2019-2020年高中物理 11 認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng) 學(xué)案 粵教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 11 認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng) 學(xué)案 粵教版必修1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法。2理解參考系的選取在物理中的作用，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。3認(rèn)識(shí)一維直線坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用二、過(guò)程與方法1體會(huì)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(shí)際與物理概念相聯(lián)系，通過(guò)具體事例引出質(zhì)點(diǎn)的這個(gè)理想化的模型通過(guò)幾個(gè)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(guò)參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問(wèn)題的方法。讓學(xué)生從熟悉的常見(jiàn)現(xiàn)象和已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，揭示參考系在確定物體運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)的能力3體會(huì)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(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并力求解決問(wèn)題的意識(shí)和能力三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)自然，關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神2通過(guò)質(zhì)點(diǎn)概念和參考系的學(xué)習(xí)，體會(huì)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(wèn)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(guò)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【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象思維方法。2.在研究具體問(wèn)題時(shí)，如何選取參考系?！局R(shí)要點(diǎn)】一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)）：物體與物體間或是物體的一部分和另一部分相對(duì)位置隨時(shí)間發(fā)生改變的過(guò)程，是最基本、最簡(jiǎn)單、最普遍的運(yùn)動(dòng)形式。二、物體和質(zhì)點(diǎn)：1、 質(zhì)點(diǎn)：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。2、將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響可以忽略不記時(shí)平動(dòng)的物體可以視為質(zhì)點(diǎn)。三、參考系：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體?！締?wèn)題探究】下列描述中隱含的參考系是什么?1“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”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(shī)句“坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”時(shí)，我們感覺(jué)是靜止不動(dòng)的這與詩(shī)句里的描述是否矛盾?說(shuō)明理由4敦煌曲子詞中有這樣的詩(shī)句：“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”其中“看山恰似走來(lái)迎”和“是船行”所選的參照系分別是什么?參考答案：1河岸；竹排2云朵 3地面、地心人隨地球一起圍繞地軸自轉(zhuǎn)，而且地球赤道周長(zhǎng)大約是s=4.0104km，即大約為八萬(wàn)里4這兩種現(xiàn)象是由于選取參考系不同造成的第一種現(xiàn)象是以人為參考系，人看到遠(yuǎn)處的山向人靠近；第二種現(xiàn)象是以地面為參考系，山是靜止的，船在行駛 【疑難解析】物理研究中常建立起一些理想化的模型，它是物理學(xué)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的簡(jiǎn)化，也叫科學(xué)抽象它撇開(kāi)與當(dāng)前觀察無(wú)關(guān)的因素和對(duì)當(dāng)前考察影響很小的次要因素，抓住與考察有關(guān)的主要因素進(jìn)行研究、分析、解決問(wèn)題，質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)理想化的模型誤解一 以為質(zhì)點(diǎn)是指一個(gè)很小的點(diǎn)但在小木塊的翻倒過(guò)程中，木塊各點(diǎn)繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況不同，不可看作質(zhì)點(diǎn)至于作布朗運(yùn)動(dòng)的粒子，盡管體積極小，仍受到來(lái)自各個(gè)方向上的液體分子（具有更小體積）的撞擊，正是這種撞擊作用的不平衡性使之作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，也不可把布朗運(yùn)動(dòng)粒子視為質(zhì)點(diǎn)誤解二以為火車在鐵道上的運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)，可視為質(zhì)點(diǎn)而本題實(shí)際考察的是經(jīng)過(guò)某路標(biāo)的時(shí)間，就不能不考察它的長(zhǎng)度，在這情況中不能視其為質(zhì)點(diǎn)【典型例題】例1、分析下列運(yùn)動(dòng)，研究對(duì)象能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)？