以一个点作为参考系

这是以一个点作为参考系，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

以一个点作为参考系第 1 篇

教学设计

质点模型是高中物理提出的第一个物理模型，也是最简单的模型，对质点概念的形成以及质点模型的建立过程，教学要求是初步的.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、定量地描述质点的运动，又要建立坐标系.质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，所以本教学设计是逐步展开的. 本课程的教学设计要解决两个问题：一是通过在教学中创设多样的问题情景，引导学生讨论并总结质点的概念；二是合作探究引入参考系和坐标系的意义，以及如何建立合适的参考系和坐标系，然后介绍全球卫星定位系统，让学生了解信息，拓展视野. 教学目标

知识与技能

1.知道质点的概念及条件.

2.知道参考系的概念及作用.

3.掌握坐标系的简单应用.

过程与方法

1.体验质点的条件及意义，初步掌握“科学抽象”这种研究方法.

2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性，可用不同的方法设计实验并体会比较.增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.

情感态度与价值观

1.认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性,培养学生热爱自然,关心科技发展,勇于探索的精神.

2.通过分析不同参考系中的运动现象不同，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观. 教学重点

1.质点概念的建立.

2.明确参考系的概念及运动的关系. 教学难点

1.质点模型的条件判断. 2.坐标系的建立. 教学模式：

情境展示、合作探究、分组讨论及多媒体等多种教学模式 教学用具：

PPT课件 时间安排

1课时 教学流程设计

一、新课引入

“不了解运动就不了解自然----亚里士多德”作为高中物理的第一章，我们从《运动的描述》开始说起。

生活中存在着各种各样的运动（火车在行驶、乌龟在跑、鸟在飞翔、火箭飞向太空），这些运动都有着共同的特点，就是空间位置随着时间发生变化，这就是我们物理学中所说的机械运动，简称运动。（学生在课本中找出相对应的概念）在物理学中，研究物体做机械运动

规律的分支叫做力学。在今后的学习中我们会重点学习力学这一部分内容，而在这一章，我们研究怎样描述物体的运动。

教师活动

请同学根据已有知识说出描述运动的一些物理量

学生活动

速度、时间、位移、路程等

设计意义

检查学生对已学知识的掌握情

况，引出本节课内容：质点、参考系和坐标系

二、新课教学

诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。科学家应该怎样描述物体的机械运动呢？

（1）物体和质点

教师活动

探究一：

1.雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚„„在这些司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动。详细描述物体的运动有什么困难? 困难出在哪里？

2.描述物体运动，我们需要了解物体各部分运动的区别吗?可以将问题简化吗？为什么？ 以“火车在城市之间运行”、 “飞机以某速度从南京飞向北京”为例

学生活动

很难描述，雄鹰向前飞翔的同时翅膀还在上下摆动，足球在前进的同时自身还在转动

设计意义

让学生思考描述物体的运动有什么困难，困难出现在哪？是否有什么方法来消除这些困难

激发学生兴趣，引发学生思考，为质点的提出做准备

车箱的颤动可以忽略，飞机本为质点这一理想化的物身大小可以不用考虑 理模型的提出做前提铺忽略某些次要因素（如形状、垫 大小），只关心主要的方面。

3.什么情况下火车可以视为一个不考虑火车本身的大小和形理解物体可以看成一个状的时候，如考虑火车在城市点的条件

点？ 之间运行

提出质点的概念

学生总结把物体看成是质点的条件并强调质点是理想化的物理模型 针对训练

兵乓球什么时候可以看做成质点？

1.研究乒乓球的运动轨迹时 2.在研究上旋球或下旋球对接球的影响时

学生回答问题

培养学生自己总结问题的能力，理解理想的物理模型的魅力

巩固质点的概念，并明确物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。

学生回答问题

(2) 参考系

教师活动 学生活动 设计意义

引导学生回顾起初中已学过的参照物，提出参考系的概念

培养学生团结合作、总结分析问题的能力 观察PPT图片，提出问题 因为他们选取的参照物不同 “他们说的对不对？” “为什么同一个运动会有几种不同的说法？” 探究二：问题

