(完整word版)《极坐标系》教学设计

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1.2 极坐标系(谷杨华)

一、教学目标 (一)核心素养

通过这节课学习,认识极坐标系、能在极坐标系下用极坐标表示点的位置,会进行极坐标和直角坐标的互化,在直观想象、数学抽象中感受极坐标的特点. (二)学习目标

1.通过实例,认识极坐标系,体会用极坐标表示点的特点. 2.了解用极坐标系表示点的不唯一性.

3.能进行极坐标系与平面直角坐标系的互化,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别. (三)学习重点

1.认识极坐标系的重要性. 2.用极坐标刻画点的位置. 3.会进行极坐标与直角坐标的互化. (四)学习难点

1.理解用极坐标刻画点的位置的基本思想. 2.认识点与极坐标之间的对应关系. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务

(1)读一读:阅读教材第8页至第11页,填空:

极坐标系的建立:在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.

极坐标系内一点的极坐标的规定:设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离OM 叫做点

M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM 叫做点M 的极角,记为θ.

有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,一般地,不作特殊说明时,我们认为0≥ρ,

θ可取任意实数.

(2)想一想:点与极坐标有什么关系?

一般地,极坐标),(θρ与)2,(πθρk +)(Z k ∈表示同一个点.特别地,极点O 的坐标为

))(,0(R ∈θθ.

如果规定πθρ20,0<≤>,那么除极点外,平面内的点可用惟一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是惟一确定的. (3)写一写:极坐标系与直角坐标系如何转化?

把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的单位长度.设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是),(y x ,极坐标是),(θρ,则:

=x θρcos , =y θρsin

=2ρ22y x +, =

θtan )0(≠x x

y

2.预习自测

(1)在极坐标系中,下列各点中与)3,2(π

表示的不是同一个点的是( )

A .)35,2(π-

B .)37,2(π

C .)35,2(π

D .)3

13,2(π 【知识点】极坐标系

【解题过程】由于极坐标),(θρ与)2,(πθρk +)(Z k ∈表示同一个点,检验得,选项C 不是同一个点

【思路点拨】根据点的极坐标定义代入验证可得 【答案】C

(2)已知点A 的直角坐标为)2,0(,则点A 的极坐标为( )

A .)2,2(π

B .)0,2(

C .)2,2(π

D .)2,2(π

-

【知识点】极坐标与直角坐标互化

【解题思路】根据极坐标与直角坐标互化公式可得:22022=+=ρ,显然2

π

θ=

【思路点拨】由极坐标与直角坐标互化可得 【答案】A

(3)已知点M 的极坐标为)4

,3(π

,则点M 的直角坐标为( )

A .)3,3(

B .)223,223(

C .)2

3

3,23( D .)33,3( 【知识点】极坐标与直角坐标互化

【解题思路】根据极坐标与直角坐标互化公式可得:2

2

3sin ,223cos =

===θρθρy x 【思路点拨】由极坐标与直角坐标互化可得 【答案】B

(4)已知A 、B 两点极坐标为)32,6(),3,4(π

π-B A ,则线段AB 中点的极坐标为________.

【知识点】极坐标与直角坐标互化、中点坐标公式

【解题过程】 将A,B 两点化为直角坐标得 )33,3(),32,2(--B A ,所以中点的直角坐标为

)23,21(--,化为极坐标得)3

4,1(π

【思路点拨】先化为直角坐标,利用在直角坐标系下的中点坐标公式求出中点,再化为极坐标 【答案】)3

4,

1(π

(二)课堂设计 1.知识回顾

(1)平面直角坐标系中的点P 与坐标(a ,b)是一一对应的. 2.问题探究

探究一 结合实例,认识极坐标系★ ●活动① 提出问题,创设情境

如右图1是某校园教学平面示意图,假设某同学在教学楼处,请回答下列问题: (1)他向东偏北ο60方向走m 120后到达什么位置?该位置唯一确定吗?

(2)如果有人打听体育馆和办公楼的位置,他应如何描述? (学生回答)(1) 他向东偏北ο60方向走m 120后到达是点C 图书馆的位置,该位置唯一确定.

(2)如果去体育馆向正东方向走m 60,去办公楼向北偏西

图1

ο45走m 50.

上面刻画位置是以A 作为基点,并以射线AB 为参照方向,然后利用与A 距离和与AB 所成角度来描述位置,例如“东偏北ο60,距离m 120”,即利用“距离”和“角度”来刻画平面上点的位置.

在上一节中,我们用“在信息中心的西偏北ο45方向,距离m 10680处”描述了巨响的位

置.即以信息中心为基点,以正西方向为参照,用与信息中心的距离与正西方向所成的角来刻画巨响的位置.有时候它比直角坐标更方便,在现实生活中,有很多的应用,例如台风预报,地震预报,测量、航空、航海中主要采用这种方法.

【设计意图】从生活实例到数学问题,引入学习极坐标系概念的必要性,形成用角和距离刻画点的位置的直觉.

●活动② 互动交流,类比提炼概念

我们类比建立平面直角坐标系的过程,怎样建立用距离与角度确定平面上点的位置的坐标系?(学生讨论交流)

平面直角坐标系的建立是在同一个平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系,简称直角坐标系.通常,两条数轴分别置于水平位置与垂直位置,取向右与向上的方向分别为两条数轴的正方向.水平的数轴叫做x 轴或横轴,垂直的数轴叫做y 轴或纵轴,它们的公共原点O 称为直角坐标系的原点,以点O 为原点的平面直角坐标系记作平面直角坐标系xOy .

类比上述过程,我们在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.

极坐标建立后,如何来定义平面中的点的极坐标呢? 如右图2,设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离OM 叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM 叫做点M 的极角,记为θ.有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,记为M ),(θρ.

一般地,不作特殊说明时,我们认为0≥ρ,θ可取任意实数.

【设计意图】从特殊到特殊,类比得到极坐标系,让学生不会觉得极坐标系来得太突然,顺其

图2

B 自然得到点在极坐标系中的定义. ●活动③ 巩固基础,检查反馈 例1 在极坐标系里描出下列各点.

)0,3(A ,)2,3(πB ,)34,5(πC ,)65,3(πD ,)35,6(π

E

【知识点】极坐标系的定义、点在极坐标系中的表示

【数学思想】数形结合

【解题过程】根据点在极坐标的表示,ρ表示的是点到极点的距离,θ表示射线与极轴所成的角,所以个点在极坐标的位置如图. 【思路点拨】欲确定点的位置,需先确定ρ和θ的值. 【答案】如右图.

同类训练 在右图3的极坐标系中描出下列

点的位置:)4

,3(π

F ,),4(πG

【知识点】极坐标系的定义、点在极坐标系中的表示

【数学思想】数形结合

【解题过程】根据点在极坐标的表示,ρ表示的是点到极点的距离,θ表示射线与极轴所成的角,所以个点在极坐标的位置如图3.

【思路点拨】欲确定点的位置,需先确定ρ和θ的值. 【答案】如右图3.

探究二 探究点与极坐标的对应关系 ●活动① 认识差异、辨析极坐标系

在图1中,用点E D C B A ,,,,分别表示教学楼,体育馆,图书馆,实验楼,办公楼的位置.建立适当的极坐标系,写出各点的极坐标.

