质点参考系空间时间导学案老师用.docx

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质点参考系空间时间导学案老师用

2013年12月2日1时30分,搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空。

“嫦娥三号”是中国发射的第一个地外软着陆探测器,包

括巡视器（月球车）,也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务,起承上启下的作用。

2013年12月14日21时11分,嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。

图示为“玉兔”号月球车。

课时1.1质点参考系空间时间

1.知道机械运动的概念。

2.理解质点的概念,并掌握什么情况下物体可以视为质点。

3.理解参考系的选取在物理学中的作用,会根据实际情况选定参考系。

4.知道时间和时刻,并能在时间轴上表示时间与时刻。

重点难点:

理解参考系和质点的概念,时间和时刻的概念,物体近似看作质点的条件。

教学建议:

本节内容需要安排一个课时教学,若自主学习安排在课外,建议20~25分钟,安排在课内则只能有15分钟左右。

可以通过教材中的两个“讨论交流”让学生理解什么情况下,可以将物体视为质点及如何选择参考系,同时认识到物理内容来源于生活,又在实际生活中得到体现和应用,从而培养学生学习物理的兴趣。

在时间、时刻的教学中,可以在同一时间轴上让学生来完成教材中的“讨论交流”。

教材中的练习与评价可作为本节课的随堂练习来自我检测。

导入新课:

在我们生活中随处可见物体的运动,如人在街道上行走,车在道路上行驶。

但我们乘公交车回家只看车内,感觉旁边的同学没动,却从一个地方到了另一个地方,这是为什么呢?

我们计算从离开学校至回到家中的时间时,是否需要考虑是左脚还是右脚先迈出校门,是左脚还是右脚先迈进家门?

这里有没有物理学上的知识呢?

1.机械运动:

物体的运动形式多样,其中最简单的一种是一个物体相对于另一个物体的改变,这种运动称为机械运动。

运动的普遍性和绝对性{

最基本的两种运动形式：

2.参考系:

要确定一个物体的位置并描述它位置的变化情况,就要选定其他的物体做参考,这个被选做参考的物体叫作参考系,也称为参照物。

参考系的四性：

参考系的选取是任意的,应以为原则。

在中学阶段,若不作特殊说明,一般取为参考系。

3.质点:

在研究一个物体的运动时,如果被研究物体的大小和形状在所讨论的问题中可以忽略,就可以把整个物体简化为一个有的点,称为质点。

特点：

物体能被视为质点的条件：

质点的物理意义：

理想化方法：

突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。

质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。

4.时间和时刻:

时刻：

时间（时间间隔）：

时间轴：

时间和时刻的区别：

。

主题1:

参考系（重点探究）

甲、乙两同学一起乘车出游,甲看见车外的树木说:

“树木后退的好快哟!

”乙马上反驳说:

“车外的树木没动,是我们和汽车在飞快的前进。

”为此两人互相争论起来。

（1）甲和乙谁对谁错?

为什么?

（2）为了分析物体的运动我们应该怎样选择参考系?

知识链接:

参考系的选取具有:

①任意性,即可选择任意物体;②统一性,即在同一问题中,必须选择同一个物体;③差异性,即选择不同参考系观察的结果一般不同；④标准性：

被选作参考系的物体是假定不动的物体。

主题2:

质点

2013年10月国务院总理李克强在出访泰国期间透露,中国将用高铁换取泰国的大米和橡胶,这一举措被媒体称为“高铁换大米”,标志着我国的动车技术和高铁技术已达到世界领先水平。

图示是一辆从北京开往上海的“和谐号”动车正在通过一个百米长的隧道。

（1）在分析计算“和谐号”从北京到上海的时间时,需要考虑列车的长度吗?

此时“和谐号”列车可以看作质点吗?

（2）若分析计算“和谐号”列车通过这个隧道的时间,需要考虑列车的长度吗?

此时“和谐号”列车可以看作质点吗?

（3）什么情况下可以将物体视为质点呢?

（4）你认为用质点来代替物体有什么好处?

