质点参考系和坐标系教案2篇

一、教学目标

1．知识与技能：

(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．

课件教案

2．过程与方法：

(1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程

(2)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

(3)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用

3．情感态度与价值观：

(1)通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理

(2)通过小组讨论，培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会合作与交流，逐步形成严谨求实的科学态度

(3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观

二、教学重点、难点

1．教学重点及其教学策略：

重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立

教学策略：通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。

2．教学难点及其教学策略：

难点：理想化模型——质点的建立，及相应的思想方法

教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点。

三、设计思路

本节课以“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流—互动”的探究模式进行教学．

充分开发和利用新课程资源，创设大量贴近实际学生生活的问题情景，激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望，产生思维的积极活动与共鸣。同时，体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。

充分运用发挥多媒体教学功能，如音乐、图片、视频素材等，为学生提供了一个更具趣味性和启发性的学习情境。

营造宽松、自主、合作的课堂氛围，帮助学生形成健康人格的。除了让学生关注概念的静态结果，更关注学生对概念的主动建构，强调在问题中实现知识的意义建构。

四、教学资源

1．演示器材：乒乓拍、乒乓球

2．课件：飞机空投，地月系、太阳系运行，地球公转和四季变化，火车运行的模拟动画

3．音像文件：“神舟”５号发射、运行、返回过程；鸽子飞行；28届雅典奥运会上张怡宁发球

4.图片资料：学校平面图，神州五号发射控制中心，GPS定位器，汽车、火车过桥、火箭等图片。

5．多媒体教学设备一套。

五、教学设计

教师活动

学生活动

点评

引入新课

呈现“神舟”５号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。

播放神州五号发射升空过程的录像。

讲述：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。

世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同的人（如文学家、艺术家等）有不同的描述，请举例说明。

那么科学家怎样描述物体的运动呢？

著名物理学家海森伯曾说过：“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。”

本章我们首先引入描述运动的一些基本概念，进而研究最简单最基本的运动形式：直线运动。

观看录像，同时一位同学做现场播音员，解说发射过程：“2003年10月15日，一个令人骄傲的日子，一个彪炳史册的日子……”

小组讨论后学生回答：

诗人常用“气势磅礴”，“惊滔拍岸，卷起千堆雪”，“奔流凝激电，惊浪似浮霜 ”等诗词来描述江水的运动；

画家则运用简笔画加线条来描述汽车的运动。

……

创设“神舟”５号的教学情景，不仅激发学生的学习兴趣，而且学生强烈的民族自豪感将油然而生，激发了学生的爱国主义热情。

开放性问题为学生创设更多发言机会，更快加入活动，活跃课堂气氛。

从不同视角采用不同方法描述运动，引出对物理方法的思考。

应用名人名言不仅增强了说服力，而且也对学生进行方法教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神。

讲授新课

一、物体与质点

１、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？

讲述：有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。

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”５号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。

教师小结：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，用来代替物体的有质量的点叫质点（mass point）。

信息快递：

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。

２、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。

学生观察思考、讨论后回答：

(1)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。也就是鸽子有一定的大小和形状，各部分的运动情况不一样。

(2)如果我们研究它长度飞行就不需要了解它各部分运动的区别。

(3)如果忽略它的大小和形状就可以了。

学生学习体会科学研究的基本方法．

学生观察思考，小组讨论后作出回答：

(1)研究地球绕太阳的公转能把地球视为点；因为日地距离远大于地球的直径。

(2)同理研究火车从上海到北京的运动也能把它简化为一个点；因为上海到北京的离远大于火车的长度。

(3)研究地球上各处的季节变化时，不能把它视为质点，因为它的大小不能忽略。

(4)同理研究火车通过南京长江大桥的运动时，也不能把它视为质点，因为火车的长度可以与大桥长度相比拟。

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)相同点是都无大小和形状，不同点是一个有质量，一个无质量。

(4)物体能否看成质点，与物体本身的大小无关。大的物体，如月球、飞船也可以看成质点，小的物体，如乒乓球在发球时要考虑旋转，不能看成质点。

将学生置身于一个真实的生活情景，然后设计一系列问题，让学生进行多方面的主体性探究活动，在亲身体验中获得对知识的精髓的领会与感悟。

为学生提供多样化的信息来源，给学生提供探索机会。

常用中英文对照，让学生知道常用概念的意义。

给学生一定的时间和空间，尽可能拓展学生思维，使学生主动交流，加强合作，让学生在短暂的争论中自主找到解决问题的办法，体验交流与合作的乐趣。

动画、图片、文字、音乐组合从不同感官提高学生认知能力。

归纳探究时教师要注意调空，既要放得开，又要收得拢。要及时充分肯定每一位学生的发言，以激发学生的积极性。

通过四个问题的思考，领会质点的真实意义，理解科学抽象的含义，学会独立分析，排除机械记忆。

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？呈现太空站的图片。

教师小结：物体的运动和静止是相对的。

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？

２、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？

３、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？

教师小结：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．

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，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？