（1）做花樣溜冰的運(yùn)動(dòng)員；（2）運(yùn)行中的人造地球衛(wèi)星；（3）轉(zhuǎn)動(dòng)著的砂輪；（4）從斜面上滑下的木塊答案：（1）花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作復(fù)雜，既有旋轉(zhuǎn)也有平移若對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行技術(shù)分析，顯然不能把其視為質(zhì)點(diǎn)，但若只研究運(yùn)動(dòng)員滑冰場(chǎng)上的滑行路線，也可把運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)（2）若只研究人造地球衛(wèi)星繞地球的軌道運(yùn)動(dòng)，由于人造衛(wèi)星本身的大小與衛(wèi)星離地球的距離小得多，則應(yīng)把人造地球衛(wèi)星看作質(zhì)點(diǎn)；但若對(duì)人造地球衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整控制，則不能把其看作質(zhì)點(diǎn)（3）砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，砂輪各部分的轉(zhuǎn)動(dòng)情況與砂輪的大小和形狀有關(guān)，故不能把砂輪看作質(zhì)點(diǎn)（4）從斜面上滑下的木塊，其各部分的運(yùn)動(dòng)情況都相同，故可把木塊看作質(zhì)點(diǎn)例2敦煌曲子詞中有一首：“滿眼風(fēng)光多閃爍，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”請(qǐng)用物理學(xué)知識(shí)解釋“山走來(lái)”和“山不動(dòng)，是船行”。你由此又得到什么看法？解析：作者得出“山走來(lái)”是以自己（即船）作為參考系；得出“山不動(dòng)，是船行”則是以大地為參考系。 可見(jiàn)參考系不同，對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)論是不同的。拓展：其實(shí)，對(duì)于不同的參考系，非但得出某物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止的結(jié)論可能會(huì)不同，其他一些結(jié)論（例如運(yùn)動(dòng)的方向、速度有多大、是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)等）也會(huì)不同。 【規(guī)律總結(jié)】1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體在空間中所處的位置發(fā)生了變化，也簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。2、參考系：在判斷某物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用來(lái)與這個(gè)物體進(jìn)行比較的參照物體，就叫參照物。參考系指建立在參照物上的一個(gè)坐標(biāo)系，注意與參照物的區(qū)別。3、質(zhì)點(diǎn)理想模型：不考慮物體的形狀、大小，把物體看成有質(zhì)量的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，抓住主要因素，忽略次要因素，對(duì)實(shí)際物體的近似，是一個(gè)理想化模型。一個(gè)物體能否視為質(zhì)點(diǎn)，要具體情況具體分析。如：一列火車從北京開(kāi)往上海，在計(jì)算運(yùn)行時(shí)間時(shí)，可以忽略列車的長(zhǎng)短，把它視為質(zhì)點(diǎn)；但是，同樣這列火車，要計(jì)算它通過(guò)黃河鐵路大橋所需時(shí)間時(shí)，必須考慮列車的長(zhǎng)度，不可把列車視為質(zhì)點(diǎn)。一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，主要取決于物體的大小和形狀在所研究的問(wèn)題中是否屬于次要的、可以忽略的因素，而不是僅僅取決于物體的大小。地球雖然很大，但在研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小相對(duì)它到太陽(yáng)的距離可以忽略，故可視為質(zhì)點(diǎn)；乒乓球雖然小，在研究它的旋轉(zhuǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，卻不能看成質(zhì)點(diǎn) 實(shí)際物體在下列三種情況下都可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)：（1）物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都是相同的，所以研究它上面某“點(diǎn)”的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以代表它的整體運(yùn)動(dòng)情況了，故此物體也可當(dāng)質(zhì)點(diǎn)處理。（2）物體的大小和形狀對(duì)研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)。（3）有轉(zhuǎn)動(dòng)、但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí)，也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。如汽車在運(yùn)行時(shí)，雖然車輪有轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們關(guān)心的是車輛整體運(yùn)動(dòng)的快慢，故汽車可以看成質(zhì)點(diǎn)。