2019-2020年高中物理 11 認(rèn)識運動 學(xué)案 粵教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 11 認(rèn)識運動 學(xué)案 粵教版必修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 一、知識與技能 1.認(rèn)識建立質(zhì)點模型的意義和方法。 2.理解參考系的選取在物理中的作用,會根據(jù)實際情況選定參考系。 3.認(rèn)識一維直線坐標(biāo)系,掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用. 二、過程與方法 1.體會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)生將生活實際與物理概念相聯(lián)系,通過具體事例引出質(zhì)點的這個理想化的模型.通過幾個具體的例子讓學(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.通過參考系的學(xué)習(xí),知道從不同角度研究問題的方法。讓學(xué)生從熟悉的常見現(xiàn)象和已有的生活經(jīng)驗出發(fā),體驗不同參考系中運動的相對性,揭示參考系在確定物體運動時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)生自主獲取知識的能力. 3.體會用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性,可用不同的方法設(shè)計實驗并體會比較,增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力. 三、情感態(tài)度與價值觀 1.認(rèn)識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象.運動和靜止的相對性.培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然,關(guān)心科技發(fā)展、勇于探索的精神. 2.通過質(zhì)點概念和參考系的學(xué)習(xí),體會物理規(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】 1.理解質(zhì)點概念以及初步建立質(zhì)點概念所采用的抽象思維方法。 2.在研究具體問題時,如何選取參考系。 【知識要點】 一、機(jī)械運動(簡稱運動):物體與物體間或是物體的一部分和另一部分相對位置隨時間發(fā)生改變的過程,是最基本、最簡單、最普遍的運動形式。 二、物體和質(zhì)點: 1、 質(zhì)點:用來代替物體的有質(zhì)量的點。 2、將物體看成質(zhì)點的條件: ⑴物體的大小、形狀對所研究的問題的影響可以忽略不記時 ⑵平動的物體可以視為質(zhì)點。 三、參考系:在描述一個物體的運動時,選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體。 【問題探究】 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)毛澤東的詩句“坐地日行八萬里,巡天遙看一千河”時,我們感覺是靜止不動的.這與詩句里的描述是否矛盾?說明理由. 4.敦煌曲子詞中有這樣的詩句:“滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來迎,仔細(xì)看山山不動,是船行”.其中“看山恰似走來迎”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),而且地球赤道周長大約是s=4.0104km,即大約為八萬里. 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)對實際問題的簡化,也叫科學(xué)抽象.它撇開與當(dāng)前觀察無關(guān)的因素和對當(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、解決問題,質(zhì)點就是一個理想化的模型.[誤解一] 以為質(zhì)點是指一個很小的點.但在小木塊的翻倒過程中,木塊各點繞一固定點轉(zhuǎn)動,各點運動情況不同,不可看作質(zhì)點.至于作布朗運動的粒子,盡管體積極小,仍受到來自各個方向上的液體分子(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規(guī)則運動,也不可把布朗運動粒子視為質(zhì)點.[誤解二]以為火車在鐵道上的運動為平動,可視為質(zhì)點.而本題實際考察的是經(jīng)過某路標(biāo)的時間,就不能不考察它的長度,在這情況中不能視其為質(zhì)點. 【典型例題】 例1、分析下列運動,研究對象能否當(dāng)作質(zhì)點? (1)做花樣溜冰的運動員; (2)運行中的人造地球衛(wèi)星; (3)轉(zhuǎn)動著的砂輪; (4)從斜面上滑下的木塊. 答案:(1)花樣滑冰運動員的動作復(fù)雜,既有旋轉(zhuǎn)也有平移.若對運動員的動作進(jìn)行技術(shù)分析,顯然不能把其視為質(zhì)點,但若只研究運動員滑冰場上的滑行路線,也可把運動員視為質(zhì)點.(2)若只研究人造地球衛(wèi)星繞地球的軌道運動,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;但若對人造地球衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整控制,則不能把其看作質(zhì)點.