第一节 质点 物理模型
高一物理单元学历案·课时学习单
班级______ 学号______ 姓名__________
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学习主题 |
第一节 质点 物理模型 |
第一章 运动的描述 （沪科技版高中物理必修一） |
第1课时 |
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学习任务 |
课前：说出何为“质点”、“物理模型”。 课中：说出为何需要将研究对象抽象为质点。 课后：应用质点、位置、时间的概念分析问题。 |
大任务：用实验工具研究直线运动 子任务：用手机APP绘制运动轨迹 | |
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学习目标 |
了解质点。能说出质点的含义；能说出将物体抽象为质点的条件；能初步运用“抽象”和“概括”的思维方式将特定实际情境中的物体抽象成质点，初步认识物理模型在探索自然规律中的作用。理解位置和时间。 | ||
【学习内容】
一、机械运动
在物理学中，把物体空间位置随时间的变化称为机械运动。机械运动是自然界中最基本的运动形态。
研究物体做机械运动规律的分支叫作力学。人们在力学的研究中，不仅认识了物体做机械运动的规律，而且还创立了科学研究的基本方法。
[问题] 试着描述鹰的运动情况，这里你关注的问题是什么？
二、质点
1．概念
在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把实际物体抽象为一个有质量的点，这样的点称为质点。
[问题一] 何种条件下可将物体抽象为质点？
实例1：研究地球的运动
实例2：研究高铁的运动
其他实例：
2．将物体抽象为质点的条件
当研究对象的尺寸与其运动范围相比小得多时，可以把研究对象抽象为质点。
在某些情况下，需要关注的是研究对象整体的运动，无需考虑对象各组成部分的运动差异，也可以将其抽象为质点。
物体上各点的运动情况完全相同，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
总之，在研究的问题中，物体的大小和形状可以忽略不计，就可以将物体抽象为质点。
3．质点是一个物理模型
质点是我们在研究实际物体的运动时，为了突出影响物体运动的主要因素，从实际物体抽象出来的物理模型。
所谓没有大小和形状、只有质量的点实际是不存在的。
[问题二] 为何要构建物理模型？
4．模型建构是一种科学研究方法
在物理学中，通过突出事物的主要因素，忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”，称为“物理模型”。
除了物理模型，科学研究中还有很多模型。通过把复杂问题简单化，再把简单问题模型化，可以更好地研究事物，抓住问题的本质，发现规律。
注：高中物理主要研究那些能够简化为质点的物体的运动，所以常常不区分“物体”和“质点”两个词。
三、位置的描述
1．选择参考系
为了确定物体的位置和描述物体的运动，而选定用来作为参考的一个物体或一组相对位置不改变的物体，叫做参考系。
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。选择合适的参考系可以使问题的研究得到简化。通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面为参考系。
2．建立坐标系
船舶在海洋中航行时，常用经度和纬度来定位，经度和纬度实际就是坐标系中的坐标。
描述地面上物体所处的位置，可用平面直角坐标系；描述物体做直线运动，可以用一维坐标系。
3．位置用坐标表示
四、时刻和时间间隔
时刻：时间坐标轴上的一点，表示事件发生的状态；
时间间隔：时间坐标轴上的一段间隔，表示事件经历的过程。
我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。
通常用t 来表示相对计时起点的时间间隔。
[活动] 用手机Vernier Video Physics软件采集学生行走时的视频点迹，描述学生的运动情况。