《教科版《高中物理必修2》编写说明与教材分析高中知识.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版《高中物理必修2》编写说明与教材分析高中知识.doc（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、教科版?高中物理必修2?编写说明与教材分析本文试就教科版?高中物理必修2?的编写修订作简要说明,并逐节对教材进行分析,希望对实际教学有所帮助一整体结构?课程标准?指出:在必修2模块中,“学生将通过机械能曲线运动的规律和万有引力等内容的学习,进一步了解物理学的核心内容,体会高中物理课的特点和学习方法,为以后进一步学习打好根底,为后续模块的选择做准备为此,教科版?必修2?将该模块的教学内容分为以下五章来展开:第一章“抛体运动;第二章“匀速圆周运动;第三章“万有引力定律;第四章“机械能和能源;第五章“经典力学的成就与局限性作出上述安排,主要是出于以下考虑:1.将“抛体运动“圆周运动与“万有引力前移,
2、有利于表达教材的逻辑联系对照?课程标准?必修2的内容安排:一“机械能和能源;二“抛体运动与圆周运动;三“经典力学的成功与局限性(含“万有引力)教科版?必修2?是将“抛体运动“圆周运动与“万有引力放在了“机械能和能源之前?必修1?模块主要是两块内容:运动的描述相互作用与运动规律,研究的内容主要是质点运动的根本规律以及力与物质运动的关系从学生思维开展的角度和知识内在的逻辑联系来看,中间插入能量再回到曲线运动,显得比拟生硬,而且学生在?必修1?中刚刚学习了力的分解与合成,这方面的根底有利于理解抛体运动中的运动合成与分解而万有引力定律也涉及了力与运动的问题,又与曲线运动相关学完了运动,对各种不同运动中
3、速度的理解,又将丰富和深化对机械能的理解2.将“经典力学的成就与局限性后移,有利于教学内容的总结拓展对照人教版?必修2?:第五章“曲线运动;第六章“万有引力与航天(含“经典力学的局限性);第七章“机械能及其守恒定律教科版?必修2?是将“经典力学的成就与局限性单独列为一章,而且放在了教材的最后最后以“经典力学的成就与局限性作为高中物理必修1和必修2模块全部内容的一个总结,也是对力学内容学习的一个总结,可以让学生站在更高的角度来审视经典力学“了解相对论与“初识量子论两节选学内容的安排,拓展了学生的视野二教材特色教科版?必修2?教材的编写,力争表达以下特色:1.重视情景创设物理教学要紧密联系学生的生
4、活实际,从学生的生活经验和已有知识出发,创设生动有趣的情景,引导学生开展观察操作猜测推理交流等活动,使学生通过学习活动,掌握根本的物理知识和技能,学会从物理的角度去观察事物思考问题,激发对物理的学习兴趣以及学好物理的愿望为使学生较容易地进入状态,也便于教师解决备课时经常遇到的如何引入新课的问题,全书安排了大量的情景设置,主要有以下几类:(1)以图片创设情境例如:“曲线运动图1-1-2形形色色的曲线运动;“圆周运动图2-1-1圆周运动是一种常见的运动图2-1-5闹钟与手表之争;“势能图4-3-1吊起的重物具有重力势能图4-3-2高处的石头具有重力势能图4-3-3被拦在高处的水具有重力势能;“动能
5、 动能定理图4-4-1与动能有关的现象;“机械能守恒定律图4-5-2研究动能和势能的转化等(2)以问题创设情景例如:“运动的合成与分解对渡河问题的思考;“平抛运动对滑翔机投送礼物的讨论;“功对几种不同的做功过程及能量变化的思考;“能源的开发与利用对运发动投掷标枪过程中做功及能量转化的讨论等(3)以活动创设情境例如:“匀速圆周运动的向心力和向心加速度 感受向心力等(4)以导言创设情境例如:“圆周运动与人类文明的导言;“天体运动的导言;“万有引力定律的导言;“万有引力定律的应用的导言;“人造卫星宇宙速度的导言;“功率的导言;“经典力学的成就与局限性的导言等2.突出科学探究“学习科学探究方法,开展自