知识链接:

质点是一种为了研究问题的方便而引入的“理想模型”,是一种科学抽象。

主题3:

时间轴

阅读教材中“空间、时间和时刻”的相关内容,借助时间轴回答:

什么是时间?

什么是时刻?

生活中所指的“时间”都是时间吗?

举例说明。

如图甲所示,时间轴的起点0叫作零时刻,时间间隔的单位为1s。

请在时间轴上标出第5s末、第6s初、前2s内、第4s内。

甲

知识链接:

世界上最快而又最慢,最长而又最短,最平凡而又最珍贵,最容易被人忽视,而又最令人后悔的就是时间。

1.（考查质点）（多选）我国田径名将奥运会冠军刘翔,2004年在雅典奥运会上以12.91秒的成绩平了保持11年之久的世界纪录。

下列关于刘翔能否看作质点的说法中正确的是（）。

A.确定刘翔飞奔过程中的速度,可以将其视为质点

B.教练为了分析其动作要领,可以将其视为质点

C.无论研究什么问题,均不能把他视为质点

D.能否视为质点,取决于我们所要研究的问题

2.（考查参考系）两列火车最初平行地停在某一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木向西运动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动。

如以地面为参考系,上述事实说明（）。

A.甲车向东行驶,乙车不动

B.乙车向东行驶,甲车不动

C.甲车向西行驶,乙车向东行驶

D.甲、乙两车以相同的速度向东行驶

3.（考查参考系）宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春天出游时曾经写了一首诗,如图所示,诗中“云与我俱东”所选取的参考系是（）。

A.船B.云

C.诗人D.榆堤

4.（考查时间与时刻）（多选）以下数据中指时刻的是（）。

A.学校课程表上显示第一节课的上课时间是上午的8∶15

B.中国2010年上海世界博览会是第41届世界博览会,将于5月15日10时开始

C.张培萌创造了10.04秒的男子100米全国好成绩

D.我国航天员翟志刚在“神舟七号”飞船外完成了历时20秒的太空行走

拓展一、参考系的选择

1.烟囱冒出的烟和平直路面上甲、乙两车上的小旗的朝向如图所示。

关于甲、乙两车相对于路旁房子的运动情况,下列说法正确的是（）。

A.甲、乙两车一定向左运动

B.甲车可能静止或向右运动或向左缓慢运动,乙车一定向左运动

C.甲车可能向右加速运动,乙车可能向右减速运动

D.甲车一定向右运动,乙车一定向左运动

拓展二、物体看作质点的条件

2.撑竿跳高是一项非常刺激的体育运动项目,一般来说可以把撑竿跳高运动分为如下几个阶段:

助跑、撑竿起跳、越过横杆,如图所示。

讨论并思考后回答,在下列几种情况下运动员能否被看作质点,从中体会质点模型的建立过程。

（1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,能否将运动员看成质点?

（2）分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?

（3）测量所跳的高度（判断其是否打破纪录）时,能否将其看成质点?

拓展三、时间和时刻

3.请在如图所示的时间轴上指出下列时刻或时间（填相应的字母）。

（1）第1s末,第3s初,第2个两秒的中间时刻。

（2）第2s内,第5s内,第8s内。

（3）2s内,头5s内,前9s内。

4.巧选参考系

一船夫划船逆流而上，驾船沿河道逆水航行，经过一桥时，不慎将心爱的酒葫芦落入水中，被水冲走，但一直划行至上游某处时才发现，便立即返航经过1小时追上葫芦时，发现葫芦离桥5400m远，若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的，试求河水的速度．

1.（多选）关于机械运动和参考系,以下说法正确的是（）。

A.一个物体相对于别的物体的位置变化,叫作机械运动

B.参考系必须是和地面连在一起的物体

C.参考系就是不动的物体

D.任何物体都可以被选作参考系

2.（多选）下列说法正确的是（）。

A.研究“神舟八号”绕地球飞行时,飞船可看作质点

B.研究“神舟八号”与“天宫一号”对接时,“天宫一号”可看作质点

C.研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时,火车可看作质点

D.研究电子绕原子核的运动情况时,电子可看作质点

3.关于机械运动和参考系,以下说法正确的有（）。

A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系

B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系

C.一定要选固定不动的物体为参考系

D.研究地面上物体的运动时,必须选地球为参考系

4.如图所示,第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000m高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是一只小昆虫,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。