我们以点A 为极点,AB 所在的射线为极轴(单位长度为m 1),

G

F

A

D C

E

4

π

O

x

2

π 6

5π π

3

4π 3

图3

4

π

O

x

2

π 6

5π π

3

4π 35π x

建立极坐标系,则E D C B A ,,,,的极坐标分别为)4

3,50(),2,360(),3,120(),0,60(),0,0(π

ππ

建立极坐标系后,给定ρ和θ,就可以在平面内惟一确定点M ,反过来,给点平面内任意一点,也可以找到她的极坐标),(θρ.但是否和平面直角坐标系中的点和直角坐标一样,极坐标和点事一一对应的关系呢?

【设计意图】通过对点的极坐标的认识,为后面点的极坐标不惟一做好铺垫. ●活动② 合作探究,解决问题

我们来观察下列极坐标表示的点之间有何关系呢?

)26

,4(),46,4(),26,4(),6,4(ππ

πππππ-++

由终边相同的角的定义可知,上述极坐标表示的是同一个点,于是:

一般地,极坐标),(θρ和))(2,(Z k k ∈+πθρ表示同一个点,所以,极坐标和直角坐标不同,平面内一个点的极坐标有无数种表示.

特别地,极点O 的极坐标为))(,0(R ∈θθ

如果我们规定πθρ20,0<≤>,那么除极点外,平面内的点可用惟一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是惟一确定的.

同类训练 在极坐标系中,写出下图中各点的极坐标(πθρ20,0<≤>)

A (4,0)

B ( )

C ( )

D ( ) F ( ) G ( ) 【知识点】极坐标系的定义、点在极坐标系中的表示 【数学思想】数形结合

【解题过程】根据点A 的极坐标,可以得到其它点的极坐标)4

,2(πB ,

)2,3(πC ,)65,1(πD ,)34,6(πF ,)3

5,5(πG .

【思路点拨】(1)写点的极坐标要注意顺序:极径ρ在前,极角θ在后,不能把顺序颠倒了. (2)点的极坐标是不惟一的,但若限制ρ>0,0≤θ<2π,则除极点外,点的极坐标是惟一确定的.

【答案】)4,2(πB ,)2,3(πC ,)65,1(πD ,)34,6(πF ,)3

5,5(πG .

【设计意图】通过辨析认识点的极坐标是不唯一的,加深对极坐标系的认识. 探究三 实现极坐标与直角坐标的互化★▲ ●活动① 归纳梳理、理解实质

平面内的一个点既可以用直角坐标表示,也可以用极坐标来表示,那么这两种坐标之间有何联系呢?

把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,如图5所示.设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是),(y x ,极坐标是),(θρ,于是极坐标与直角坐标的互化公式如下:

??

?==θρθρsin cos y x ??

?

??≠=+=)0(tan 2

22x x y y x θρ 这就是极坐标和直角坐标的互化公式. 【设计意图】得到直角坐标与极坐标之间的关系. 活动② 巩固基础,检查反馈

例2 分别把下列点的极坐标化为直角坐标

(1))6,2(π (2))2,3(π

【知识点】极坐标与直角坐标互化. 【解题过程】

(1)由

cos 2cos

36sin 2sin

1

6

x y π

ρθπ

ρθ======所以点的极坐标)6

,2(π

化为直角坐标为)1,3(.

(2)由

cos 3cos

02sin 3sin

3

2

x y π

ρθπ

ρθ======所以点的极坐标)2

,3(π

化为直角坐标为)3,0(.

图5

【思路点拨】将点的极坐标),(θρ化为点的直角坐标),(y x 时,运用到求角θ的正弦值和余弦值,熟练掌握特殊角的三角函数值,灵活运用三角恒等变换公式是关键. 【答案】(1) )1,3( (2) )3,0(. 同类训练 分别把下列点的极坐标化为直角坐标

(1))3

2,

4(π

(2)),(ππ 【知识点】极坐标与直角坐标互化. 【数学思想】

【解题过程】(1)3

232sin 4sin 2

3

2cos 4cos ===-===πθρπ

θρy x Θ所以点的极坐标)3

2,4(π化为直角坐标为

)32,2(-.

(2)由cos cos sin sin 0

x y ρθπππ

ρθππ===-===所以点的极坐标),(ππ化为直角坐标为)0,(π-.

【思路点拨】将点的极坐标),(θρ化为点的直角坐标),(y x 时,运用到求角θ的正弦值和余弦值,熟练掌握特殊角的三角函数值,灵活运用三角恒等变换公式是关键. 【答案】(1) )32,2(- (2) )0,(π-.

例3 已知点B 、C 的直角坐标为)2,2(-,)15,0(-,求它的极坐标(ρ>0,0≤θ<2π). 【知识点】极坐标与直角坐标互化.

【解题过程】∵ρ=,22)2(22222=-+=y x +12

2tan -=-=

θ,且点位于第四象限∴θ=47π

,点B 的极坐标为(22,

4

).

又∵x =0,y <0,ρ=15,∴点C 的极坐标为(15,2

).

【思路点拨】化点的直角坐标为极坐标时,一般取πθρ20,0<≤≥,即θ取最小正角,由tanθ=x

y 求θ时,还需结合在直角坐标系下点),(y x 所在的象限来确定θ的值. 【答案】B(22,

47π

) C(15,2

3π). 同类训练 分别把下列点的直角坐标化为极坐标(限定ρ≥0,0≤θ<2π)

(1) )3,3(; (2) )1,1(-- ;(3) )0,3(-. 【知识点】极坐标与直角坐标互化. 【数学思想】

【解题过程】(1)33

3

tan ,323)3(22===+=θρ 又因为点在第一象限,所以3π

θ=

.所以点)3,3(的极坐标为)3

,32(π

. (2)111

tan ,2)1()1(22=--==-+-=θρ

又因为点在第三象限,所以45πθ=.所以点)1,1(--的极坐标为)45,2(π

(3)30)3(22=+-=ρ,极角为π,所以点)0,3(-的极坐标为),3(π.

【思路点拨】化点的直角坐标为极坐标时,一般取πθρ20,0<≤≥,即θ取最小正角,由tanθ=x

y

求θ时,还需结合在直角坐标系下点),(y x 所在的象限来确定θ的值.

【答案】(1))3,32(π (2))45,2(π

(3)),3(π.

【设计意图】巩固检查极坐标与直角坐标互化公式. 3.课堂总结 知识梳理

(1)极坐标系的建立:在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.

(2)极坐标系内一点的极坐标的规定:设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离OM 叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM 叫做点M 的极角,记为θ.有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,记为M ),(θρ.一般地,不作特殊说明时,我们认为

0≥ρ,θ可取任意实数.

(3)如果规定πθρ20,0<≤>,那么除极点外,平面内的点可用惟一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是惟一确定的.

(4)把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,如图所示.设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是

),(y x ,极坐标是),(θρ,于是极坐标与直角坐标的互化公式如下:

??

?==θρθρsin cos y x ??

?

??≠=+=)0(tan 2

22x x y y x θρ 重难点归纳

(1)极坐标系就是用长度和角度来确定平面内点的位置.极坐标系的建立有四个要素:①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位和它的正方向.四者缺一不可.

(2)写点的极坐标要注意顺序:极径ρ在前,极角θ在后,不能颠倒顺序

(3)若两个坐标系符合三个前提条件:(1)极点与直角坐标系的原点重合; (2) 极轴与直角坐标系的x 轴的正半轴重合; (3) 两种坐标系的单位长度相同.则其相互转化:

(三)课后作业 基础型 自主突破

1.极坐标系中,点)1,2(πP 到极点的距离是( ) A .0 B .1 C .2 D .π2 【知识点】极坐标的定义.

【解题过程】由极坐标定义)1,2(πP 已知πρ2=,故P 到极点的距离为2π. 【思路点拨】根据极坐标的定义进行判断. 【答案】D .