6、主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题这是?课程标准?规定的一项课程总目标教科版?必修2?教材突出科学研究,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,使学生在学习物理知识技能的同时,经历科学探究过程,学习科学方法,从而培养学生的科学探究能力实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神为使学生能经历探究过程,发挥主观能动性,积极参与,课文中设置了“实验探究和“理论探究 栏目(1)实验探究?课程标准?所说的科学探究包括“提出问题猜测与假设制定方案与设计实验实验与收集证据分析与论证评估交流与合作七个要素.这类探究活
7、动以科学实验为主要形式,我们称之为“实验探究教材设置的“实验探究有:研究曲线运动的速度方向研究曲线运动的条件比拟平抛运动和自由落体运动研究斜抛运动探究向心力的大小F与质量m角速度和半径r之间的关系研究动能和势能的转化教材还设置了如下“学生实验:研究平抛运动验证机械能守恒定律另外,教材设置的“活动栏目中,也有不少实验探究内容如:运动的合成实验感受向心力研究合外力做功和动能变化的关系等(2)理论探究除实验探究外,也有不少探究活动那么是属于纯理论性的探究,通常包括“提出问题猜测与假设思考与讨论推理与论证检验与评估应用与实践交流与合作七个要素,我们称之为“理论探究教材设置的“理论探究有:曲线运动的速度
8、方向平抛运动的分解抛体运动中物体的机械能转化另外,教材设置的“活动“讨论交流“观察与思考栏目中,也有不少理论探究的内容如:如何估测地球平均密度的活动研究重力做功与路径是否有关的交流讨论对小船渡河同时参与了两个运动的观察与思考等3.注重联系实际“关注科学技术的主要成就和开展趋势以及物理学对经济社会开展的影响;“能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题;“尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题;“有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题这些,都是?课程标准?中规定的课程具体目标教科版?必修2?无论在教学内容习题选编与课外拓
9、展中,都对生活生产及科研方面的实际问题给予了较多的关注(1)教学内容教科版?必修2?在教学内容的设置上,紧密联系实际问题,作为引入课题的情景研究问题的载体和物理知识的应用 引入课题的情景例如:以形形色色的曲线运动实例引入“曲线运动;以常见的圆周运动实例引入“圆周运动;以“闹钟与手表之争这一实际问题引入角速度概念;以“惊涛拍岸“龙卷风等自然现象引入动能概念等 研究问题的载体例如:以“小船渡河实例研究运动的合成与分解;以“运发动沿斜坡滑雪实例研究正功负功的物理意义及合力的功;以“汽车过拱形桥“旋转秋千“火车转弯等实例为载体分析圆周运动;以“动能和势能转化的实例 研究机械能守恒定律等 物理知识的应用
10、例如:以“神舟五号飞船的绕地运动为背景,求向心加速度和向心力;以“预言彗星回归“预言未知星体“计算天体质量等实例讲述万有引力定律的应用;应用动能定理计算在高速公路上行驶的汽车最小间距;应用机械能守恒定律讨论轻轨站台设置坡度的原因等(2)习题选编在课后练习与章末习题的编制中,我们尽量摆脱传统的“抽象思辨式的习题编制方式,尽可能多地选择有真实物理现象和实际科技背景,与现实生活生产和科学研究相联系的问题,也注意到训练培养和提高学生综合运用已有知识分析问题的能力 联系生活实际例如:第4页第3题画出伞边雨滴撒开后的俯视轨迹;第7页第2题对三峡库区船只航行的讨论;第12页第2题涉及汽车飞跃黄河问题;第18
11、页第2题和第5题分别以飞机投放救援物资和汽车特技表演为素材;第23页第4题涉及自行车中的圆周运动;第29页第1题涉及旋转餐厅中顾客对向心力的感受;第40页第2题涉及200m赛跑和“魔盘游戏;第67页第4题对弹簧门弹簧弹力做功与弹性势能变化的讨论;第80页第5题要求撰写停电对生活影响的短文;第82页第5题第9题分别涉及“蹦极和跳高运动等 联系生产实际例如:第35页第4题涉及工厂中行车的运行;第63页第1题第82页第8题那么均以起重机起吊货物为背景等 联系科研实际例如:第48页第2题涉及大小麦哲伦云间引力的计算;第51页中的4道题分别涉及地球太阳海王星和月球质量的计算;第54页第1题涉及太空实验室
