1、质点参考系和坐标系学案天津市武清区梅厂中学 谢自成20070522【学习目标】 (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(5)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(6)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用【学习重点】质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立【学习难点】理想化模型质点的建立，及相应的思想方法【学习过程】1问题引入 呈现“神舟”号从发射到返回舱成功回收的主要阶段
2、。播放神州五号发射升空过程的录像。问题：飞船在茫茫太空遨游，如何描述它的运动呢？文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”，短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。科学家怎样描述物体的运动呢？2学习新课（一）、物体与质点、播放鸽子飞行的录像。提问：(1)要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？(2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信，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？呈现信息窗：“神舟”5号飞船载人舱长7.4m，直径2.8m,用长58m，重达480t的“长征”2号火箭发射。如科学家研究“神舟”5号飞船在空
3、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。播放“神舟”号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。物理学中，用来 物体的 的点叫质点（masspoint）。物理思想：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研究方法。质点就是这种物理模型之一。、提问：(1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？播放太阳系运行的模拟动画。 (2)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点？播放火车运行模拟动画。(3)研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？播放地球
4、公转和四季变化的模拟动画。(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？呈现火车过桥的图片。3、通过以上几个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”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？(4)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？播放地月系运行模拟动画，28届雅典奥运会上张怡宁发球录像。演示乒乓球发球情况。（二）参考系1、设想一下，你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。在“地球人”看来，你们随太空站以很大的速度绕地球运动。提问：你和你的同桌能感到自己在高速运动吗？为什么？呈现太
5、空站的图片。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（reference frame）.提问：有一首唐代流传下来的诗词：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动是船行。”作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉？ 、播放飞机空投的模拟动画。提问：选择不同的参考系观察结果如何？从中你有什么发现呢？、提问：参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢？播放地月系、太阳系运行的模拟动画（几何画板制作），请同学观察思考研究月球的运动选什么参考系较好？由此你得出的结论如何？(三)、坐标系1、假设你在学校攀登楼前广场上，沿东西方向笔直地奔跑，
6、如果要问你到了哪里，我们会怎样表示呢？（呈现学校平面图）对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考，说明你的位置。那么能否借助数学方法呢？一般说来，为了定量地描述物体的位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系（coordinate system）。用坐标值来表示物体的位置。提问：如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？如何确定坐标轴上的刻度值？如果我们以广场上旗杆作为坐标原点，x=5m,x=-10m表示什么意思？正负号表示什么意思？2、如果你在学校里从前校门到后校门，对于这种平面运动，要描述你的位置或位置的变化，应该建立怎样的坐标系？如果我们要研究“神舟”号这种三维运行呢？3、请同学们阅读课本第页“科学漫步”，并回答：此GPS定位器此刻处于我国哪个城市？从显示屏中你还能获得哪些信息？请同学举例说明它的还有哪些用途。【课堂小结】这节课我们学习了质点、参考系和坐标系等概念，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。为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。除了以上知识，你还学到了什么方法？（物理学研究问题的基本方法建立物理模型。）【布置作业】复习本节课本。思考课本第13页“问题与练习”中各题，要求准确回答。
