质点 参考系和坐标系教学建议
1、质点的教学
不要直接给学生关于质点的定义,要重视过程,即要学生体会为什么要把物体看作没有大小的“点”,在什么条件下才能把物体看作这样的“点”。
建议先让学生列举多种多样物体的运动,在所举的例子中,可以看作质点的和不可以看作质点的都要有。
让学生讨论,要描述上述这些运动,哪些比较简单,哪些不简单。(引导学生总结出,那些可以看作一个“点”的运动比较简单)
指出,如果可以把物体看作一个没有大小的“点”,则描述物体运动就简单得多。这就是理想化的物理模型,称为质点。(至于为什么要加“质”字,那是因为我们后面学习中,物体的质量是个重要的因素。)
再让学生讨论,什么情况下物体可以看作质点?
通过讨论,要使学生认识到“一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的”,或进一步说成“在所研究的问题中,物体的形态和大小影响可以忽略不计,就可以看作质点”。不要再企图做出更确切的表述。
下面几种认识是学生可能存在的,要通过实例要讲解说明它们为什么不确切:①小的物体可以看作质点,大的物体不能看作质点。②作平动的物体能看作质点,作转动的物体不能看作质点。
由于我们中学以后研究的运动都是能看作质点的运动,因此以后将不再注意区分物体和质点。
2、参考系的教学
对于参考系问题,由于初中物理已经学过,不少学生会记得,因此可以由老师提出问题让学生讨论和总结。例如可提出如下的问题:①乘客坐在汽车中,闭上眼睛,是否能知道汽车是在运动还是静止?为什么?(如果是变速运动,能知道,但不能区分匀速运动和静止)②飞机上落下一物体(不计空气阻力),飞机上的乘客与地面上的观察者,看到的物体的运动情况有什么不同?为什么?(资源库中《飞机空投》的模拟动画对解决参考系的这个难点有极大帮助,教师可以考虑参考使用)③两列火车并排靠在一起,甲车上的乘客看到乙车向后运动,即认为自己的车开了,等乙离开甲车后,才发现实际上是自己的车没有动,什么原因造成的这种错觉?(资源库中有类似视频《运动的列车上看另一列火车》可以参考)④我们看到东升西落,而哥白尼却说是地球的自转造成的,谁说的对?(参考系不同造成的。都对,但若采用惯性参考系,则哥白尼说的对。)
总结:
①世界上一切物体都在运动,没有绝对静止的物体(运动的绝对性)。
②要研究物体的运动,必须以某个物体作参考。(运动的相对性)
③作参考的物体称为参考系。
④参考系不同,关于物体的运动有不同的结论。
⑤凡不明确指明参考系的,都以地面为参考系(若以其他物体作参考系,必须加以明确)。
3、坐标系的教学
有了参考系,怎样才能描述质点的具体位置呢?需要在参考系上建立适当的坐标系。