12、,第456题均涉及人造地球卫星;第56页第7题关于“人造环月宇宙飞船发射成功新闻真实性的论证;第71页第1题涉及我国第一颗人造卫星“东方红1 号等(3)课外拓展教科版?必修2?的课外拓展内容大多安排在“开展空间栏目,有课外阅览问题讨论物理在线实验室等子栏目,其间设置了不少实际问题 课外阅览例如:第4页“香蕉球成因探秘;第48页卡文迪许测定引力常量的实验;第54页地球同步卫星;第80页永动机不可能实现等 问题讨论例如:第12页探究排球运动中沿水平方向近网扣球的最大速度等 物理在线例如:第16页查阅武器发射方式;第35页查阅公路铁路弯道路面设计资料;第55页查阅世界与我国航天技术开展的历史和前景等
13、 实验室例如:第24页观察解释自行车轮高速旋转时的现象;第35页感受“水流星;第51页估测太阳的密度;第64页估测“引体向上的平均功率;第67页估测人在水平路面上行走时克服重力做功的功率;第71页估测手上抛石块所做的功;第75页粗测压笔的小帽时其内部弹簧弹性势能的增加量等4.渗透人文精神?课程标准?将“知识与技能过程与方法情感态度与价值观作为课程的三维目标教科版?必修2?在凸显“知识与技能过程与方法的同时,注意人文精神的渗透,注意“情感态度与价值观目标的达成,主要表达在以下几个方面:(1)关注物理学的开展历史例如:第9页介绍了早在300多年前伽利略就曾研究过平抛运动;第42页介绍了哥白尼的“日
14、心说;第43页介绍了第谷与开普勒对行星运动的观察和研究;第44页介绍了中国古代的宇宙理论;“万有引力定律一节介绍了牛顿等科学家对发现万有引力定律所作的奉献,介绍了卡文迪许对引力常量的测定;“万有引力定律的应用一节介绍了历史上对哈雷彗星回归的预言,以及天王星海王星的发现;第52页提到早在1895年,俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基在一篇名为?天地梦想和全球引力效应?的论文中,率先提出了制造人造地球卫星的设想等这对于学生确立科学的唯物史观,学习科学家百折不挠的探究精神与实事求是的科学态度,都将起到很好的鼓励作用(2)关注物理学对经济社会开展的奉献例如,我们在第二章“匀速圆周运动中专门安排了一节选学内容“
15、圆周运动与人类文明这一节是站在人类社会开展的角度来观察认识圆周运动,这是课程标准要求的STS的很好表达,表达了科学开展的人文与社会价值这局部内容与高考还看不出有什么直接关系,但对学生了解人类文明史物理与人类文明的关系以及学习从多角度观察思考问题是很有益处的(3)关注国内外科技开展现状与趋势例如:在“人造卫星 宇宙飞船一节提到了1957年10月4日,当时的苏联将第一颗人造卫星送入环绕地球的轨道,震惊了全世界;1984年4月8日,我国成功地发射了一颗地球同步轨道通信卫星,使我国成为少数几个能独立发射地球同步卫星的国家之一;介绍了中国国家航天方案;要求通过互联网了解经典力学对航天技术开展的奉献,收集
16、关于世界与我国航天技术开展的历史和前景的资料,特别是有关我国“神舟系列飞船载人航天宇航员太空行走成功及登月方案的资料这对学生增强振兴中华的使命感与责任感,增强将科学效劳于人类的意识,会有较大的帮助(4)关注与物理学相关的热点问题例如:“能源的开发与利用一节在给出“能量守恒定律后,介绍了人类利用能源的历史,指出能源利用方式的改良极大地提高了劳动生产率,促进了人类社会的开展同时,又进一步指出能源的短缺,以及能源的大量使用(特别是化石燃料的利用)引起了环境问题这局部内容涉及能源环保等社会热点问题,有助于学生提高社会责任感,确立科学开展观,增强人与自然和谐开展的现代意识5.方便自主学习在编写过程中,我
17、们注意到,教材应该在符合课程标准的前提下尽量方便学生自主学习,而且不脱离当前实际(高考)所谓方便学生自主学习,就是指学生在没有教师指导的情况下通过自学也根本能到达要求如果能到达这一点,学生自主学习方便,教师教起来也就不会困难为此,我们在以下方面进行了尝试:(1)教材呈现形式灵活在教材的正文局部,我们设置了“实验探究“理论探究“观察思考“讨论交流“活动等栏目,各栏目有不同的要求,它们相辅相成,对学生的自主学习发挥了不同作用:“实验探究是要学生动手实验,探究实验现象,发现物理规律“理论探究是要学生基于一定情境,动脑思考,从理论层面上分析推导,得出科学结论“讨论交流“活动是要学生之间师生之间互动,既