2.下列各点中与极坐标)7

,5(π

表示同一个点的是( ).

A .(5,67π)

B .(5,157π)

C .(5,67π-)

D .(5,7π

-)

【知识点】点在极坐标系中的表示. 【数学思想】

【解题过程】根据极坐标)7,5(π和))(27

,5(Z k k ∈+ππ

表示同一个点,取1=k ,得选项B .

【思路点拨】极坐标),(θρ和))(2,(Z k k ∈+πθρ表示同一个点. 【答案】B .

3.在直角坐标系中点()

3,1-P ,则它的极坐标是

A .??? ??3,2π

B .??? ??34,2π

C .??? ??-3,2π

D .??? ??

-34,2π

【知识点】极坐标与直角坐标互化. 【解题过程】因为31

3

tan ,21)3(22-=-=

=+-=θρ,且点在第四象限,所以选C 【思路点拨】根据极坐标与直角坐标互化来求解. 【答案】C .

4.已知O 为极点,π23A ?? ???, ,7π56B ?

?- ??

?,,则AOB S ?= ( ) A.2 B.3 C.4 D.5

【知识点】极坐标和直角坐标的互化,三角形面积. 【数学思想】数形结合思想

【解题过程】因为π23A ?? ???, ,7π56B ?

?- ???, ,所以π2AOB ∠= ,则三角形为直角三角形,则面积为1

2552

??= ,所以选D.

【思路点拨】根据极坐标的点对应的直角坐标系中的点解析分析其几何关系计算即可. 【答案】D .

5.规定R ∈>θρ,0,则极轴上极点以外的点的极坐标为________. 【知识点】点与极坐标系的关系. 【数学思想】

【解题过程】因为在极轴上且不是极点,所以极角,,2Z k k ∈=πθ极径0>ρ,所以极坐标为

))(2,(Z k k ∈πρ.

【思路点拨】根据极坐标的定义来处理. 【答案】))(2,(Z k k ∈πρ.

6.极坐标系中,与点)3,3(π

-关于极轴所在直线对称的点的极坐标是________.

【知识点】点的极坐标.

【解题过程】因为)3,3(π-关于极轴所在直线对称的点为)3,3(π

【思路点拨】将点描在极坐标系中来求解.

【答案】)3,3(π

能力型 师生共研

7.在极坐标系中,到极点的距离等于到极轴的距离的点可以是( )

A .)0,1(

B .)4,2(π

C .)2,3(π

D .),4(π

【知识点】极坐标的定义、点的极坐标. 【数学思想】数学结合

【解题过程】由题意知y =ρ,又由θρρθρsin ,sin =∴=y ,所以1sin =θ,所以选C 【思路点拨】结合极坐标的定义和极坐标与直角坐标的转化. 【答案】C

8.已知点的极坐标分别为A (3,4

π

-),B (2,

23π),C (,π),D (-4,2

π),求它们的直角

坐标.

【知识点】直角坐标与极坐标互化.

【解题过程】根据x =ρcos θ,y =ρsin θ得A ,B (-1),C (0),D (0,-4)

【思路点拨】利用极坐标与直角坐标互化公式求解.

【答案】A ,B (-1),C (,0),D (0,-4) 探究型 多维突破

9.已知点的直角坐标分别为A (3),B (0,,C (-2,-),求它们的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).

【知识点】直角坐标与极坐标互化.

【解题过程】(2)根据ρ2=x 2+y 2,tan θ=

y x 得A (23,6π),B 33(,)36π,C (4,43

π

).

【思路点拨】利用极坐标与直角坐标互化公式求解. 【答案】A (23,

6

π

),B 33(

,)36π,C (4,

43

π

). 10.某大学校园的部分平面示意图如图:

用点O A B C D E F G ,,,,,,, 分别表示校门,器材室,操场,公寓,教学楼,图书馆,车库,花园,其中AB BC = ,600OC = m.建立适当的极坐标系,写出除点B 外各点的极坐

标(限定002πρθ≥≤<,

且极点为(0,0)). 【知识点】极坐标系的建立、极坐标刻画点的位置.

【解题过程】以O 为极点,OA 所在射线为极轴建立极坐标系,因为600OC = ,π

6

AOC ∠=

,故π6006C ?

? ??

?, .

又π600cos

30036OA =?= ,π

600sin 3006

OD =?= ,3002OE = ,300OF = ,1502OG = .

故()

30030A , ,π3002D ?? ???, ,3π30024E ?? ???, ,()300πF , ,3π15024G ?? ??

?,

【思路点拨】解决问题的关键是根据极坐标系计算即可.

【答案】()

30030A , ,π3002D ?? ???, ,3π30024E ?? ???, ,()300πF , ,3π15024G ?? ??

?,

自助餐

1.在极坐标系中,已知)6

,6(),6,2(π

π-B A ,则OB OA ,的夹角为( ).

A.

6

π

B .0 C.

3

π

D.

56

π 【知识点】极坐标的定义. 【数学思想】数形结合思想. 【解题过程】如图所示,夹角为

3

π

.

【思路点拨】将B A ,两点的极坐标标在极坐标系中可得. 【答案】C

2.设点P 对应的复数为-3+3i ,以原点为极点,实轴正半轴为极轴建立极坐标系,则点P 的极坐标为( )

A .? ?

???32,34π

B .? ?

???-32,54π

C .? ??

??3,54π D .? ??

??-3,34π 【知识点】复数、极坐标与直角坐标互化.

【解题过程】复数i 33+-对应的点的直角坐标为)3,3(-, 由13

3

tan ,323)3(22-=-=

=+-=θρ,且点在第二象限,所以选A . 【思路点拨】先把复数化为直角坐标,再化为极坐标. 【答案】A .

3.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 正半轴为极轴建立极坐标系,且在两种坐标系中取相同

的单位长度,将点P 的极坐标π2,4??

???

化成直角坐标 .

【知识点】极坐标与直角坐标互化.

【解题过程】由点P 的极坐标为π2,4??

???

,设点P 的直角坐标为(x,y),所以

ππ

2cos

2sin 44

x y ====. 【思路点拨】根据极坐标与直角坐标互化公式求解.

【答案】

4.以极点为原点,极轴的方向为x 轴的正方向,建立直角坐标系,则极坐标M )3

5,2017(π表示的点在第________象限. 【知识点】极坐标与直角坐标互化. 【解题过程】根据2

2017

35cos 2017cos =

==πθρx ,23201735sin 2017sin -===πθρy , 所以点在第四象限.

【思路点拨】根据极坐标与直角坐标互化公式求解. 【答案】四

5.在极坐标系中,分别求下列条件下点)3,3(π

M 关于极轴的对称点M '的极坐标:

(1)[)πθρ2,0,0∈≥.(2)R ∈≥θρ,0 【知识点】极坐标系中点的刻画.

【解题过程】1)当[)πθρ2,0,0∈≥时,点)3,3(πM 关于极轴的对称点M '的极坐标为)3

5,3(π

.

(2)R ∈≥θρ,0时,点)3,3(πM 关于极轴的对称点M '的极坐标为))(352,3(Z k k ∈+π

π.

【思路点拨】根据点在极坐标的刻画来求解. 【答案】(1))35,

3(π;(2)))(3

52,3(Z k k ∈+π

π. 6.在极坐标系中,已知三点)6,32(),0,2(),3,2(π

πP N M -.