(3)砂輪轉(zhuǎn)動時,砂輪各部分的轉(zhuǎn)動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.(4)從斜面上滑下的木塊,其各部分的運動情況都相同,故可把木塊看作質(zhì)點. 例2敦煌曲子詞中有一首:“滿眼風(fēng)光多閃爍,看山恰似走來迎,仔細(xì)看山山不動,是船行”.請用物理學(xué)知識解釋“山走來”和“山不動,是船行”。你由此又得到什么看法? 解析:作者得出“山走來”是以自己(即船)作為參考系;得出“山不動,是船行”則是以大地為參考系。 可見參考系不同,對于物體運動的結(jié)論是不同的。 拓展:其實,對于不同的參考系,非但得出某物體是運動還是靜止的結(jié)論可能會不同,其他一些結(jié)論(例如運動的方向、速度有多大、是直線運動還是曲線運動等)也會不同。 【規(guī)律總結(jié)】 1、機(jī)械運動:物體在空間中所處的位置發(fā)生了變化,也簡稱運動。 2、參考系: 在判斷某物體運動時用來與這個物體進(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坐標(biāo)系,注意與參照物的區(qū)別。 3、質(zhì)點——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。 質(zhì)點是一種科學(xué)抽象,是在研究物體運動時,抓住主要因素,忽略次要因素,對實際物體的近似,是一個理想化模型。 一個物體能否視為質(zhì)點,要具體情況具體分析。如:一列火車從北京開往上海,在計算運行時間時,可以忽略列車的長短,把它視為質(zhì)點;但是,同樣這列火車,要計算它通過黃河鐵路大橋所需時間時,必須考慮列車的長度,不可把列車視為質(zhì)點。 一個物體能否看作質(zhì)點,主要取決于物體的大小和形狀在所研究的問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的公轉(zhuǎn)時,地球的大小相對它到太陽的距離可以忽略,故可視為質(zhì)點;乒乓球雖然小,在研究它的旋轉(zhuǎn)對運動的影響時,卻不能看成質(zhì)點 實際物體在下列三種情況下都可簡化為質(zhì)點: (1)物體上的各點的運動情況都是相同的,所以研究它上面某“點”的運動規(guī)律就可以代表它的整體運動情況了,故此物體也可當(dāng)質(zhì)點處理。 (2)物體的大小和形狀對研究問題的影響可忽略不計。 (3)有轉(zhuǎn)動、但相對平動而言可以忽略時,也可以把物體視為質(zhì)點。 如汽車在運行時,雖然車輪有轉(zhuǎn)動,但我們關(guān)心的是車輛整體運動的快慢,故汽車可以看成質(zhì)點。 【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動;乙中乘客看甲在向下運動;丙中乘客看甲、乙都在向上運動.這三架電梯相對地面的運動情況是 ( ) A.甲向上、乙向下、丙不動 B.甲向上、乙向上、丙不動 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)點的說法中,正確的是( ) A.體積很小的物體都可看成質(zhì)點 B.質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點 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,就可以看成質(zhì)點 D.只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點,高速運動的物體不可看作質(zhì)點 3.下列各種情況,可以把研究對象看作質(zhì)點的是( ) A. 研究小木塊的翻倒過程 B. 討論地球的公轉(zhuǎn) C. 解釋微粒的布朗運動 D. 計算整列列車通過某一路標(biāo)的時間 【參考答案】 1.選B、C、D.電梯中的乘客觀看其他物體的運動情況時,是以自己所乘的電梯為參照物.甲中乘客看高樓向下運動,說明甲相對于地面一定在向上運動.同理,乙相對甲在向上運動,說明乙對地面也是向上運動,且運動得比甲更快.丙電梯無論是靜止,還是在向下運動,或以比甲、乙都慢的速度在向上運動,丙中乘客看甲、乙兩電梯都會感到是在向上運動. 2.選C.一個實際物體能否看成質(zhì)點,跟它體積的絕對大小、質(zhì)量的多少以及運動速度的高低無關(guān),決定于物體的尺寸與物體間距相比的相對大小.例如,地球可稱得上是個龐然大物,其直徑約為1.28107 m,質(zhì)量達(dá)到61024kg,在太空中繞太陽運動的速度每秒幾百米.由于其直徑與地球離太陽的距離(約1.51011m)相比甚小,因此在研究地球的公轉(zhuǎn)運動時,完全可以忽略地球的形狀、大小及地球自身的運動,把它看成一個質(zhì)點. 3. 選B.討論地球的公轉(zhuǎn)時,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,因而地球上各點相對于太陽的運動差別極小,即地球的大小和形狀可以忽略不計,可把地球視為質(zhì)點. 【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 A.研究從北京開往上海的一列火車的運行速度 B.研究汽車后輪上一點運動情況的車輪 C.體育教練員研究百米跑運動員的起跑動作 D.研究地球自轉(zhuǎn)時的地球 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的物體 B.參考系必須是正在做勻速直線運動的物體 C.參考系必須是相對于地面靜止的物體 D.參考系必須是為了研究物體的運動而假定為不動的那個物體 3.兩輛汽車在平直的公路上行駛,甲車內(nèi)的人看見窗外的樹木向東移動,乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運動,如果以大地為參照系,上述事實說明 A.