18、有动手也有动脑其中,各个“活动要求不尽相同例如:第33页的“活动(图2-3-9小小甩干机)仅要求做,第50页的“活动(如何估测地球的平均密度)仅要求答复下列问题;第73页的“活动(图4-5-4小球从斜轨上滚下)那么要求又做又答(2)课文旁注画龙点睛在编写中,我们在课文旁侧编排有“小词典栏目或小注这些在正文旁边的“小词典与小注的作用如下: 名词解释如第85页的“小词典给出了自然观的解释“自然观指的是对自然界的总体看法 点睛之笔如第20页“事实上转动物体上的每一点都在绕轴心做圆周运动;第47页“你能认出真理,因为它既美又简单.费曼(Richard Feynman)等 经典介绍如第42页的小资料“哥
19、白尼日心说的提出,等 总结性语言如第49页“一个成功的理论不仅要能解释的事实,更重要的是能预言未知的现象;第85页“任何理论都有一定的适用范围超出这个范围,随着科学技术及人类认识的开展,必将有新理论出现等 对正文的补充说明如第61页“机器工作时,外界对机器做功的功率叫输入功率,机器对外界做功的功率叫输出功率机器的机械效率;第63页“假设力F的方向与速度v的方向夹角为,那么功率力和速度的关系式为P=Fvcos;第74页“运用机械能守恒定律解题时,我们不需要弄清斜坡的具体形状,也不需要了解电车沿斜坡运动的性质,这正是运用机械能守恒定律解题的优越性;第78页“与非再生能源相对的是再生能源,再生能源消
20、耗一些后,能在较短的时间内再产生,再出现,得到不断的补充等 启发式的提问如第3页“要改变速度方向,力的方向能否与速度方向相同?能否与速度的方向相反?力的方向应当与速度方向成怎样的关系才能使速度方向发生变化;第32页“为什么火车转弯时要限定车速,既不能过大也不能过小;第73页“你知道站台做成这样一个小坡有什么好处吗等(3)课后作业分层要求教材在每一节后还安排有“练习与评价“开展空间栏目,表达了作业的多样性和分层性课后作业的形式,除了常规的书面作业外,还有课外阅览动手实验资料搜索社会实践等如“机械能守恒定律一节,安排了动手实验“粗测压笔的小帽时其内部弹簧弹性势能的增加量又如“经典力学的成就与局限性
21、一节,安排了课外阅览“牛顿的科学思想和科学方法;资料搜索(物理在线)“;社会实践(走向社会)“在我们的日常生活中和其他我们所知道的范围内,经典力学有哪些应用三类作业“练习与评价中的问题属于根本要求,可供全体学生使用;“开展空间中的问题那么属于较高要求,仅供有余力有兴趣的学生选用(4)章末复习及时到位为了帮助学生建立良好的学习习惯,教材每一章后都安排有“本章小结,并配以章末“习题,便于学生在每章学习结束后及时进行反思与总结三修订说明为配合这次教科版高中物理教材在江苏局部地区试用,省教研室和省科技出版社组织人员专门对教材进行了认真负责的审阅与修订我们的修订原那么是:贴近?课程标准?,保存原有特色,
22、有利实际教学特别是江苏此前全部使用人教版高中物理教材,教师已逐步适应人教版教材的编写风格与教学内容,我们不希望教材的变更对教学造成太大的冲击这次修订的内容主要有:1.降低了局部章节的教学要求(1)将局部章节的内容由必修改为了选修例如:将“斜抛运动“了解相对论和“初识量子论由必学改为选学教材对这三局部内容的介绍都较详实,不宜要求全体学生掌握改为选学后,假设不作专题讲解,那么可在讲平抛运动时适当拓展,介绍斜抛运动的分解方法,但不要求定量计算;至于相对论和量子论,可结合经典力学的局限性作简单介绍(2)将正文中的局部内容移至了“开展空间例如:将“平抛运动一节正文中的“探究排球近网扣球的最大速度“圆周运
23、动(原为“描述圆周运动)正文中的“匀速圆周运动与一般曲线运动的关系分别移至了该节的“开展空间2.对局部教学内容作了适当调整(1)调整了局部知识的呈现顺序例如:原教材先提出向心力的概念,然后直接给出向心加速度公式,再由牛顿第二定律得出向心力公式修订后,在提出向心力概念的根底上,用J2130向心力演示仪对“物体所需向心力的大小与质量角速度和半径之间的关系进行实验探究,得出向心力公式,再由牛顿第二定律得出向心加速度公式这样调整,更具逻辑性,也更符合学生的认知规律在“动能势能和动能定理的处理上,原教材将“动能势能归为一节,然后讲“动能定理,先概念,后规律但“动能和“动能定理是密切联系在一起的,中间插个