(1)将M ,N ,P 三点的极坐标化为直角坐标; (2)判断M ,N ,P 三点是否在一条直线上. 【知识点】极坐标与直角坐标互化

【解题过程】(1)由公式???

x =ρcos θ,

y =ρsin θ,得M 的直角坐标为(1,-3);

N 的直角坐标为(2,0);P 的直角坐标为(3,3). (2)∵k MN =3

2-1=3,k NP =3-03-2=3,

∴k MN =k NP ,∴M ,N ,P 三点在一条直线上. 【思路点拨】根据极坐标与直角坐标互化公式求解.

【答案】(1)M(1,-3),N(2,0),P(3,3);(2)在同一条直线上.

高中物理--质点 参考系和坐标系教案(1)

高中物理--质点参考系和坐标系教案 一、学习目标: 1.知识与技能 (1)理解质点的概念,知道物体可以看作质点的条件 (2)理解参考系的概念,会根据实际情况选定参考系。 (3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 2.过程与方法 体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。3.情感态度与价值观 体验物理学研究问题的一种方法——建立模型法,养成正确处理问题的方法,学会在研究 问题总突出主要矛盾的哲学价值观。 二、重点难点: 1.对质点、参考系、坐标系概念的理解。 2.掌握物体在什么情况下可以看作质点,如何灵活选择参考系。 三、学法指导: 通过对实际物体的运动情况的分析建立质点的概念 四、讲述要点: 物体看作质点的条件;参考系的选择 五、学讲过程: (一)、自主学习: 请同学们阅读教材8~10页,完成以下问题。 1.机械运动 (1)定义:物体的___ 随_______的变化,叫做机械运动。 (2)运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是,静止是。 (3)力学:在物理学中,研究物体___________________的分支。 2. 物体和质点 (1)定义:用来代替物体的有的点。 ①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位 置”,但没有大小,不占空间,质点的质量就是它所代替的物体的质量。 ②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不 可简化为质点。 ③物体能否看作质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不 计,而跟物体自身体积的大小,质量的多少无关。 ④一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质,即使同一个物体在研究问题 不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况下不可以看作质点。 (2)物体可以看成质点的条件: ①物体的和对所研究的问题可以忽略时,不论物体大小如何,都可将物体看做质点。 ②平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。 ③有转动,但转动对所研究的问题可忽略。 (3)理想化的“物理模型” 质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化的“物理模型”。引入理想化模型,突出问题的__________,忽略__________,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——建立模型法。 请同学们阅读教材第10页,完成以下问题。 3.参考系 (1)定义:在描述一个物体的运动时,选来作的别的物体,叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。 (2)参考系的选择 ①选择的任意性 ②一般选择地面和相对于地面静止的物体 ③选取不同参考系,同一物体的运动情况可能不同 (3)判断一个物体是否运动的方法: 判断一个物体是运动的还是静止的, 先要选取一个参考系,看被研究的物体相对于所选参考系的位置是否改变来判断被研究的物体是否运动. 若被研究的物体相对于所选的参考系的位置改变了,则被研究的物体是_____的; 若被研究的物体相对于所选的参考系的位置没有改变,则被研究的物体是______的。 请同学们阅读教材第11页,完成以下问题。 4.坐标系 (1)坐标系:为了定量地描述物体的______及__________,需要在______上建立适当的坐标系 (2)坐标系的构成要素:原点、正方向、标度、物理量、单位 (3)坐标系的建立原则及分类: ①研究在一条直线上运动的物体,建立直线(一维)坐标系。 ②研究在一平面内运动的物体,建立平面直角(二维)坐标系。 ③研究在一空间内运动的物体,建立空间直角(三维)坐标系。

高中数学选修4--4简单曲线的极坐标方程教案

三 简单曲线的极坐标方程 课 题: 1、圆的极坐标方程 教学目标: 1、掌握极坐标方程的意义 2、能在极坐标中给出简单图形的极坐标方程 教学重点、极坐标方程的意义 教学难点:极坐标方程的意义 教学方法:启发诱导,讲练结合。 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入: 问题情境 1、直角坐标系建立可以描述点的位置极坐标也有同样作用? 2、直角坐标系的建立可以求曲线的方程 极坐标系的建立是否可以求曲线方程? 学生回顾 1、直角坐标系和极坐标系中怎样描述点的位置? 2、曲线的方程和方程的曲线(直角坐标系中)定义 3、求曲线方程的步骤 4、极坐标与直角坐标的互化关系式: 二、讲解新课: 1、引例.如图,在极坐标系下半径为a 的圆的圆心坐标为 (a ,0)(a >0),你能用一个等式表示圆上任意一点, 的极坐标(ρ,θ)满足的条件? 解:设M (ρ,θ)是圆上O 、A 以外的任意一点,连接AM , 则有:OM=OAcos θ,即:ρ=2acos θ ①, 2、提问:曲线上的点的坐标都满足这个方程吗? 可以验证点O(0,π/2)、A(2a ,0)满足①式. 等式①就是圆上任意一点的极坐标满足的条件. 反之,适合等式①的点都在这个圆上. 3、定义:一般地,如果一条曲线上任意一点都有一个极坐标适合方程 0),(=θρf 的点在曲线上,那么这个方程称为这条曲线的极坐标方程,这条曲线称为这个极坐标方程的曲线。 例1、已知圆O 的半径为r ,建立怎样的坐标系, 可以使圆的极坐标方程更简单? ①建系; ②设点;M (ρ,θ) ③列式;OM =r , 即:ρ=r

④证明或说明. 变式练习:求下列圆的极坐标方程 (1)中心在C(a ,0),半径为a ; (2)中心在(a,π/2),半径为a ; (3)中心在C(a ,θ0),半径为a 答案:(1)ρ=2acos θ (2) ρ=2asin θ (3)0cos()a ρθθ-=2 例2.(1)化在直角坐标方程0822=-+y y x 为极坐标方程, (2)化极坐标方程)3cos(6π θρ-= 为直角坐标方程。 三、课堂练习: 1.以极坐标系中的点(1,1)为圆心,1为半径的圆的方程是 (C) ()() .2cos .2sin 44.2cos 1.2sin 1A B C D ππρθρθρθρθ????=-=- ? ?? ?? ?=-=- 2.极坐标方程分别是ρ=cos θ和ρ=sin θ的两个圆的圆心距是多少? 2 sin (4)π πρθρθρθρ3.说明下列极坐标方程表示什么曲线 (1)=2cos(-) (2)=cos(-)4 3 (3)=3 =6 2222423020x y x y x y x y x +-+==+==.填空:  (1)直角坐标方程的 极坐标方程为_______ (2)直角坐标方程-+1的极坐标方程为_______ (3)直角坐标方程9的极坐标方程为_____ (4)直角坐标方程3的极坐标方程为_______ 四、课堂小结: 1.曲线的极坐标方程的概念. 2.求曲线的极坐标方程的一般步骤. 五、课外作业:教材28P 1,2 1.在极坐标系中,已知圆C 的圆心)6 ,3(π C ,半径3=r , (1)求圆C 的极坐标方程。 (2)若Q 点在圆C 上运动,P 在OQ 的延长线上,且2:3:=OP OQ ,求动点P 的轨迹方程。

《质点参考系和坐标系》教案

第一节质点参考系和坐标系 一、教学目标 1.知识与技能: (1)理解质点的概念.能明确物体在什么情况下可以看作质点. (2)知道参考系的概念.知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单. (3)知道坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化. 2.过程与方法: (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种研究方法 (3)通过数形结合的学习,认识数学工具在物理学中的作用 3.情感态度与价值观: (1)通过学生的观察、探究体验,使学生保持对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常 生活中的物理学道理 (2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会 合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度 (3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法,学会在研究问 题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1.教学重点及其教学策略: 重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 教学策略:通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。 2.教学难点及其教学策略: 难点:理想化模型——质点的建立,及相应的思想方法 教学策略:通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到认知的螺旋上升,攻克难点 三、教学资源 1.演示器材:乒乓拍、乒乓球 2.课件:飞机空投,地月系、太阳系运行,地球公转和四季变化,火车运行的模拟动画