甲車向西運動,乙車不動 B.乙車向西運動,甲車不動 C.甲車向西運動,乙車向東運動 D.甲乙兩車以相同的速度都向西運動 4.火車向東行駛, 對于下列參考系,乘坐火車的人是運動(指出運動方向)還是靜止? (1)對于地面上的房屋是______; (2)對于車廂內(nèi)的行李架是______; (3)對于旁邊的一列同速行駛的列車是______; (4)對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)向東運動 (2)靜止 (3)靜止 (4)向西運動 【反思】 收 獲 疑 問 【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)量看作集中在一點時,就將這種物體看成“質(zhì)點”.研究問題時用質(zhì)點代替物體,可不考慮物體上各點之間運動狀態(tài)的差別.它是力學(xué)中經(jīng)過科學(xué)抽象得到的概念,是一個理想模型.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”可以使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生大的偏差,在現(xiàn)實世界中,有許多實際的事物與這種“理想模型”十分接近,在一定條件下,作為一種近似處理,可以把實際事物當(dāng)做“理想模型”來處理,即可以將研究“理想模型”的結(jié)果直接地應(yīng)用于實際事物.例如在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運動時,由于地球的直徑(約1.3104km)比地球和太陽之間的距離(約1.5108km)小得多,地球上各點相對于太陽的運動可以看做是相同的,即地球的形狀、大小可以忽略不計.在這種情況下,就可以直接把地球當(dāng)做一個“質(zhì)點”來處理.研究一般的真實氣體時,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”,從而直接運用“理想氣體”的狀態(tài)方程來處理.其次,對于復(fù)雜的對象和過程,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,使之與實際的對象或過程相符合,這是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法.把復(fù)雜的事物或過程用簡化的模型來代替,更能突出主要因素,使問題簡化,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際.因此,“理想模型”是從簡單研究過渡到復(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.例如,在固體物理的理論研究中,常常以沒有“缺陷”的“理想晶體”作為研究對象,但應(yīng)用量子力學(xué)對這種“理想晶體”進(jìn)行計算的結(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)度比實際晶體的強(qiáng)度大1000倍,那就說明常用金屬材料的強(qiáng)度之所以減弱,就是因為材料中有許多“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,實踐果然證實了這個預(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動變化具有質(zhì)的多樣性,它們的運動規(guī)律往往是非常復(fù)雜的,不可能一下子把它們認(rèn)識清楚.而采用“理想模型”來代替實際的客體,就可以使事物的規(guī)律具有比較簡單的形式,從而便于人們?nèi)フJ(rèn)識和掌握它們. 在中學(xué)物理中,有許多理想化模型.如質(zhì)點、單擺、點電荷、點光源、理想氣體、理想變壓器等都是理想化的研究對象;勻速直線運動、自由落體運動、簡諧運動、絕熱過程等都是理想化的變化過程;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際問題中各種事物和物理過程的特征. 任何理想模型都有它的運用條件和適用范圍,把一個實際問題抽象成什么樣的模型,這要看問題研究的目的、性質(zhì)和具體情況而定,不要有意或無意地把什么對象、什么條件、什么過程歸入哪一類模型,而應(yīng)對具體問題作出具體分析后再作出選擇.在平時的學(xué)習(xí)中,關(guān)鍵是掌握理想化模型的方法,想想如何從一個實際問題抽象出一個正確的模型,弄清是為了什么目的而作這樣的簡化和抽象. 模型的方法也是一種解決物理問題的重要思維方法.在解決各種問題時,一般都要用到自己熟悉的物理(理想)模型.例如,解決力學(xué)問題時,常常出現(xiàn)汽車、小球、小物體之類,你會很自然地確定是否能把它們視為質(zhì)點.不管是否意識到,你實際上是利用自己所熟悉的物理模型處理問題的.從思維過程來看,解決問題時要對問題中的具體情況進(jìn)行分析,識別該情況可歸入哪種物理模型,只是這種識別比較簡單,可能沒有自覺意識到.我們應(yīng)當(dāng)自覺利用熟悉的物理模型.善于識別不熟悉的情境,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)過推理,論證其等效性;不加論證,只從表面類似來等效,可能會出錯.會不會把不熟悉的情境,轉(zhuǎn)化為熟悉的物理模型是一個人駕馭所學(xué)知識能力高低的一種表現(xiàn).- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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