飞行员能抓到子弹,是因为（）。

A.飞行员的反应快

B.子弹相对于飞行员是静止的

C.子弹已经飞得没有劲了,快要落在地上了

D.飞行员的手有劲

5.第26届世界大学生夏季运动会于2011年8月23日在中国深圳胜利闭幕,中国体育代表团获取了75枚金牌、145枚奖牌的优异成绩,名列金牌榜首。

在下列比赛项目中,运动员可视为质点的为（）。

A.健美操B.花样游泳C.跳水D.田径长跑

6.关于时刻和时间,下列说法正确的是（）。

A.作息时间表上的数字均表示时间B.1min只能分成60个时刻

C.手表上指针指示的是时间D.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间

7.下列情形中的人或物体可以看作质点的是（）。

A.观看跳水运动员在跳水比赛中的动作B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上

C.确定马拉松运动员在比赛中的位置D.欣赏花样滑冰运动员在比赛中的表演

8.唐词“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎。

仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）。

A.船和山B.山和船

C.地面和山D.河岸和流水

9.我们在车站乘车时往往会觉得自己所乘坐的车子已经启动了,但过会儿会发现自己所乘坐的车子没有动,而是旁边的车子启动了,这前后两次采用的参考系是（）。

A.站台,旁边的汽车B.两次都是旁边的汽车

C.两次都是站台D.旁边的汽车,站台

10.（多选）在平直公路上,甲乘汽车以10m/s的速度运动,乙骑自行车以5m/s的速度运动,则甲、乙（）。

A.同向运动时,甲观察到乙以5m/s的速度远离B.同向运动时,乙观察到甲以5m/s的速度靠近

C.背离运动时,甲观察到乙以15m/s的速度远离D.相向运动时,乙观察到甲以15m/s的速度靠近

11.（多选）（多选）有甲、乙、丙三架电梯,甲中的乘客看见一高楼在向下运动;乙中的乘客看见甲在向下运动;丙中的乘客看见甲、乙都在上升。

这三架电梯相对地面的运动情况可能是（）。

A.甲向上、乙向下、丙不动B.甲向上、乙向上、丙不动

C.甲向上、乙向上、丙向下D.甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲、乙都慢

12.2007年4月18日,我国铁路第六次大面积提速,重点城市间大量开行时速200公里及以上动车组旅客列车——“和谐号”CRH系列国产化动车组列车。

下表是D665次动车组列车运行的时刻表。

试求D665次动车组列车从上海到海宁、杭州、义乌、金华的时间。

（保留两位有效数字）

D665次列车时刻表

停靠站

到达时刻

开车时刻

里程（km）

上海南

-

13:

12

0

海宁

13:

59

14:

01

108

杭州

14:

35

14:

37

173

义乌

15:

25

15:

27

312

金华西

15:

53

-

360

13.刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江,他身上的佩剑不小心掉落江中。

他立即在船舱板上画记号,对他的船友说:

“这是我的剑掉落的地方。

”到了河岸,船停了,他就在画记号的地方下水找剑。

这则寓言不但有讽刺意义,而且还包含了一定的物理知识。

从选择参考系的角度回答下列问题:

（1）该楚国人找剑选择的参考系是什么?

（2）请你为该楚国人提供一种找到这把剑的方法。

阅读材料:

理想模型及其在科学研究中的作用

在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。

第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。

把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。

在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于

实际事物。

例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离（约为14960万公里）比地球的半径（约为6370公里）大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看

做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。

在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。

在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。

在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。

第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。

这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。

例如：

“理想气体”的状态方程，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了。

第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。

例如：

在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。

但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。

由此，人们想到：

既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。

如果能设法减少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度。

后来，实践果然证实了这个预言。

人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”。

总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。

而采用理想化的客体（即“理想模型”）来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。