3.音像文件:“神舟”5号发射、运行、返回过程;鸽子飞行;28届雅典奥运会上张怡宁发球 4. 图片资料:学校平面图,神州五号发射控制中心,GPS定位器,汽车、火车过桥、火 箭等图片。 5.多媒体教学设备一套。 四.教学过程 引入新课 呈现“神舟”5号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。 播放神州五号发射升空过程的录像。 讲述:飞船在茫茫太空遨游,如何描述它的运动呢?文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”,短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。 世界万物都在运动,对于不同物体的运动,不同的人(如文学家、艺术家等)有不同的描述,请举例说明。 那么科学家怎样描述物体的运动呢? 著名物理学家海森伯曾说过:“为了理解现象,首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念,我们才能真正知道观察到了什么。” 本章我们首先引入描述运动的一些基本概念,进而研究最简单最基本的运动形式:直线运动。 讲授新课 (一)、物体与质点 1、播放鸽子飞行的录像。 提问:

高中物理质点、参考系和坐标系的知识点

高中物理质点、参考系和坐标系的知识点 1质点 1.定义:用来代替物体的有质量的点,是一个理想化的模型。 2.原则:物体的大小和形状对研究问题没有影响或影响很小可以忽略不计。 3.内容: (1)没有形状、大小,而具有质量的点。 (2)质点是一个理想化的物理模型,实际并不存在。 (3)一个物体能否看成质点,并不取决于这个物体的大小,而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问题具体分析。 1参考系、坐标系 1、参考系定义:为了研究物体的运动而假定不动的物体。 2、注意点:运动的描述是相对的,因参考系的选取的不同而不同。参考系的选择以研究问题的方便为原则。 3、坐标系:为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系。 (1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。 (2)在描述一个物体运动时,选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体,叫做参考系。 对参考系应明确以下几点: ①对同一运动物体,选取不同的物体作参考系时,对物体的观察结果往往不同的。 ②在研究实际问题时,选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化,能够使解题显得简捷。 ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动,所以通常取地面作为参照系?

1坐标系 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。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念,是抽象化的参考系。 (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。如图1—1—1所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标XA=3m,若它运动到B点,则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。 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 1机械运动1、定义:一个物体相对于另一个物体位置发生变化(注意机械运动是相对的)。 2、运动形式:平动(物体上各点运动形式相同)、转动、振动(围绕某点往复运动)等。

极坐标系教学设计

极坐标系(谷杨华) 一、教学目标 (一)核心素养 通过这节课学习,认识极坐标系、能在极坐标系下用极坐标表示点的位置,会进行极坐标和直角坐标的互化,在直观想象、数学抽象中感受极坐标的特点. (二)学习目标 1.通过实例,认识极坐标系,体会用极坐标表示点的特点. 2.了解用极坐标系表示点的不唯一性. 3.能进行极坐标系与平面直角坐标系的互化,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别. (三)学习重点 1.认识极坐标系的重要性. 2.用极坐标刻画点的位置. 3.会进行极坐标与直角坐标的互化. (四)学习难点 1.理解用极坐标刻画点的位置的基本思想. 2.认识点与极坐标之间的对应关系. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务 (1)读一读:阅读教材第8页至第11页,填空: 极坐标系的建立:在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系. 极坐标系内一点的极坐标的规定:设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离OM 叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM 叫做点M 的极角,记为θ.有序数对 ),(θρ叫做点M ),(θρ0≥ρ,θ可取任意 实数. (2)想一想:点与极坐标有什么关系 一般地,极坐标),(θρ与)2,(πθρk +)(Z k ∈表示同一个点.特别地,极点O 的坐标为 ))(,0(R ∈θθ.

如果规定πθρ20,0<≤>,那么除极点外,平面内的点可用惟一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是惟一确定的. (3)写一写:极坐标系与直角坐标系如何转化 把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的单位长度.设 M 是平面内任意一点,它的直角坐标是),(y x ,极坐标是),(θρ,则: =x θρcos , =y θρsin =2ρ22y x +, = θtan )0(≠x x y 2.预习自测 (1)在极坐标系中,下列各点中与)3,2(π 表示的不是同一个点的是( ) A .)35,2(π- B .)37,2(π C .)35,2(π D .)3 13,2(π 【知识点】极坐标系 【解题过程】由于极坐标),(θρ与)2,(πθρk +)(Z k ∈表示同一个点,检验得,选项C 不是同一个点 【思路点拨】根据点的极坐标定义代入验证可得 【答案】C (2)已知点A 的直角坐标为)2,0(,则点A 的极坐标为( ) A .)2,2(π B .)0,2( C .)2,2(π D .)2,2(π - 【知识点】极坐标与直角坐标互化 【解题思路】根据极坐标与直角坐标互化公式可得:22022=+=ρ,显然2 π θ= 【思路点拨】由极坐标与直角坐标互化可得 【答案】A (3)已知点M 的极坐标为)4,3(π ,则点M 的直角坐标为( ) A .)3,3( B .)223,223( C .)2 3 3,23( D .)33,3( 【知识点】极坐标与直角坐标互化 【解题思路】根据极坐标与直角坐标互化公式可得:2 2 3sin ,223cos = ===θρθρy x 【思路点拨】由极坐标与直角坐标互化可得

极坐标知识点

1.直角坐标与极坐标的互化 把直角坐标系的原点作为极点,x 轴正半轴作为极轴,并在两坐标系中取相同的长度单 位.设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是(x ,y ),极坐标是(ρ,θ),则????? x =ρcos θ,y =ρsin θ,????? ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x x ≠0. 2.圆的极坐标方程 若圆心为M (ρ0,θ0),半径为r ,则圆的方程为:ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ20-r 2 =0. 几个特殊位置的圆的极坐标方程: (1)当圆心位于极点,半径为r :ρ=r ; (2)当圆心位于M (a,0),半径为a :ρ=2a cos θ; (3)当圆心位于M ? ????a ,π2,半径为a :ρ=2a sin θ. 3.直线的极坐标方程 若直线过点M (ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α). 几个特殊位置的直线的极坐标方程: (1)直线过极点:θ=θ0和θ=π-θ0; (2)直线过点M (a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a ; (3)直线过M ? ????b ,π2且平行于极轴:ρsin θ=b . 4.几种常见曲线的参数方程 (1)圆 以O ′(a ,b )为圆心,r 为半径的圆的参数方程是? ???? x =a +r cos α,y =b +r sin α,其中α是参数.

当圆心在(0,0)时,方程为????? x =r cos α,y =r sin α,其中α是参数. (2)椭圆 椭圆x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0)的参数方程是????? x =a cos φ, y =b sin φ,其中φ是参数. 椭圆x 2b 2+y 2 a 2=1(a > b >0)的参数方程是????? x =b cos φ, y =a sin φ,其中φ是参数. (3)直线 经过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线的参数方程是????? x =x 0+t cos α, y =y 0+t sin α,其中t 是参数.