1、什么是参考系？小组讨论、合作探究 研究机械运动时，必须选择参考系吗？

问题

2、参考系的选择有什么原则？

问题

3、运动的物体可否选成参考系？请举例说明。 对参考系进行针对的训练 学生回答问题

（3）坐标系

教师活动 学生活动 探究三：如果一个可以看成质点参考系上建立适当的坐标的物体沿直线运动,怎样定量描系。 述物体的位置变化呢? 坐标系三要素：原点、正方

向和单位长度

如何描述在平面、空间中运动学生思考、讨论 的物体？ 介绍GPS 学生阅读科学漫步内容，了

解GPS

四、【知识小结】

教师活动

根据板书总结这节课的知识点，强调考试重难点 并布置课后作业

巩固学生对参考系的理解

设计意义

理解坐标系的建立及其三要素

知识扩展，二维、三维坐标系

课外延伸，让学生了解物理在生活中的应用，增加学生知识的储备量

设计意义

总结这节课的所有知识点，鼓励学生要学有所用，学会将自己所学的知识运用于生活实践，尝试用科学的眼光去看待问题、分析问题。

板书

§1.1 质点 参考系和坐标系

一、质点

1、质点：把物体简化为一个有质量的物质点

2、物体简化为质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计

3、理想化的物理模型

二、参考系

1、参考系：为了描述物体的运动而被选做参考的物体（系）。

2、以观测方便、描述简单为原则

三、坐标系

三要素：原点、正方向、单位长度

以一个点作为参考系第 2 篇

一、教学目标

1．理解质点的定义。知道质点是理想化模型，能明确物体在什么情况下可以看作质点。

2．理解参考系的概念。知道在不同的参考系中对同一运动的描述可能不同。 3．理解坐标系的概念。能够用一维坐标定量描述物体的位置和位置的变化。 4．学会突出主要矛盾忽略次要矛盾的科学研究方法。

二、教学重点、难点

1．教学重点

质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立。 2．教学难点

理想化模型——质点的建立。

三、教学过程

1．引入新课

图片：雄鹰、火车、刘翔、踢球。

万事万物都在运动，“不了解运动就不了解自然”——亚里士多德。 回顾：什么是机械运动？ 疑问：如何描述物体的运动？ 2．讲授新课

（一）、物体与质点

1、图片：地球绕太阳公转，远洋航行的轮船，沿斜面下滑的物块。 (1)沿斜面下滑的物块，各点的运动状态是否一样？ (2)如果我们研究物块下滑，需要把它各部分都分别研究吗？ (3)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？

小结：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。

2、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？

物体看做质点的条件：由问题的性质决定。

(1)物体的各部分的运动情况都相同，此物体可以当作质点。 (2)物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当作质点。 (3)物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用。

3、提问：

(1)物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？ (2)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？ 当堂练习：选择题两题

（二）、参考系

1、故事：二战时期，一法国飞行员在执行任务的途中看到身边有一个黑色虫子，伸手抓到之后发现那并不是虫子，而是一颗子弹。为什么他能徒手抓住子弹？

2、设想一下，你和你的同桌正坐在公交车里。在路边的人来看，你们随公交车在快速运动。提问：你感到你的同桌在快速运动吗？为什么？ 小结：物体的运动和静止是相对的。

参考系定义：这种用来做参考的假定为不动的物体，称为参考系。

3、提问：参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢？ 小结：参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。

（三）、坐标系

讲述：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。用坐标值来表示物体的位置。 坐标系的应用：GPS 当堂练习：一小题

四、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。

以一个点作为参考系第 3 篇

教学目标：

1.认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点，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.了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。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的生活经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭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.体会用坐标方法描述物体位置的优越性，可用不同方法设计实验并体会比较，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。

教学重点：

1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法。 2.在研究具体问题时，如何选取参考系。

3.如何用教学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。 教学难点：

1、 理解质点概念。

2、在研究具体问题时，如何选取参考系。 教学方法：讲解、实验

教学过程：引导学生想象飞机和火车运行时的状态，总结机械运动概念：物体与物体间或是物体的一部分和另一部分相对位置随时间发生改变的过程，是最基本、最简单、最普遍的运动形式。

这样我们就知道了，运动是一个与时间和空间都有关的物理量，我们要研究运动，首先要从以下几个基本的概念入手。

[演示]飞机的运动

[提问]请一位同学来描述飞机的运动。

[分析]研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机，因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计，在物理学中为了研究的方便,可以用一有质量的小点代替物体，这个有质量的点称为质点。

