通過課堂教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會歸納，學(xué)會表達(dá)，學(xué)會設(shè)想，學(xué)會討論，學(xué)會交流，學(xué)會比較，學(xué)會換位思考，學(xué)會建立物理模型，學(xué)會小結(jié).
三維目標(biāo)
知識與技能
1.認(rèn)識建立質(zhì)點模型的意義和方法，能根據(jù)具體情況將物體簡化為質(zhì)點.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)生將生活實際與物理概念相聯(lián)系，通過具體事例引出質(zhì)點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)驗出發(fā)，體驗不同參考系中運(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)計實驗并體會比較，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
1.理解質(zhì)點概念以及初步建立質(zhì)點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)軸與實際的物理情景結(jié)合起來建立坐標(biāo)系.
教學(xué)難點
在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點，即將一個實際的物體抽象為質(zhì)點的條件.
教具準(zhǔn)備
錄像資料、多媒體課件
課時安排
1課時
教學(xué)過程
�。坌抡n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）.
�。ǚ庞充浵瘢┻x擇有關(guān)反映物體運(yùn)動的畫面播放給學(xué)生看（可搜集整理電視片《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.
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？
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一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)好這些基本概念入手.
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
�。ǚ庞充浵瘢úシ拧吧裰邸蔽逄柹盏匿浵衿�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.
［新課教學(xué)］
一、物體和質(zhì)點
針對上面看過的錄像，老師提出問題：
詳細(xì)描述物體的運(yùn)動有什么困難？
我們需要了解物體各部分運(yùn)動的區(qū)別嗎？
學(xué)生討論：
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.因為物體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58m、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.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代替這個“龐大”的飛船呀！
引入質(zhì)點：用來代替物體的有質(zhì)量的點.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2.7g.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)πD(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.
【討論與交流】（供參考）
1.地球是一個龐然大物，直徑約為12800km，與太陽相距1.5×108km.研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時，能不能把它看成質(zhì)點?研究地面上各處季節(jié)變化時，能不能把它看成質(zhì)點?
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；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.
2.撐桿跳高是一項非常刺激的體育運(yùn)動項目，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，從中體會質(zhì)點模型的建立過程.
（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？
（2）分析運(yùn)動員的助跑速度時，能否將其看成質(zhì)點？
�。�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？
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”跟幾何中的點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.不同之處為：質(zhì)點是實際物體的抽象，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)點進(jìn)行小結(jié)：
生：對質(zhì)點小結(jié)：
1.質(zhì)點是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型.
2.質(zhì)點是對實際物體的近似，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，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，取決于所研究問題的性質(zhì).即使是同一個物體，在研究的問題不同時，有的情況下可以看作質(zhì)點，而有的情況可能不可以看作質(zhì)點.
【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.
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，為什么？
2.如果測定書本經(jīng)過桌面上方某一定點所需要的時間，是否可以將書本視為質(zhì)點，為什么？
3.還有什么情況下書本可以被視為質(zhì)點？什么情況下書本不能被視為質(zhì)點？
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.
2.相對桌面上方的某一定點來說，書本本身的長度（或?qū)挾龋┎荒芎雎裕?jīng)過該定點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.
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撥）.說明：
將物體看作質(zhì)點的條件：
�。�1）平動的物體可以看作質(zhì)點，一般研究物體的轉(zhuǎn)動時不能把物體看作質(zhì)點.
（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，如研究火車過橋的時間時就不能把火車看作質(zhì)點.
【課堂訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是
A.體積很小的物體都可看成質(zhì)點
B.質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點
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
D.只有低速運(yùn)動的物體才可看成質(zhì)點，高速運(yùn)動的物體不可看作質(zhì)點
答案：C
解析：一個實際物體能否看成質(zhì)點，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小.例如，地球可稱得上是個龐然大物，其直徑約為1.28×107m，質(zhì)量達(dá)到6×1024kg，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1.5×1011m）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.
2.在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點?
（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）
解析：根據(jù)質(zhì)點的定義，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.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.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.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.
3.下列情形中的物體可以看作質(zhì)點的是
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，因為在車窗玻璃上有幾個線條表示“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�，認(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?
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