人教版必修1 质点 参考系和坐标系-优质教案

1.1 质点参考系和坐标系教案 一、知识与技能: (1)理解质点的概念,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)理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。 (3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 二、过程与方法: (1)体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,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。 三、情感态度与价值观:热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。 四、教学内容: 要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性,描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动,还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,教材中逐步展开这些内容,最后介绍全球卫星定位系统。 本节介绍质点、参考系和坐标系,不仅是这一章学习的基础知识,也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。 一、物体和质点 在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小,把物体看成是一个具有质量的点,这样的物体模型称为“质点”。 1.物理学中的理想化方法、理想化模型 物理学的研究对象受许多因素的影响,如果同时考虑这诸多因素,那就无法使用数学知识达到定量研究的目的。物理学及其他许多学科,都是把非本质的次要因素找出来,加以剔除,而把本质的起主要作用的因素突出出来,在此基础上进行概括抽象,把十分复杂的问题归结为比较简单的问题进行研究,这就是物理学研究中的理想化方法。用这种方法建立起来的为代替研究对象而想象出的模型就叫做理想化模型,如“质点”就是一个典型的理想化模型。研究问题时用质点代替物体,可不考虑物体上各点之间运动状态的差别。 注意:真正的质点是不存在的;可看成质点的物体往往并不很小,因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来。 2.质点是只有质量而无大小和形状的点;质点占有位置但不占有空间。 3.物体能简化为质点的条件:

质点参考系和坐标系教案

第一节质点参考系和坐标系 …………石家庄五中闫会波一、教学目标 1.知识与技能: (1)理解质点的概念.能明确物体在什么情况下可以看作质点. (2)知道参考系的概念.知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单. (3)知道坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化. 2.过程与方法: (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)物理模型的特点。 (3)数学工具是物理研究的帮手。 3.情感态度与价值观: (1)通过提问,观看ppt使学生保持对科学的求知欲。 (2)形成严谨求实的科学态度 (3)研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1.教学重点 重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 2.教学难点及其教学策略: 难点:理想化模型——质点的建立。 三.教学过程 引入新课 呈现“神舟”6号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。 讲述:飞船在茫茫太空遨游,如何描述它的运动呢?文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”,短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。 世界万物都在运动,对于不同物体的运动,不同的人(如文学家、艺术家等)有不同的描述,请举例说明。 那么科学家怎样描述物体的机械运动?

著名物理学家海森伯曾说过:“为了理解现象,首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念,我们才能真正知道观察到了什么。” 讲授新课 (一)、物体与质点 1、观看雄鹰展翅的图片。 (1)要准确描述雄鹰身上各点的位置随时间的变化不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢? (2)如果我们研究雄鹰从石家庄出发到飞往北京所需要的时间,需要了解它身体各部分运动的区别吗? 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。 教师结论:在某些情况下,根据所要研究问题的性质,可以忽略某些物体的大小和形状。2、提问: (1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢? (2)一列沿京石铁路运动的火车,若研究它从石家庄到北京的运动能否把它简化为一个点? (3)研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为质点呢? (4)研究火车通过南京长江大桥的运动时,能否把它简化为一个质点? 3、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。

高中数学选修4-4坐标系与参数方程完整教案(精选.)

选修4-4教案 教案1平面直角坐标系(1课时) 教案2平面直角坐标系中的伸缩变换(1课时)教案3极坐标系的的概念(1课时) 教案4极坐标与直角坐标的互化(1课时) 教案5圆的极坐标方程(2课时) 教案6直线的极坐标方程(2课时) 教案7球坐标系与柱坐标系(2课时) 教案8参数方程的概念(1课时) 教案9圆的参数方程及应(2课时) 教案10圆锥曲线的参数方程(1课时) 教案11圆锥曲线参数方程的应用(1课时) 教案12直线的参数方程(2课时) 教案13参数方程与普通方程互化(2课时) 教案14圆的渐开线与摆线(1课时)

课题:1、平面直角坐标系 教学目的: 知识与技能:回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法 能力与与方法:体会坐标系的作用 情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 教学重点:体会直角坐标系的作用 教学难点:能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题 授课类型:新授课 教学模式:互动五步教学法 教具:多媒体、实物投影仪 复习及预习提纲: 1平面直角坐标系中刻画点的位置的方法 2坐标系的作用 ————教学过程———— 复习回顾和预习检查 1平面直角坐标系中刻画点的位置的方法 2坐标系的作用 创设情境,设置疑问 情境1:为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行,并在按计划完成科学考察任务后,安全、准确的返回地球,从火箭升空的时刻开始,需要随时测定飞船在空中的位 置机器运动的轨迹。 情境2:运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演,其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。要出现正确的背景 图案,需要缺点不同的画布所在的位置。 问题1:如何刻画一个几何图形的位置? 问题2:如何创建坐标系? 分组讨论 刻画一个几何图形的位置,需要设定一个参照系 1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定 2、平面直角坐标系 在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对(x,y)确定 3、空间直角坐标系 在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。它使空间上任一点P 都可以由惟一的实数对(x,y,z)确定 1、建立坐标系是为了确定点的位置,因此,在所建的坐标系中应满足: 任意一点都有确定的坐标与其对应;反之,依据一个点的坐标就能确定这个点的位置2、确定点的位置就是求出这个点在设定的坐标系中的坐标

极坐标系的概念

二、极坐标系的概念 教学目标: 知识与技能:理解极坐标的概念,掌握极坐标和直角坐标的互化关系式 过程与方法:能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别. 情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 教学重点难点: 教学重点:理解极坐标的意义,对极坐标和直角坐标的互化关系式的理解 教学难点:能够在极坐标系中用极坐标确定点位置,互化关系式的掌握 教学过程: 一、复习引入: 情境1:如图为某校园的平面示意图,假设某同学在教学楼处。 (1)他向东偏60°方向走120M后到达什么位置?该位置惟一确定吗? (2)如果有人打听体育馆和办公楼的位置,他应如何描述? 问题1:为了简便地表示上述问题中点的位置,应创建怎样的坐标系呢? 问题2:如何刻画这些点的位置? 这一思考,能让学生结合自己熟悉的背景,体会在某些情况下用距离 与角度来刻画点的位置的方便性,为引入极坐标提供思维基础. 二、讲解新课: 从情镜2中探索出:在生活中人们经常用方向和距离来表示一点的位置。 这种用方向和距离表示平面上一点的位置的思想,就是极坐标的基本思想。 1、极坐标系的建立: 在平面上取一个定点O,自点O引一条射线OX,同时确定一个单位长度和 计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标 系。(其中O称为极点,射线OX称为极轴。) 强调:极点、极轴、长度单位、角度单位和它的方向构成极坐标系的四要素,缺一不可。极坐标系就是用长度和角度来确定平面内点的位置 2、极坐标系内一点的极坐标的规定 对于平面上任意一点M,用ρ表示线段OM的长度,用θ表示从Ox到OM ρθ就叫做M的的角度,ρ叫做点M的,θ叫做点M的,有序数对(,) . 强调:一般地,不作特殊说明时,我们认为ρ≥0,θ可取任意实数.特别地,当点M在极 点时,它的极坐标为(0,θ),θ可以取任意实数. 三.典型例题 例1 写出下图中各点的极坐标 A()B()C() D()E()F()G() 【反思感悟】(1)写点的极坐标要注意顺序:极径ρ在前, 极角θ在后,不能把顺序搞错了. ①平面上一点的极坐标是否唯一?若不唯一,那有多少种 表示方法?

