人教版高中物理必修1、2教材分析

新课标高中物理教材介绍——谈人教版必修教材的编写思想课程教材研究所人民教育出版社安徽黄山/2006/07/[e-mail]选修1-2选修2-2选修2-3选修1-1选修2-1选修3-1选修3-4选修3-5选修3-2选修3-3物理1物理2选修共同必修必修内容标准（课程模块）●机械能和能源●抛体运动与圆周运动●经典力学成就与局限性物理1(36学时)物理2(36学时)科学内容●运动的描述●相互作用与运动规律•运动的描述•匀变速直线运动的研究•相互作用•牛顿运动定律•机械能及其守恒定律•曲线运动•万有引力与航天一、共同必修物理教材的分析教科书中栏目的设计科学漫步思考与讨论演示实验做一做说一说STS旁批走进物理课堂之前赵凯华●不要求学生学懂自由落体运动的规律。●只作为科学探究的一个“样例”。●对高中物理课有初步的感性认识。意图：●物理学是一门有趣的学问。（大到宏观宇宙，小到微观粒子）●从生活走向物理，物理无处不在。体现：走进物理课堂之前赵凯华着眼点放在物理学与人类文明的关系上●物理具有严谨的逻辑推理。（判天地之美，析万物之理）●物理是有用的。体现：物理学与人类文明物理学与人类文明●物理学与思维观念●物理学的未来（物理中具有梦幻）意图：（2）通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。（3）经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。（4）能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。课程标准的要求第一章运动的描述1质点参考系和坐标系2时间和位移3运动快慢的描述－－速度4实验：用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述－－加速度教科书中教材内容的设置第一章运动的描述•第一章学描述运动所用的概念，•第二章学规律。第一章运动的描述1.强调一般性的科学方法－－质点模型的建立●解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求最优化的解决办法。●围绕着既定的目标将最本质的东西进行有效的抽象、概括。再现模型建立的全过程。意图：第一章运动的描述●一粒米是不是质点？地球是不是质点？人能不能看成质点？●通过“是”与“不是”，“能”与“不能”的判断，体会质点的物理含义。（1）物体只做平动（2）物体的形状和大小可以忽略不计条件：第一章运动的描述2.明确区分“位置”和“位移”Δx=x2－x1●在参考系上建立坐标系，并明确抽象出了“坐标”的概念意图：第一章运动的描述3.矢量和标量的教学不要“一次到位”思考与讨论一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，到达B点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移（即代表他的位置变化的最后结果的位移）。三个位移的大小各是多少？你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？●不是矢量的定义,矢量要满足一定的运算法则。●如果一次讲到位就少了一次发现问题并力求解决问题的努力。意图：“领悟”矢量相加的特殊规律思考与讨论在图3.4-1中，假如这桶水的重量是200N，两个孩子合力的大小一定也是200N。现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200N吗？●与研究位移相加时的“思考与讨论”相呼应●为平行四边形定则做铺垫●为理解矢量的概念做心理准备关于力的合成的教学意图：●通过实验“得出”矢量的加法，给出矢量的科学定义●“说一说”为物理2做铺垫（速度的方向改变了）物理1（位移、力的概念）到“力的分解”内容使学习矢量的时机才算成熟物理2（运动的合成与分解）意图：说一说一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则找出变化量v吗？分析v的方向，确定a的方向。向心加速度方向的得出为什么要从运动学进行分析？倡导理性思维。意图：矢量概念的进一步运用第一章运动的描述4.“平均速度”和“瞬时速度”的教学平均速度瞬时速度极限思想的渗透●极限是近代数学物理中常用的方法之一。●极限不只是知识，更是一种方法、一种观念。要不失时机地进行渗透。txvv意图：新教科书对重要的物理方法的教学进行了系统化、结构化构思。“变与不变”的思想有助于构建物理图景△讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（P18）△讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（P18）△实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）第一章运动的描述5.使用打点计时器测速度的数据处理在Δx（或Δt）很小时，这样算出的平均速度可以看做瞬时速度。txvv第一章运动的描述6.用v-t图象表示速度随时间的变化●尝试用某条曲线来“拟合”这些测量点。●操作步骤相似，思路、逻辑线索不同。意图：用手拉纸带，避免涉及运动规律。“做一做”：借助传感器用计算机测速度第一章运动的描述A同时发出超声波和红外线，B根据接收二者的时差测出A、B的距离。科学漫步变化率第一章运动的描述自然现象甚至社会现象中的许多道理都是相通的，是和谐统一的。把速度、加速度的概念拓展到物理课之外。该内容的设置是从“三维”课程目标考虑的。科学漫步全球卫星定位系统（GPS）手持式GPS定位器这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？第一章运动的描述教科书为学生学习提供的拓展性资料。生活语言与科学语言的差别教科书为学生学习提供的拓展性文字资料。STS速度与现代社会第一章运动的描述●借协和客机停飞一事，引导学生讨论：“交通工具的速度是不是越快越好？”