24、“势能,总令人有割裂之感为此,修订时将“势能单列一节,而将“动能和“动能定理合为一节“能量守恒定律原附在“机械能守恒定律一节内,这次修订时在“机械能守恒定律一节中增加了“学生实验:验证机械能守恒定律,为防止这一节内容过于庞大,故将“能量守恒定律移至了下一节“能源的开发与利用内“万有引力定律的应用一节原来先介绍“预言未知天体,后介绍“预言彗星回归,修订后按历史顺序倒了过来(2)调整了局部章节的教学内容例如:“运动的合成与分解一节中的“活动,由对小船渡河的讨论改为“运动的合成实验该实验是在一张白纸上,让铅笔笔尖靠着直尺沿横向移动,同时让直尺沿纵向移动,观察笔尖描出的轨迹这样的“活动较为直观在讲圆周
25、运动的向心力时,不再用绳系玩具赛车和螺母研究向心力的活动,代之以用J2130向心力演示仪进行研究因为“绳系玩具赛车实验不好控制,“螺母实验那么与前面的“感受向心力活动重复“圆周运动的实例分析(原“匀速圆周运动的实例分析)一节,原分为“自行车转弯做圆周运动的分析汽车和火车转弯做圆周运动的分析离心运动,现改为“汽车过拱形桥旋转秋千火车转弯离心运动这是因为,“自行车转弯问题的受力分析难度较大(这里面有个“进动问题),“汽车过拱形桥在最高点向心力由一直线上的力提供,难度相对较小;“旋转秋千可结合圆锥摆,学生也感兴趣“万有引力定律的应用一节,原将估测太阳平均密度的内容分列在正文与“开展空间中,这次修订将
26、正文估测太阳平均密度的内容改成了估测地球的平均密度3.增删了局部文字图片和习题(1)增删文字例如:“运动的合成与分解一节原有“开展空间讨论自行车气门芯的运动,该问题旨在说明运动合成与分解中两个分运动并不一定都是互相垂直的,但难度较大,与后续知识“平抛运动的分解也无联系,故予以删除“平抛运动一节的“开展空间原有“用碎纸片估测出原子弹爆炸威力的科学家(介绍费米实验),但在冲击波的影响下碎纸片很难说做的是平抛运动,故予以删除在“圆周运动一节删去了对线速度方向的“实验探究,这是因为圆周运动的线速度方向完全可由曲线运动的速度方向直接得出,没有再次探究的必要在“机械能守恒定律一节增加了“学生实验:验证机械
27、能守恒定律,因为?课程标准?有这方面的要求(2)增删图片例如:这次修订将原教材中的人物卡通画(讨论交流)全部删除,改成了文字表达因为在高中教材中使用卡通画来呈现讨论交流的内容,可能已不适合学生的年龄特点“曲线运动一节“曲线运动的条件中关于速滑运发动的图片删除,因为图中速滑运发动做弯道滑跑时手撑地面,受力分析较复杂“运动的合成与分解一节将“机械地震仪示意图删除,因为该图可能在讲振动图象时出现更适宜在“人造卫星 宇宙飞船一节增加了“中国国家航天方案示意图,目的是引导学生关心祖国的科技开展,热爱祖国,热爱科学(3)增删习题删去了一些难度较大的习题或重复的习题,如原第一章“习题的第2题(涉及有风时飞机
28、的飞行,难度较大)原第三章“万有引力定律的应用“练习与评价的第5题(要求答复发现万有引力定律的几个阶段,与章末“习题重复)增加了局部习题,这主要是在章节调整后为弥补局部练习题量缺乏而设置,如“势能一节的第3题;有的那么是为加强重点内容而设置,如“机械能守恒定律一节的第1题第3题尚有不少修订内容,恕不一一列出四教材分析下面,分章节对教材做一简要分析1.第一章“抛体运动?课程标准?要求:“会用运动合成和分解的方法分析抛体运动;“关注抛体运动的规律与日常生活的联系本章分为四节:第1节“曲线运动;第2节“运动的合成与分解;第3节“平抛运动;第4节“斜抛运动(选学)与人教版相比(曲线运动质点在平面内的运
29、动抛体运动的规律实验:研究平抛运动),主要区别在于:人教版以“烛块实验展开对质点在平面内的运动(运动的合成与分解)的研究,而教科版那么以“小船渡河问题与“尺笔联动活动展开人教版将平抛运动实验作为应用性实验,而教科版那么作为探究性实验人教版将斜抛运动放在平抛运动之后简单提及,而教科版那么单独列为一节(选学)(1)第1节“曲线运动本节关键要解决两个问题:曲线运动的速度方向曲线运动的条件对于曲线运动的速度方向,教材首先要求学生观察图片(图1-1-3 砂轮切割钢材时,火花飞溅),让学生对曲线运动的速度方向有一个直观的认识然后,设置了“实验探究(图1-1-4 小球沿弯曲的纸带运动)和“理论探究(图1-1