参考系和坐标系1

第一章运动的描述 ●同步导学● 第1节质点参考系和坐标系 理解领悟 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,描写质点的运动时,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。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识。本节知识是学习后面知识的基础,也是整个力学的基础。 1.为什么要引入“质点”这一概念? 物体的运动通常是很复杂的。雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,它的身体在向前运动,但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动;足球在运动场上飞滚,它在向前运动的同时还在不断滚动;呼啸而过的火车,它的车身在向前运动,而车轮在向前运动的同时还在不断滚动,它的发动机和传动机构的运动就更为复杂;舞蹈演员的优美舞姿,令人眼花缭乱,叹为观止。显然,要详细而准确地描述这些物体的运动,是很困难的,并不是一件容易的事。 那么,问题出在哪里呢?原来,物体都有一定的大小和形状,而物体各部分的运动情况一般是不同的,这就导致了描述物体运动的复杂性。假如物体各部分的运动情况都相同,那么在我们研究物体的运动状态时,不就可以用一个“点”来代替它了吗?即使物体各部分的运动情况并不相同,但在某些情况下,我们需要了解物体各部分运动的区别吗?例如,研究地球绕太阳的公转,研究火车的整体运动,等等,我们并不需要了解物体各部分运动的区别。这时,物体的大小和形状并不重要,可以不予考虑,不也就可以用一个“点”来代替它了吗? 可见,在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点,从而引入“质点”这一概念。用来代替物体的有质量的点叫做质点,即质点是没有大小和形状,而具有物体全部质量的点。 2.什么样的物体可以看成质点? 一个物体能否看成质点是相对的,是由问题的性质决定的,要视具体情况而定,不能绝对化。例如,在研究地球绕太阳的公转时,地球能够看成质点;但在研究地球的自转时,地球就不能看成质点了。 物体能否看成质点,与物体本身的大小没有必然的关系。很大的物体可能被看成质点,而很小的物体却不一定能够被看成质点。例如,上面提到的研究地球绕太阳的公转时,地球尽管很大,仍然能够看成质点;但在研究双原子分子的振动及转动时,小小的份子却就不能看成质点了。 一个物体能否被看成质点,一般情况下与物体做直线运动还是曲线运动没有关系,即物体做直线运动或曲线运动时,都可能被看成质点。例如,研究运动员在400m赛跑中的速度变化时,无论是在直道上还是在弯道上,都可以将运动员看成质点。 总之,在研究物体的运动时,若可以不考虑物体的大小和形状,就可以将物体看成质点。

《极坐标系》教学设计

1.2 极坐标系(谷杨华) 一、教学目标 (一)核心素养 通过这节课学习,认识极坐标系、能在极坐标系下用极坐标表示点的位置,会进行极坐标和直角坐标的互化,在直观想象、数学抽象中感受极坐标的特点. (二)学习目标 1.通过实例,认识极坐标系,体会用极坐标表示点的特点. 2.了解用极坐标系表示点的不唯一性. 3.能进行极坐标系与平面直角坐标系的互化,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别. (三)学习重点 1.认识极坐标系的重要性. 2.用极坐标刻画点的位置. 3.会进行极坐标与直角坐标的互化. (四)学习难点 1.理解用极坐标刻画点的位置的基本思想. 2.认识点与极坐标之间的对应关系. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务 (1)读一读:阅读教材第8页至第11页,填空: 极坐标系的建立:在平面内取一个定点,叫做极点;自极点引一条射线,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系. 极坐标系内一点的极坐标的规定:设是平面内一点,极点与点的距离叫做点的极径,记为;以极轴为始边,射线为终边的角叫做点的极角,记为.有序数对叫做点 为,可取任意实数. (2)想一想:点与极坐标有什么关系? 一般地,极坐标与表示同一个点.特别地,极点的坐标为

. 如果规定,那么除极点外,平面内的点可用惟一的极坐标表示;同时,极坐标表示的点也是惟一确定的. (3)写一写:极坐标系与直角坐标系如何转化? 把直角坐标系的原点作为极点,轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的单位长度.设是平面内任意一点,它的直角坐标是,极坐标是,则: , , 2.预习自测 (1)在极坐标系中,下列各点中与表示的不是同一个点的是( ) A.B.C.D. 【知识点】极坐标系 【解题过程】由于极坐标与表示同一个点,检验得,选项C不是同一个点 【思路点拨】根据点的极坐标定义代入验证可得 【答案】C (2)已知点的直角坐标为,则点的极坐标为() A.B.C.D. 【知识点】极坐标与直角坐标互化 【解题思路】根据极坐标与直角坐标互化公式可得:,显然 【思路点拨】由极坐标与直角坐标互化可得 【答案】A (3)已知点M的极坐标为,则点M的直角坐标为() A.B.C.D.

极坐标与参数方程复习教案

精锐教育学科教师辅导教案 学员编号:年级:高三课时数:3 学员姓名:辅导科目:数学学科教师:刘欢 C-极坐标与参数方程C–极坐标与参数方程C-极坐标与参数方程授课类型 授课日期及时段 教学内容 知识点概括 一、坐标系1.平面直角坐标系的建立:在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定 了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。 2.空间直角坐标系的建立:在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交 点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。 3.极坐标系的建立:在平面上取一个定点O,自点O引一条射线OX,同时确定一个单位长度和计算 角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系。 (其中O称为极点,射线OX称为极轴。) ①设M是平面上的任一点,ρ表示OM的长度,θ表示以射线OX ρθ称为点M的极坐 为始边,射线OM为终边所成的角。那么有序数对(,) 标。其中ρ称为极径,θ称为极角。

约定:极点的极坐标是ρ=0,θ可以取任意角。 4.直角坐标与极坐标的互化 以直角坐标系的O 为极点,x 轴正半轴为极轴,且在两坐标系中取相同的单位长度平面内的任一点P 的直角坐标极坐标分别为(x ,y )和(,)ρθ,则 二、曲线的极坐标方程 1.直线的极坐标方程:若直线过点00(,)M ρθ,且极轴到此直线的角为α,则它的方程为: 00sin()sin()ρθ-α=ρθ-α 几个特殊位置的直线的极坐标方程 (1)直线过极点 (2)直线过点M(a,0)且垂直于极轴 (3)直线过(,)2M b π 且平行于极轴 2.圆的极坐标方程: 若圆心为00(,)M ρθ,半径为r 的圆方程为: 几个特殊位置的圆的极坐标方程 (1)当圆心位于极点 (2)当圆心位于(,0)M r (3)当圆心位于(,)2M r π 3.直线、圆的直角坐标方程与极坐标方程的互化 利用: x = 2ρ= 三、参数方程

极坐标的概念

(一)极坐标概念 确定平面内的点的位置有各种方法,用一对实数确定平面内的点位置的方法称为直角坐标方法,因其方法简捷且应用广泛(如地球的经纬线和剧场中座位号)而成为解析几何中最主要的内容;用方向(角)和距离来确定平面内的点的位置是极坐标的基本思想。极坐标在工程中和军事上也有广泛应用。 1.1极坐标系定义 在平面上选一定点O,由O出发的一条射线OX,规定一个长度单位和角的正方向(通常以反时针旋转为正方向)合称一个极坐标系。其中O为极点,射线OX为极轴,由极径和极角两个量构成点的极坐标,一般记作(ρ,θ)。 1.2平面内的点与极坐标系的关系 平面内有一点P,|OP|用ρ表示,ρ称为P点的极径;OX到OP的角θ叫极角,P(ρ,θ)为极坐标。 (1)有一组极坐标(ρ,θ)能在极坐标系中找唯一的点与其对应; (2)在极坐标系中有一个点P,则有无数组极坐标与其对应。 ①P点固定后,极角不固定。(ρ,θ)与(ρ,2kπ+θ)(k∈z)表示同一点坐标; ②P点固定后,ρ的值可正、可负。ρ>0时,极角的始边为OX轴,终边为线;ρ<0,极轴始边为OX轴,终边为的反向延长线;规定:ρ=0时,极角为任意角,如(ρ,θ)与(ρ,2kπ+θ)及(-ρ,2kπ+π+θ)(k∈z)表示同一点。 ∴极坐标与极坐标平面内的点不一一对应。 例1.在极坐标系中,点P(ρ,θ)与Q(-ρ,2π-θ)的位置是() A.关于极轴所在直线对称 B.关于极点对称 C.重合 D.关于直线(ρ∈R)对称 分析:Q(-ρ,2π-θ)与(ρ,π-θ)表示同一点,它与点P(ρ,θ)关于直线(ρ∈R)(过极点而垂直于极轴的直线)对称。故选D。