●由于交通工具速度的提高，城市规模扩大了，战争观念改变了，不同文化的交融加快了……意图：教科书为学生学习提供的拓展性文字资料。第一章运动的描述7.加速度概念的引入思考与讨论普通的小型轿车和旅客列车，速度都能达到100km/h。但是，它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车在20s内速度达到了100km/h，而一列火车达到这个速度大约要用500s。谁的速度“增加”得比较快？它们的速度平均1s各增加多少？请再举出一些例子，说明“速度快”“速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况。飞机起飞时每隔4s曝光一次所得照片，这张照片说明什么问题？第一章运动的描述8.从速度－时间图象中看出加速度曲线的倾斜程度反映加速度的大小。学生要能从图象上量出Δv和Δt的值，然后根据定义计算加速度。使用打点计时器的基本技能、会用打点计时器测速度、会用图象表示速度、会通过图象比较加速度。（1）通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。（3）经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。（4）能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。课程标准的要求第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律2匀变速直线运动的速度与时间的关系3匀变速直线运动的位移与时间的关系4自由落体运动5伽利略对自由落体运动的研究教科书中教材内容的设置第二章匀变速直线运动的研究持续性思考瞬间判断性回答事物之间内在的联系事物的特征及其分类研究应试需要需要思维方法的绝对化，片面化。科学思维中的逻辑性，相对化。进行实验忠实记录小车在重物牵引下运动的时间与对应速度的数据处理数据作出速度与时间关系的图象第二章匀变速直线运动的研究不求“简明、轻快”地得出速度公式。分析发现存在v-t图象是一条倾斜直线的一种运动论证发现v-t图象所代表的运动是加速度不变的运动，给出匀变速运动的定义第二章匀变速直线运动的研究人类对客观世界的认识都是在一定的科学文化背景下形成的，如果仅仅从抽象、简约了的概念和公式出发，就很难使学生形成正确的科学观。这样的处理在价值观、科学过程、科学方法上的教育价值比较高。结论通过图象一般性地研究得出v＝v0+at第二章匀变速直线运动的研究意图：不是由加速度的定义a=(v–v0)/t变形来的。第二章匀变速直线运动的研究以定积分的思想得出思考与讨论一次课上，老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。以下是关于这个问题的讨论。老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？学生A：能。可以用下面的办法估算：x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……第二章匀变速直线运动的研究2021attvx思考与讨论学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04s、0.02s……误差会怎样？欢迎大家发表意见。教学的目标不能盯在最后的公式，应关注得出公式的过程。由速度求位移221atx=v0t+做一做有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到石子位置A距石子起落点竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间？AB过分拘泥于砖缝的厚度及石子在A、B阶段两点的速度差异，所以解题过程十分复杂。遇到问题要从实际需要出发，而不过分考虑理论上的严密性。第二章匀变速直线运动的研究伽利略对自由落体的探究•对现象的一般观察•提出假设•运用逻辑得出推论•通过实验对推论进行检验•对假说进行修正和推广第二章匀变速直线运动的研究倡导新的科学思维和研究方法：认为自然界是一个有秩序的服从某种规律的整体，要了解它，就必须进行系统的、定量的实验观察，找出精确的数量关系。为此，他倡导了数学与实验相结合的研究方法。第二章匀变速直线运动的研究●拓展科学精神的教育，了解人类对自然规律认识的历史。意图：●通过探究把未知变为已知的过程。单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳，都不会导至新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、假设与直觉。怎样理解教科书中“勇气”一词？伽利略研究落体运动的历史是科学方法与科学精神教育的好素材。联系实际，突出STS的观点。STS从伽利略的一生看科学与社会渗透STS思想，领会科学、技术、社会相互影响，相互制约，相互促进的互动关系。意图：第二章匀变速直线运动的研究没有学术的民主和思想的自由，科学就不能繁荣。（1）通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。（2）知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。（3）通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。课程标准的要求第三章相互作用1重力基本相互作用2弹力3摩擦力4力的合成5力的分解教科书中教材内容的设置第三章相互作用第三章相互作用在已知事实与已有知识矛盾的情况下，猜想可能存在另一种力，并且可以推测这种力的某些特征。“四种基本相互作用”中的“说一说”质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？强相互作用的引入――提出问题第三章相互作用先以静摩擦力引入思考与讨论互相接触的物体相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力？图3.3-1有没有摩擦力？第三章相互作用思考与讨论在图3.