【當(dāng)堂反饋】 1甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看一高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況是 （ ） A甲向上、乙向下、丙不動(dòng)B甲向上、乙向上、丙不動(dòng)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2下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是（ ）A體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)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(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn) D只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)3下列各種情況，可以把研究對(duì)象看作質(zhì)點(diǎn)的是（ ）A 研究小木塊的翻倒過(guò)程B 討論地球的公轉(zhuǎn)C 解釋微粒的布朗運(yùn)動(dòng)D 計(jì)算整列列車通過(guò)某一路標(biāo)的時(shí)間【參考答案】1選B、C、D電梯中的乘客觀看其他物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，是以自己所乘的電梯為參照物甲中乘客看高樓向下運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)同理，乙相對(duì)甲在向上運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明乙對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比甲更快丙電梯無(wú)論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)，或以比甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會(huì)感到是在向上運(yùn)動(dòng) 2選C一個(gè)實(shí)際物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，跟它體積的絕對(duì)大小、質(zhì)量的多少以及運(yùn)動(dòng)速度的高低無(wú)關(guān)，決定于物體的尺寸與物體間距相比的相對(duì)大小例如，地球可稱得上是個(gè)龐然大物，其直徑約為1.28107 m，質(zhì)量達(dá)到61024kg，在太空中繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度每秒幾百米由于其直徑與地球離太陽(yáng)的距離（約1.51011m）相比甚小，因此在研究地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，完全可以忽略地球的形狀、大小及地球自身的運(yùn)動(dòng)，把它看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)3 選B討論地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的直徑（約1.3104km）和公轉(zhuǎn)的軌道半徑（約1.5108km）相比要小得多，因而地球上各點(diǎn)相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)差別極小，即地球的大小和形狀可以忽略不計(jì)，可把地球視為質(zhì)點(diǎn)【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1.下列情況中的物體，哪些可以看作質(zhì)點(diǎn)A.研究從北京開(kāi)往上海的一列火車的運(yùn)行速度B.研究汽車后輪上一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的車輪C.體育教練員研究百米跑運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作D.研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)的地球 2.關(guān)于參考系的描述中正確的是A.參考系必須是固定不動(dòng)的物體B.參考系必須是正在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體C.參考系必須是相對(duì)于地面靜止的物體D.參考系必須是為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定為不動(dòng)的那個(gè)物體3.兩輛汽車在平直的公路上行駛，甲車內(nèi)的人看見(jiàn)窗外的樹木向東移動(dòng)，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，如果以大地為參照系，上述事實(shí)說(shuō)明A.甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車不動(dòng)B.乙車向西運(yùn)動(dòng)，甲車不動(dòng)C.甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)D.甲乙兩車以相同的速度都向西運(yùn)動(dòng)4.火車向東行駛， 對(duì)于下列參考系，乘坐火車的人是運(yùn)動(dòng)（指出運(yùn)動(dòng)方向）還是靜止？（1）對(duì)于地面上的房屋是_； （2）對(duì)于車廂內(nèi)的行李架是_；（3）對(duì)于旁邊的一列同速行駛的列車是_；（4）對(duì)于旁邊的一列行駛速度比他乘坐的列車快的列車是_.【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】1.A 2.D 3.D4.