高中物理质点参考系和坐标系教学设计人教版

《质点参考系和坐标系》教学设计 一、教材分析 本教学设计选自人教版新课标高中物理教材第一章第一节《质点参考系和坐标系》,要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性,描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动,还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,教材中逐步展开这些内容,最后介绍全球卫星定位系统。本节介绍质点、参考系和坐标系,不仅是这一章学习的基础知识,也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。 二、三维目标 1.知识与技能 (1)理解质点的概念,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)理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。 (3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 2.过程与方法 (1)体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.情感态度与价值观 热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。 三、教学重、难点

(1)重点 1.理解质点的概念; 2.从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。 (2)难点 1.理解质点的概念 四、教学突破 课前师生收集丰富的图片、视频、文字等资料,联系学生日常生活中身边熟悉的实例,激发学生学习的兴趣,通过老师引导,学生得出有关物理概念,从而使学生乐于探究和思考。 五、教学流程设计 (一)引入课题 (二)物体和质点

《极坐标系》教学设计与教学反思

《极坐标系》教学设计与教学反思 基本信息课题作者第一讲坐标系第2节极坐标系刘顺利教材分析本课时是新课标新增内容,于生活中的许多问题都是用方位角和距离来确定点的位置,再用直角坐标表示不太方便,这时就需要建立以角度和距离为依据的坐标系,从而建立极坐标系。新教材引进极坐标系是为了更好的解决实际问题,这充分体现了数学与实际生活的紧密关系。这节内容是本讲的重点内容,因而教科书用了比较大的篇幅从几个不同角度来引导学生学习这一内容,并利用“思考”“探究”等引导学生对极坐标的特点、极坐标与直角坐标的关系等进行讨论,以使学生通过自己的独立思考、积极探索而获得知识。这是新教材的闪光之处。学情分析学生在前一节对直角坐标系的复习过程中了解过一个用方位角和距离确定点位置的实

例,而且在那节内容中已经对用方位角和距离确定点与用坐标确定进行了对比,显然用角度和距离确定更方便,所以在本节引入极坐标概念学生比较容易接受,而且我的两个班学生上课状态都比较好,所以合作比较愉快,本节的教学也很顺利。但于学生三角函数知识非常薄弱,对于在极坐标系中一点有多个极坐标与之对应,总感觉有的学生似懂非懂,导致后面我花了些时间专门复习三角函数知识。教学目标1.知识与技能认识极坐标系;使学生能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置:体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别;能进行极坐标和直角坐标的互化。2.过程与方法在教师的引导下,利用“思考”“探究”对极坐标的特点、极坐标与直角坐标的关系等进行讨论,使学生通过自己的独立思考、积极探索而获得新知,培养学生的合作探究能力和独立思考能力。用生活实例,类比直角坐标系,使学生明白建立极坐标

质点、参考系和坐标系教案设计教案

1.知识与技能: (1)理解质点的概念.能明确物体在什么情况下可以看作质点. (2)知道参考系的概念.知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单. (3)知道坐标系的概念.能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化. 2.过程与方法: (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种研究方法 (3)通过数形结合的学习,认识数学工具在物理学中的作用 3.情感态度与价值观: (1)通过学生的观察、探究体验,使学生保持对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理 (2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会合作与交流,逐步形成严谨求实的科学态度 (3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象,养成正确处理问题的方法,学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1.教学重点及其教学策略: 重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 教学策略:通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。 2.教学难点及其教学策略: 难点:理想化模型——质点的建立,及相应的思想方法 教学策略:通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到认知的螺旋上升,攻克难点。 三、设计思路 本节课以“创设情景,提出问题——观察思考,自主探索——讨论交流,总结归纳”为教学结构,采用“交流—互动”的探究模式进行教学. 充分开发和利用新课程资源,创设大量贴近实际学生生活的问题情景,激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望,产生思维的积极活动与共鸣。同时,体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。 充分运用发挥多媒体教学功能,如音乐、图片、视频素材等,为学生提供了一个更具趣味性和启发性的学习情境。 营造宽松、自主、合作的课堂氛围,帮助学生形成健康人格的。除了让学生关注概念的静态结果,更关注学生对概念的主动建构,强调在问题中实现知识的意义建构。 四、教学资源 1.演示器材:乒乓拍、乒乓球 2.课件:飞机空投,地月系、太阳系运行,地球公转和四季变化,火车运行的模拟动画 3.音像文件:“神舟”5号发射、运行、返回过程;鸽子飞行;28届雅典奥运会上张怡宁发球 4.图片资料:学校平面图,神州五号发射控制中心,GPS定位器,汽车、火车过桥、火箭等图片。 5.多媒体教学设备一套。 五、教学设计

2021年高中物理 1.1《质点 参考系和坐标系》教案 新人教版必修1

2021年高中物理 1.1《质点参考系和坐标系》教案2 新人教版必修1 导入新课 打开“1.1质点参考系和坐标系.ppt”文件,点击目录中的“引入”,切换到如图所示: 根据所给问题让学生思考,分析出当只考虑足球飞越的距离和蝴蝶上升的高度时,可以把足球和蝴蝶当作一个点来研究,这种点在物理上就是一个理想化的模型——质点(引入下面的课题) 推进新课 一、物体和质点 1.定义:用来代替物体的有质量的点. 2.将物体看成质点的条件: 点击目录中的“质点”,切换到下图: 先让学生思考其中的问题,然后再给出结论. 点击“下一页”进入练习题部分:

先让学生自己思考解答,然后再给出解析过程. 二、参考系 点击目录中的“参考系”,进入下图所示内容 先让学生观察两个视频,并分别说出各自的结论,然后老师总结并分别给出下面的内容.

点击“下一页”,切换到情景模拟部分: 可以改变其中的各种参数改变小车的速度,让学生充分理解各种运动情况. 继续点击“下一页”,进入练习部分: 同样先让学生自己完成两题,然后再给出解析内容. 三、坐标系 点击目录中的“坐标系”,出现以下内容:

先让学生根据图中提出的问题,说出自己确定物体位置的办法,然后老师再给出参考答案.在此问题中实际涉及了三种不同的坐标系,它们都是以人的位置为坐标起点.1.是一维坐标系,2.是二维坐标系,3.是三维坐标系. 点击“下一页”给出坐标系的有关内容: 点击其中的“下一页”给出坐标系的知识拓展部分: 继续点击其中的“下一页”给出坐标系的练习题部分:

对于此题,也是先让学生思考、解答,然后再给出解析和最后的归纳总结. 课堂小结 点击目录中的“小结”,出现以下内容: 提问学生本节主要学习了哪些内容,然后展示本节所学内容以及本节的学习目标,以供学生掌握本节的重点和难点.

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