[提问]当我们研究飞机轮胎的转动时,能否把飞机轮胎看成质点? [分析]不能!因为研究飞机轮胎的转动时,飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中不可忽略。

[课堂探究] 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，（沿同一个方向移动书本时，书本各部分的运动情况完全相同，可以将它视为质点）

如果测定书本经过桌面上方的某一定点所需时间，是否可以将书本视为质点（不能） [小结]

1、质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。

2、质点是对实际物体的近似，则也是物理学中常用的一种重要的研究方法。

3、 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。

4、一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质，即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点。

[讲解]描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体称为参考系,参考系可以任意选择，但是，选择不同的参考系来观察同一物体的运动其结果会有所不同。(举例说明) [讲解]位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，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。

（1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有：

① 一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。② 二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。

③ 三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。 (2) GPS定位仪——确定地球物体的具体方位，提供准 确时间。

要注意以下几点：

（a）坐标系相对参考系是静止的。

（b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。 （c）用坐标表示质点的位置。

（d）用坐标的变化描述质点的位置改变。

板书设计：

以一个点作为参考系第 4 篇

教学目标

（1） 理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型。知道质点是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用；

（2） 理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的； （3） 理解坐标系概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。 2. 过程与方法体

（1） 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. 课堂引入

（1） 利用多媒体播放一段反映物体运动的图片，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”地球的运动）。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。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） 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？ 4.新课教学

1）物体和质点

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。在地球绕太阳转动中，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．地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5×108km，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．向学生提问。（答：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。

讨论：关于质点简化的条件，一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。 ① 动的物体一般可以看作质点

做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。

例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。

注意：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。 ②有转动但转动为次要因素

例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看作质点。

③物体的形状、大小可忽略，如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。 2）参考系

1．下面我们运用下质点的概念，例子：人走动手竖直向上抛一物体空气的摩擦力忽略不计，现在我们只研究该物体的行进轨迹，那么我们可以只考虑它是一个只有质量的点。

问：同学们观察到该物体的运行轨迹是什么？学生回答的时候黑板上画图描绘。 问：为什么观察到不同的运动轨迹呢？答：因为观察者所处的位置，即观察角度不同。

例子：教师双手并列向前推，向学生提问：根据机械运动的定义，从我的左手观察我的右手是否运动了？（俩个人坐着不动，地球在运动，坐地日行八万里）答：没有。

根据我前面讲的俩个例子，我们总结出：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的；运动是绝对的，又具有相对性。因此，要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作参考，观察物体相对于这个物体的位置是否随时间变化，以及怎样变化。描述物体运动时，另外选来作为标准的物体，称为参考系。

练习：平常说的“一江春水向东流、地球的公转、钟表的时针在转动、太阳东升西落，分别说什么物体相对什么参考系在运动？

3）坐标系

一江春水向东流，如果此时河流上有条小船，在岸上的我们要如何定量的描述小船的位置及位置的变化。（提示学生思考：描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。）我们可以选定一个参照，在参照系上建立适当的坐标系。选大地为参考系，人站的位置为原点O，河道近似取直线，水流方向为X轴正方向，设立单位长度，建立直线坐标系，这样我们就可以描述小船的运动了。

问：如果物体在平面或三围空间上运动（例如滑冰运动员、飞机起飞），我们应如何建立坐标系？

答：可以建立一个直角二维或三维坐标系，此时可以用（x，y）或（X,Y,Z）表示物体的位置。

4. 课堂小结

1．质点

(1)机械运动：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。 (2)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。

(3)质点简化的条件性

①平动的物体一般可以看作质点；

②有转动但转动为次要因素；

③物体的形状、大小可忽略。 2．参考系

(1)被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系；

(2)同一个物体选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同；

(3)比较两个物体的运动时必须选择同一参照系；

(4)参考系的选取是任意的。 3．坐标系

(1)一维坐标；

(2)二维坐标；

(3)三维坐标； (4)要注意以下几点：

①坐标系相对参考系是静止的；

②坐标的三要素：原点、正方向、标度单位；

③用坐标表示质点的位置；

④用坐标的变化描述质点的位置改变。