1.1走近运动
学习目标:1、 通过对质点的认识 ,明确把实际物体抽象为质点的条件 ,了解物理学研究中物理模型的特点 ,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
2、理解位移的概念 ,能够区分路程与位移、时刻与时间。
3、了解参考系的概念 ,掌握坐标系的简单应用。
重、难点分析:
一、学习重点:理解质点的概念 ,认识运用物理模型的方法及其特点。
二、学习难点:把实际物体抽象为质点的条件。
第一局部 自主学习〔预习课本 ,思考问题〕
1、运动和 是相对的。描述物体的运动时 ,需要选取另外一个物体作为标准 ,这个用来作为标准的物体称为 。
2、物理学中 ,把用来代替物体的有质量的点称为 ,把物体抽象为质点时忽略了物体的 和 。
3、路程是物体运动轨迹的 ,是 量 ,位移是用来表示物体〔质点〕的 变化的物理量 ,是矢量 ,它只与物体的初位置和 有关 ,与物体在运动过程中所经历的 无关。
4、时光流逝过程中的每一瞬间叫做 ,它没有长短 ,两个时刻之间的间隔叫做 。在时间轴上 ,每一点代表着不同的时刻 ,两点之间的线段那么表示时间。
第二局部 合作探究〔结合课本知识 ,探寻以下问题解决方法〕
一、 参考系
1、 请你设想一下 ,你和一位同伴正坐在火车中去旅行 ,铁路边的人看到火车中的乘客在飞快地离去 ,而乘客自己却认为自己是静止的;
2、 “满眼风波多闪烁 ,看山恰似走来迎 ,仔细看山山不动 ,是船行.〞
以上两问题 ,两人为什么都有不同的感觉?他们各以什么为参考系?
二、 质点
【探究1】
1、一列火车从北京开往广州 ,途中经过南京长江大桥。2、地球绕太阳公转 ,周期1年 ,地球自转周期1天。3、运发动跑马拉松与表演体操。
以上三个问题涉及三个物体 ,它们哪种情况可以看作质点?哪种情况不能看作质点?为什么?
【探究2】
亲自做一做、试一试 ,书本在以下情景中能否被看成质点.
1.沿一个方向推动桌面上的书本 ,如果测量书本移动的距离 ,是否可以将书本视为质点 ,为什么?
2.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间 ,是否可以将书本视为质点 ,为什么?
3.还有什么情况下书本可以被视为质点?什么情况下书本不能被视为质点?
三、 坐标系
展示问题:〔小偷偷东西被发现 ,原因GPS来确定方位〕
有时需要准确地描述某个物体所在的位置 ,如地理上用纬度和经度来确定某个地点在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统(GPS)来确定方位.
【探究1】
一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向 ,思考汽车的位置随时间怎样变化?
问题: 1.如何选择坐标轴和正方向?
2.如何选择坐标原点?
3.如何确定坐标轴上的刻度值?
【探究2】
田径场上 ,描述百米运发动在运动中的位置 ,需建立什么样的坐标系?描述800米赛跑运发动在运动中的位置需建立什么样的坐标系?足球场上 ,描述足球运发动的位置需建立什么样的坐标系?要描述足球的位置呢?
四、 位移和路程
1、思考:从北京到重庆 ,观察地图 ,你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?
2、用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路.请根据地图中的比例尺估算一下 ,坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少?
3、 阅读下面的对话:
甲:请问到市图书馆怎么走?
乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口 ,再向东走300m就到了.
甲:谢谢!
乙:不用客气.
请在图1—2—3上把甲要经过的路程和位移表示出来.
师:请你归纳一下:位移和路程有什么不同?
五、时刻和时间间隔
T15
站名
T16
18:19
北京西
14:58
00:35
00:41
郑州
08:42
08:36
05:49
05:57
武昌
03:28
03:20
09:15
09:21
长沙
23:59
23:5l
16:25
广州
16:52
根据以下“列车时刻表〞中的数据 ,列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?
以下图1—2—1给出了时间轴 ,请你说出第3秒 ,前3秒 ,第3秒初第3秒末 ,第n秒的意义.
六、直线运动的位置和位移
提出问题:我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移?
如果物体做的是直线运动 ,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置 ,如果是一段时间 ,对应的是这段时间内物体的位移.
如图1—2—6所示 ,物体在时刻t1处于“位置〞x1 ,在时刻t2运动到“位置〞x2
那么(x2- x1)就是物体的“位移〞 ,记为Δx =x2- x1
第三局部例题解析〔利用所学知识 ,解决以下问题〕
【例1】如图1—1—6所示 ,物体在时刻t1处于“位置〞x1 ,在时刻t2运动到“位置〞 x 2.试在图中画出这段时间内物体的位移Δx ,并用坐标表示其大小.
图1—1—6
思路:位移为由初位置指向未位置的有向线段 ,既有大小又有方向 ,是矢量.
答案:如图1—1—7中有向线段所示 ,Δx=x2—x1.
图1—1—7
【例2】从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球 ,它上升5 m后回落 ,最后到达地面〔如图1—1—8所示〕.分别以地面和抛出点为原点建立坐标系 ,方向均以向上为正 ,填写以下表格.
图1—1—8
坐标原点
的设置
出发点
的坐标
最高点
的坐标
落地点
的坐标
上升过程
的位移
下落过程
的位移
全过程的
总位移
以地面
为原点
以抛出点
为原点
解析:该题考查了位移的求解以及对位移矢量性的理解.解决的关键是死卡位移的定义 ,同时注意位移方向与选取正向之间的关系 ,方向与正向相同时为正值 ,相反时为负值.具体值见下表.
坐标原点
的设置
出发点
的坐标
最高点
的坐标
落地点
的坐标
上升过程
的位移
下落过程
的位移
全过程的
总位移
以地面
为原点
3 m
8 m
0 m
5 m
—8 m
—3 m
以抛出点
为原点
0 m
5 m
—3 m
5 m
—8 m
—3 m
点评:此题不仅很好地考查了位移的概念及其矢量性 ,而且还很好地考查了位移与初末位置坐标以及原点选取之间的关系.很好地表达出位移仅取决于初末位置 ,与原点的选取无关.使概念的理解得到深化 ,通过对解答中数据的比拟 ,很容易得到该结论.该题还可以拓展 ,即画出两种坐标下上升过程的位移、下落过程的位移、全过程的总位移.结果将会更加直观明了.
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