30、-5 A点逐渐向B点靠近时,AB 割线的变化)通过实验和理论分析,即可得出结论:质点在做曲线运动时,在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向曲线运动是变速运动对于曲线运动的条件,教材设置了“实验探究(图1-1-7 磁铁吸引钢球)实验说明,当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动到此,本节的两个问题通过学生的活动已经解决(这一段如果学生自学,也并不存在太大的障碍)最后的“讨论交流实际是对学生学习曲线运动条件的“验收“开展空间中的“化曲为直提供了一种思维方法,揭示了曲线运动与直线运动的联系;“香蕉球成因探秘那么需结合流体力学的知识进行分析两者均有一定的难度,
31、仅供学有余力和有兴趣的学生阅读思考(2)第2节“运动的合成与分解本节内容是学生学习中的一个难点尽管已有?必修1?模块“力的合成与分解的根底,此处“运动的合成与分解仍然是一个“难点,又是一个重点运动的合成与分解既可以理解为牵连运动问题,也可以说是一种处理问题的方法(在后面两节中更主要的是把它作为一种方法),它属于思维层面的问题,不可能一蹴而就,所以只简单的从物体“参与两个运动引入运动合成与分解的概念,不必过多地强调 “运动的独立性事实上,“运动的独立性并不是普适规律为此,教材首先设置了 “观察思考(图1-2-1小船渡河同时参与了两个运动),让学生从中得出物体“参与两个运动,给出“分运动与“合运动
32、的概念接着,设置了“活动(图1-2-2 运动的合成实验),让学生动手操作,寻找规律通过观察与实验,得出运动的合成与分解遵循平行四边形定那么的结论此后,教材安排了关于小船渡河的例题,对小船垂直渡河进行了定量计算这一问题既与开头的“观察思考相照应,又是本节知识的稳固和应用题后设置的“交流讨论,是对渡河问题的进一步拓展(3)第3节“平抛运动平抛运动对学生来讲是很熟悉的本节首先是对它进行“标准,通过对乘坐滑翔机投送礼物问题的“观察思考(图1-3-1),明确什么是平抛运动:物体具有初速度,只受重力作用(注意:没有特殊说明一律以地球为参考系,这在?必修1?中已有约定)这些学生可自行完成第二步,研究平抛运动
33、的特点首先,教材提出了几个问题,要求学生“讨论交流:假设物体在空中被水平抛出后不受重力的作用,将会怎样运动?假设物体没有水平速度,松手后,物体将会怎样运动?以水平速度抛出一个物体,物体将如何运动?启发学生利用运动的分解,将平抛运动转化为熟悉的简单的运动这是一个思辨的过程接着,教材设置了两个“实验探究,其一是用平抛竖落仪比拟平抛运动和自由落体运动(图1-3-3),可得出结论:平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动;其二是研究平抛运动和自由落体运动的频闪照片(图1-3-4),使学生明确平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动当然,这种分解不是唯一的最后,教材还设置了“理论探究
34、,引导学生对平抛运动物体进行受力分析,理解两个分运动的特点这局部内容应是本节教学的着力点第三步,总结平抛运动的规律在明确平抛运动特点的根底下,得出平抛运动规律(公式)是顺理成章的事,可由学生自己完成另外,教材中只写出了合速度的大小和方向,没有写出合位移的大小和方向,这个问题可由学有余力的学生自己考虑(处理“在斜面上平抛一物体的问题时,可能要用到)“学生实验:研究平抛运动与传统实验根本一致,勿庸赘述有关实验及仪器可参考教师教学用书第3节中的“分析拓展该实验需单独占用1课时“开展空间中“探究排球运动中沿水平方向近网扣球的最大速度是一个平抛运动规律的应用值得注意的是:将排球看成质点并将排球的运动当作
35、平抛运动处理,是对问题进行了简化事实上,排球已不能看成质点,它的旋转作用至关重要;排球运动中空气阻力并未小到可忽略的程度(本章第1节“开展空间中关于香蕉球的内容涉及这个问题);扣球手扣出的球往往不是水平方向而是斜向下方如有学生有兴趣问到球被斜向扣出的问题,可告诉他选学下一节后看看能否找到解决方法(4)第4节“斜抛运动(选学)(略)2.第二章“匀速圆周运动?课程标准?要求:“会描述匀速圆周运动,知道向心加速度;“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力,分析生活和生产中的离心现象;“关注圆周运动的规律与日常生活的联系 本章分为四节:第1节“圆周运动;第2节“匀速圆周运动的向心力和向心加速度;第3