（1）向東運(yùn)動(dòng) （2）靜止 （3）靜止 （4）向西運(yùn)動(dòng)【反思】收獲疑問(wèn)【閱讀資料】理想模型不考慮物體本身的形狀和大小，并把質(zhì)量看作集中在一點(diǎn)時(shí)，就將這種物體看成“質(zhì)點(diǎn)”研究問(wèn)題時(shí)用質(zhì)點(diǎn)代替物體，可不考慮物體上各點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的差別它是力學(xué)中經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象得到的概念，是一個(gè)理想模型所謂“理想模型”就是為了便于研究而建立的一種高度抽象的理想客體，作為科學(xué)抽象的結(jié)果，“理想模型”也是一種科學(xué)概念它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，是在一定程度和范圍內(nèi)對(duì)客觀存在的復(fù)雜事物的一次近似反映在物理的研究中，“理想模型”的建立具有十分重要的意義首先，引入“理想模型”可以使問(wèn)題的處理大為簡(jiǎn)化而又不會(huì)發(fā)生大的偏差，在現(xiàn)實(shí)世界中，有許多實(shí)際的事物與這種“理想模型”十分接近，在一定條件下，作為一種近似處理，可以把實(shí)際事物當(dāng)做“理想模型”來(lái)處理，即可以將研究“理想模型”的結(jié)果直接地應(yīng)用于實(shí)際事物例如在研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于地球的直徑(約1.3104km)比地球和太陽(yáng)之間的距離(約1.5108km)小得多，地球上各點(diǎn)相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以看做是相同的，即地球的形狀、大小可以忽略不計(jì)在這種情況下，就可以直接把地球當(dāng)做一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”來(lái)處理研究一般的真實(shí)氣體時(shí)，在通常的溫度和壓強(qiáng)范圍內(nèi)，可以把它近似地當(dāng)做“理想氣體”，從而直接運(yùn)用“理想氣體”的狀態(tài)方程來(lái)處理其次，對(duì)于復(fù)雜的對(duì)象和過(guò)程，可以先抽象出“理想模型”，然后將研究“理想模型”的結(jié)果加以修正，使之與實(shí)際的對(duì)象或過(guò)程相符合，這是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法把復(fù)雜的事物或過(guò)程用簡(jiǎn)化的模型來(lái)代替，更能突出主要因素，使問(wèn)題簡(jiǎn)化，便于研究它的主要性質(zhì)，便于找出其中的主要規(guī)律解決主要矛盾之后，再考慮次要矛盾，進(jìn)行修正，從而逐步逼近客觀實(shí)際因此，“理想模型”是從簡(jiǎn)單研究過(guò)渡到復(fù)雜研究的一種手段再次，由于在“理想模型”的抽象過(guò)程中，舍去了大量的起作用很小的次要因素，突出了事物的主要特征，從而使得“理想模型”的研究結(jié)果能夠超越現(xiàn)有的條件，指示研究的方向，形成科學(xué)的預(yù)見(jiàn)例如，在固體物理的理論研究中，常常以沒(méi)有“缺陷”的“理想晶體”作為研究對(duì)象，但應(yīng)用量子力學(xué)對(duì)這種“理想晶體”進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，表明其強(qiáng)度竟比普通金屬材料的強(qiáng)度大1000倍由此，人們想到；既然“理想晶體”的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度大1000倍，那就說(shuō)明常用金屬材料的強(qiáng)度之所以減弱，就是因?yàn)椴牧现杏性S多“缺陷”的緣故如果能設(shè)法減少這種“缺陷”，就可能大大提高金屬材料的強(qiáng)度后來(lái)，實(shí)踐果然證實(shí)了這個(gè)預(yù)言，人們沿著這一思路制造出了若干極細(xì)的金屬絲，其強(qiáng)度接近于“理想晶體”的強(qiáng)度，稱之為“金胡須”總之，由于客觀事物及其運(yùn)動(dòng)變化具有質(zhì)的多樣性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往是非常復(fù)雜的，不可能一下子把它們認(rèn)識(shí)清楚而采用“理想模型”來(lái)代替實(shí)際的客體，就可以使事物的規(guī)律具有比較簡(jiǎn)單的形式，從而便于人們?nèi)フJ(rèn)識(shí)和掌握它們?cè)谥袑W(xué)物理中，有許多理想化模型如質(zhì)點(diǎn)、單擺、點(diǎn)電荷、點(diǎn)光源、理想氣體、理想變壓器等都是理想化的研究對(duì)象；勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、絕熱過(guò)程等都是理想化的變化過(guò)程；光滑平面、輕桿、輕繩、均勻介質(zhì)等都是理想化的條件這些理想模型從不同的側(cè)面和角度描述和揭示了實(shí)際問(wèn)題中各種事物和物理過(guò)程的特征任何理想模型都有它的運(yùn)用條件和適用范圍，把一個(gè)實(shí)際問(wèn)題抽象成什么樣的模型，這要看問(wèn)題研究的目的、性質(zhì)和具體情況而定，不要有意或無(wú)意地把什么對(duì)象、什么條件、什么過(guò)程歸入哪一類模型，而應(yīng)對(duì)具體問(wèn)題作出具體分析后再作出選擇在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，關(guān)鍵是掌握理想化模型的方法，想想如何從一個(gè)實(shí)際問(wèn)題抽象出一個(gè)正確的模型，弄清是為了什么目的而作這樣的簡(jiǎn)化和抽象模型的方法也是一種解決物理問(wèn)題的重要思維方法在解決各種問(wèn)題時(shí)，一般都要用到自己熟悉的物理(理想)模型例如，解決力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常常出現(xiàn)汽車、小球、小物體之類，你會(huì)很自然地確定是否能把它們視為質(zhì)點(diǎn)不管是否意識(shí)到，你實(shí)際上是利用自己所熟悉的物理模型處理問(wèn)題的從思維過(guò)程來(lái)看，解決問(wèn)題時(shí)要對(duì)問(wèn)題中的具體情況進(jìn)行分析，識(shí)別該情況可歸入哪種物理模型，只是這種識(shí)別比較簡(jiǎn)單，可能沒(méi)有自覺(jué)意識(shí)到我們應(yīng)當(dāng)自覺(jué)利用熟悉的物理模型善于識(shí)別不熟悉的情境，把它轉(zhuǎn)化或者等效為熟悉的物理模型，但這種轉(zhuǎn)化或者等效是有條件的，需要經(jīng)過(guò)推理，論證其等效性；不加論證，只從表面類似來(lái)等效，可能會(huì)出錯(cuò)會(huì)不會(huì)把不熟悉的情境，轉(zhuǎn)化為熟悉的物理模型是一個(gè)人駕馭所學(xué)知識(shí)能力高低的一種表現(xiàn)