教师小结：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”５号这种三维运行呢？

3、请同学们阅读课本第１３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？

老师解释：显示屏上第1行的“西”和第2行的航向267其含义。

请同学举例说明它的还有哪些用途。

学生自由回答：虽然我们没有到过太空站，但地球上的生活经验告诉我们，我和我的同桌都会认为自己是静静地坐着。

因为这与参照物的选取有关。

学生自由回答：

“山迎”的感觉是由于选船作为参考系，“船行”是选山作为参考系。

学生观察思考，小组讨论后回答：

以飞机为参考系，看到投下的物资沿直线竖直下落，地面上的人以地面为参考系，看到物体是沿曲线下落的。

我们发现：选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同。

学生观察思考，自由回答：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。

学生回答：可以说在广场上旗杆东面或西面几米处。

学生思考，讨论后回答：可以建立坐标系来描述物体的物质。

教师引导学生回答：对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。

学生回答：x=5m,表示在广场上旗杆东面５米处，x=-10m表示在广场上旗杆西面10米处。正负号表示方向。

学生回答：对于平面运动，我们可以建立平面直角坐标系描述位置或位置的变化；对于“神舟”５号可以建立三维坐标系研究它的运动。

学生回答：显示屏上的北纬3955．451′、东经11623．504′是北京所处的经度和纬度。还可以知道时间，航向、航速、航程。

学生回答：GPS应用领域有交通管理、测量、实时导航、精确定位、资源开发等。

“创设情景，提出问题，观察思考，自主探索，讨论交流，总结归纳”是每一个概念建立的基本教学程序。

用他们学过的物理知识去欣赏、鉴别前人的作品，对于激发学生的好奇心，培养广泛的学生兴趣，强化物理概念，提高教学效果还是大有益处的。

多媒体技术的应用，变抽象为具体,使教学更加形象、直观，便于学生理解和掌握；以动态地、对比地演示一些物理现象，便于学生观察和思维。

运用贴近学生生活的实际例子，从“最近发展区”开始教学，唤起学生心理上的激发状态．使学生始终保持在一个旺盛求知的氛围中，并从解决实际问题的过程中，得到成功的快乐，能够使学生保持持久的学习兴趣。同时激发学生仔细观察身边事物的科学态度和习惯。

在练习中巩固物体位置的表示方法，弄清正负号的物理意义，为下面的教学打下基础。

数形结合，加深理解对概念的理解，同时培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。

在物理教学中努力渗透“科学、技术、社会”（STS）教育思想，重视物理学科与其他学科、现代科技、社会生活的联系，不但扩充学生的知识面，开扩学生的眼界，而且培养学生独立思考能力和科学的价值观。

本课小结

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？

学生回答：物理学研究问题的基本方法——建立物理模型。

反思小结为学生提供这节内容的知识框架，这不仅有利于知识的巩固，更有利于学生良好学习习惯的形成。

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。

想一想，练一练，做一做。

加深对课堂所学知识的理解和掌握，联系实际对所学内容进行应用。

板书设计：

第一节质点参考系和坐标系

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忽略不计。

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

三、坐标系：

为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．

六课后反思

本节课主要学习描述物体运动的几个基本概念。尽管这些概念都比较抽象，但我们老师把这堂课上得有声有色，收到了较好的教学效果。本节课主要有以下几个特点：

⑴充分利用多种教学素材（如视频、图片、动画等），创设出生动有趣、诗情画意的教学情境，使学生很快进入一种愿学、乐学的学习状态。

⑵贯彻新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，注意从学生身边或社会实践活动中选取典型事例，并紧密联系学生已有的直接经验，使抽象的物理概念变成生动、形象的认知对象，从而有效地降低了概念学习的难度。

⑶对于质点、参考系等概念，不是将现成的结论直接告知给学生，而是着力拓展它们的建立过程，在情景中提出学习和探究的主题后，精心设计问题串，把学习的主题分解成若干问题，在一系列的解决过程中逐渐达成对概念的深入、全面的认识，从中体会基本的物理思想方法。

质点参考系和坐标系教案二

一、教材分析

本教学设计选自人教版新课标高中物理教材第一章第一节《质点参考系和坐标系》，要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性，描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动，还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材中逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。本节介绍质点、参考系和坐标系，不仅是这一章学习的基础知识，也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。

二、三维目标

1．知识与技能

（1）理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。

（2）理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。

（3）会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。

2．过程与方法

（1）体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。

（2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。

3．情感态度与价值观

热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。

三、教学重、难点

（1）重点

1．理解质点的概念；

2．从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。

（2）难点

1．理解质点的概念

四、教学突破

课前师生收集丰富的图片、视频、文字等资料，联系学生日常生活中身边熟悉的实例，激发学生学习的兴趣，通过老师引导，学生得出有关物理概念，从而使学生乐于探究和思考。

五、教学流程设计

（一）引入课题

教师活动

学生活动

（利用多媒体播放一段反映物体运动的视频，雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……）。请同学们思考回答：这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫做机械运动？举例说明。

2．对学生的举例分析给予评价，并根据学生的回答进一步总结机械运动的概念。

3．指导学生分析视频资料，指出：宇宙中的一切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，诗人可以用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，来描绘气势磅礴的瀑布，画家也可以用美丽的画笔描绘出动感十足的情景，那么，我们怎样描绘物体的机械运动呢？即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？

1．学生尝试回忆九年级学过的《运动的描述》，举例说明什么叫做机械运动？如:老师走下讲台（老师对讲桌位置改变），汽车驶过学校（汽车对学校位置改变）等。

2．回答：物理学上把一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。

3．听讲，理解什么是位置变化，进一步体会机械运动，做记录。

（二）物体和质点

教师活动

学生活动

1．研究物体的运动，首先要确定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。（多媒体展示三幅图），在地球绕太阳转动的图片中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。

2．分析：地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。当我们讨论地球的公转时怎么看待地球？有什么巧妙的方法？

3．指导学生讨论。在学生讨论过程中，引导学生想到我们在处理这些问题时，采用科学抽象的方法，即不考虑物体各部分的差异，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。

4．可见，引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运动。

5．总结得出①质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。②质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法──科学抽象。

6．进一步说明：物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，撇开不考虑的（只能是与当前考察无关的因素），和对当前考察影响很小的次要因素。