36、节“圆周运动的实例分析;第4节“圆周运动与人类文明(选学)与人教版相比(圆周运动向心加速度向心力生活中的圆周运动),主要区别在于: 人教版先讲向心加速度,再由牛顿第二定律讲向心力;而教科版那么先讲向心力,再由牛顿第二定律讲向心加速度 教科版比人教版多了一节“圆周运动与人类文明(选学)(1)第1节“圆周运动教材首先在“形形色色的圆周运动中,让学生通过“观察思考,观察图片阅读文字,感受到要“描述圆周运动离不开轴(圆心)和圆周这是要到达的主要目的接下来通过“讨论交流,定义匀速圆周运动按必修1中对匀速直线运动的思路,定义弧长与时间的比值为线速度这个定义是粗略的速度是矢量,弧长与时间都是标量能力较强的学
37、生肯定会发现这个问题,确切的定义要用到极限思想 需要强调的是:匀速圆周运动中的匀速的“速实际指“速率,因为仅是速度的大小不变,而速度的方向总在变化此时有些学生会认为描述匀速圆周运动的快慢已有了初步的结果,教材从图2-1-5(闹钟与手表之争)的“讨论交流中,再引出新的矛盾,指出在两个都做圆周运动的物体如果转动一周用时间相同,仅线速度这个物理量描述它就不够用了(或者说需要新的物理量),使角速度这个物理量适时出现,顺势提出周期这个物理量弄清了概念,得出vT之间的关系,一般不会成问题教材正文最后一句话“利用v =R就可以化解闹钟与手表秒针针尖运动快慢之争了是开放性的语言,怎么化解,要学生自己思考说明“
38、开展空间中的“匀速圆周运动与一般曲线运动的关系是引申到实际情形,在处理曲线运动问题时,任一小段曲线可视为某圆周的一局部,这要结合到数学中的曲率半径概念此处不作具体要求,只为学生以后继续学习打根底(2)第2节“匀速圆周运动的向心力和向心加速度本节开始的“实验探究是要学生“体会物体做圆周运动需要力的作用并体会作用力的方向及影响作用力大小的因素接着,通过对图2-2-2(匀速圆周运动的两个实例)的“讨论交流,得出物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心,从而给出向心力概念,并说明:向心力可以由弹力提供,也可以由其他性质的力提供;可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供为了揭示做匀速圆周运动的物体
39、所需向心力的大小与质量角速度和半径之间的关系,教材安排了一个“实验探究,实验所使用的装置(J2130向心力演示仪)如图2-2-3所示该装置巧妙地将水平方向的力转化为竖直方向的效果进行显示,能够很好地进行实验演示,可以在以下三种条件下进行探究: 相同半径相同转速(线速度或角速度)不同质量; 相同半径相同质量不同转速(线速度或角速度); 相同角速度相同质量不同半径(线速度)实验前应向学生交代清楚向心力大小的显示方式,应在相同质量相同半径相同转速的情况下让学生观察显示的力是否相同大小皮带轮可以有三种组合方式,应先通过实验让学生观察,大皮带轮转动一周,小皮带轮转动几周,从而知道它们的转速比在实验根底上
40、,教材给出了向心力公式F=m2r和其后的“交流讨论(向心力的大小与半径成正比还是成反比),目的是加深对向心力公式的理解最后,教材通过牛顿第二定律,由向心力公式得出了向心加速度公式,并设置了一道关于“神舟五号飞船的例题,作为向心力公式和向心加速度公式的简单应用“开展空间中的“利用速度合成求向心加速度从另一个角度对向心加速度公式进行了推导,可供学有余力的学生参考(3)第3节“圆周运动的实例分析教材安排了三个实例:汽车过拱形桥“旋转秋千和火车转弯其中,汽车过拱形桥一般不是匀速圆周运动,为使问题简化,只讨论汽车过拱形桥最高点的情况,这时提供汽车向心力的两个力在一条直线上“旋转秋千可简化为圆锥摆,做的是
41、匀速圆周运动,但提供向心力的两个力不在一条直线上火车转弯比“旋转秋千更复杂,因为还有轮缘与轨道的挤压问题对于汽车过拱形桥和“旋转秋千,教材是以设问和表达的形式展开的实际教学时,汽车过拱形桥问题可由学生自行完成,“旋转秋千问题可通过师生讨论共同完成火车转弯的分析以“讨论交流提出问题,并配以例题作具体分析这里的难点有两个:一是哪些力提供火车转弯所需的向心力,二是圆心在何处?要引导学生具体分析,突破难点在分析上述问题时,毫无疑问是把汽车“旋转秋千中的人(包括座椅)和火车均当作质点来处理,这一点要提醒学生教材把离心运动也安排在这一节,是考虑到前面的分析得出的向心力都是受一定条件限制的,实际问题中往往有
42、另一面:提供的向心力不能满足运动的需要便会出现离心现象(4)第4节“圆周运动与人类文明(选学)(略)3.第三章“万有引力定律?课程标准?要求:“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程,知道万有引力定律,认识发现万有引力定律的重要意义,体会科学定律对人类探索未知世界的作用;“会计算人造卫星的环绕速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度本章分为四节:第1节“天体运动;第2节“万有引力定律;第3节“万有引力定律的应用;第4节“人造卫星 宇宙速度与人教版相比(行星的运动太阳与行星的引力万有引力定律万有引力理论的成就宇宙航行),主要区别在于: 人教版将“太阳与行星的引力万有引力定律分为两节处理,而教科版那么
43、合二为一 教科版在“万有引力定律的应用中,增加了“预言彗星回归的内容(1)第1节“天体运动这一节用历史事实说明万有引力定律发现的前期过程,这个过程主要包括地心说日心说第谷和开普勒的工作首先安排的“讨论交流是从总体看各种天体运动从运动的相对性提出问题:是否有可能地球也在运动呢?如果天体和地球都在运动,它们的运动可能有什么特点呢?对这些问题的答复,托勒密的?天文学大成?说的是地球为中心的宇宙体系;哥白尼?天球运行论?说的是日心说,人类这一进步用了一千六百多年在此处还加了一个“小资料,说明科学的进步有时也要付出沉重代价地心说和日心说从参考系的观点来说似乎是一样的,有谁对谁错的问题吗?这一点教材没有明
44、确提出,但在课后“练习与评价的问题中反映出来如学生有疑问,可请他们从必修1“运动的描述一节中去找答案这一节最后安排的内容是开普勒行星运动定律在此,要学生从中体会到探索客观世界需付出长期艰苦的努力,从观测中获取资料并用科学的头脑进行分析才能不断取得成功开普勒行星运动定律的具体内容只要求学生知道就行,同时认识到开普勒行星运动定律为牛顿的天体力学理论奠定了观测根底和有力支持(2)第2节“万有引力定律这一节从圆周运动需要向心力来引入“讨论交流栏目设置了几个问题,外表看似乎没有什么关系,但它的目的是要使学生认识到它们之间有本质上的相同点:作用力都是万有引力(必修1中提到的四种相互作用中的一种),使学生认
45、识和体会到地面上物体的运动与天空中星体的运动遵守相同的规律在此根底上,由圆周运动的向心力公式和开普勒第三定律相结合,得出天体之间相互作用力与两质量之乘积成正比,与距离平方成反比这一大段数学推导课文写得比拟详尽,目的是要学生:将学过的知识融会贯穿,进行应用;体会这一重大科学发现是几代科学家长期探索研究的结果,确如牛顿所言:“如果我曾经看得远一些,那是由于我站在巨人肩膀上的缘故在得出万有引力定律公式后,引力常量虽然单列一小段,但仅介绍卡文迪许测量的结果和当代的数据,指出他们很相近将“卡文迪许测定引力常量的实验及“月地检验放在课后“开展空间中,这是为了不增加难度和要求假设是对物理有兴趣和学有余力的学
46、生,自己阅读“开展空间中的这两段内容也很容易看懂,且会受益匪浅应建议学生尽可能读一读(3)第3节“万有引力定律的应用万有引力定律的应用,含有两个方面的意思:人类用万有引力定律探索客观世界;学生用它解决一些人类已经解决但对学生来说还是未知的问题本节主要针对自然界的天体运动局部,分三个方面:预言彗星回归;预言未知星体(冥王星海王星的发现);计算天体质量前两小节更详细的过程可由学生上网查询“计算天体质量是要求学生掌握的,它的依据是星体做匀速圆周运动的向心力来源于它受到的圆心处的星体的引力首先,卡文迪许说自己的实验是“称量地球的重量,这是为什么?地球半径R重力加速度g即可算出地球的质量随后是测量太阳的质量,最终的结论是:计算的是处于运动轨道圆心处的天体的质量,但需要测量一个绕它做匀速圆周运动的星体的运动周期和运动半径“活动(估测地球的密度)是计