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高中物理教师教学用书_1

第一章 力一、教材分析和教学要求这一章教材是根据教学大纲必修物理课所规定的下述教学内容和要求编写的:内容和要求演示力的概念(A) 力的矢量性(A)重力(A) 重心(A) 形变和弹力(A)滑动摩擦力(A) 静摩擦和最大静摩力(A)用悬挂法确定薄板的重心物体的微小形变静摩擦和最大静摩擦力力的分成和分解(A)平行四边形定则(B)力的合成的平行四边形定则合力的大小与分分间夹角的关系力的分解说明:关于滑动摩擦力,可以介绍动摩擦因素:关于最大静摩擦力,可做定性介绍。

一、教材分析和教学要求概述这一章讲述有关力的基本知识,包括了后面学习的动力学和静力学所必需的预备知识。

基础性和预备性是本章的特点。

所谓基础性,就是要为学习力学知识打下扎实的基础。

从知识方面来说,就是理解力的初步概念,理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性,会进行力的合成和分解。

从运用方面说,是初步熟悉对一个物体的受力分析,会画出正确的受力图。

这一章具有预备性,不论在知识上和运用上都要有一个“度”。

比如在本章第二节提到:“用悬绳挂着的静止物体,用静止的水平支持物支持的物体,对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,大小等于物体受到的重力。

”在这一节就不要求从道理上把这一论断说清楚,可先作为事实接受下来,讲过牛顿第三定律后再解决。

再比如静摩擦,要想一开始就把问题讲深讲透,企图学生能够处理比较难的有关问题,可以说是“拔苗助长”,是不可能的。

因此,教材的编写充分注意循序渐进的原则。

这一章只要求初步熟悉物体受力分析,不要求学生分析比较复杂的情形。

这是因为,对于比较复杂的情形,要结合着运动和力的关系来进行受力分析,学生才能掌握得更好。

对物体受力分析的要求,应贯穿在整个力学教学中,并逐步加以提高。

这一章的内容与初中学过的力学知识衔接密切,是初中知识的扩展和深化。

教材的编写注意到与初中的衔接,教学中应适当复习初中学过的力学知识,以便把初高中的台阶尽量铺得平缓些。

单元划分本章可分为两个单元:第一单元第一节至第四节,讲述力的基本概念和力学中常见的三种力。

第二单元第五节和第六节,讲述力的合成和分解。

(一)力教学要求:1.知道力是物体之间的相互作用,在具体问题中能找出施力物体和受力物体。

2.知道力有大小和方向,在具体问题中能画出力的图示或力的示意图。

说明:1.在具体问题中能找出施力物体和受力物体,会画出力的图示或力的示意图,这不只是这一节的要求,而是贯穿于全部力学的要求。

在这一章中要求学生初步熟悉物体受力分析,能够根据力的性质进行受力分析。

2.这一章的教学中经常要用到二力平衡,因此教学中要复习初中讲过的二力平衡条件。

(二)重力教学要求:1.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。

2.知道重力的大小和方向,知道用悬绳挂着的静止物体,用静止的水平支持物支持的物体,对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,大小等于物体受到的重力。

会用公式G=mg(g=9.8N/kg)计算重力。

3.知道重心的概念以及均匀物体重心的位置。

(三)弹力教学要求:1.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。

2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出它们的方向。

3.知道形变越大,弹力越大。

知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。

说明:关于弹力,中学阶段经常遇到的大都是支持物的支持力(或对支持物的压力)和绳的拉力,教材着重讲解这两种情况中弹力的方向。

至于这两种情况中弹力的大小在解题中往往是未知的,需要列出动力学方程(或平衡方程)方能解出,因此这里一般不涉及求解支持力和拉力的较复杂的题目。

作为特殊情况,可出现应用二力平衡求解的题目。

(四)摩擦力教学要求:1.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。

2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比。

3.知道静摩擦产生的条件,会判断静摩擦力的方向,知道最大静摩擦的概念。

说明:1.关于滑动摩擦力,教材中虽然提到“阻碍相对滑动”,“跟物体的相对运动的方向相反”,但举例只限于受滑动摩擦力的物体相对于另一静止物体(相对地面静止)的情形。

一开始不宜涉及两物体都相对于地面运动的情形。

2.大纲中说明:“关于滑动摩擦力,可以介绍动摩擦因数。

”教材中动摩擦因数是选学内容,教学中是否介绍,教师可根据学生的实际情况来确定。

3.静摩擦力是个难点,更要注意要求适当。

关于静摩擦力的方向,只限于容易判断相对运动趋势方向的情形。

关于静摩擦力的大小,只限于可应用二力平衡求解的简单情形。

这里不宜涉及静摩擦力是阻力还是动力的问题。

(五)力的合成教学要求:1.理解力的合成和合力的概念。

2.掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。

3.要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。

(六)力的分解教学要求:1.理解力的分解和分力的概念。

2.理解力的分解是力的合成的逆运算,会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。

说明:讲过力的分解之后,不要求用力的分解处理静力学问题,因为平衡问题宜于用平衡条件来处理,这在后面静力学部分会讲到。

不处理静力学问题,可使本章不致过难。

第二章直线运动一、教材分析和教学要求这一章教材是根据教学大纲必修物理课所规定的下述教学内容和要求编写的:内容和要求演示机械运动(A)参考系(A)质点(A)位移和路程(A)平均速度(A)瞬时速度(A)速率(A)加速度(B)匀变速直线运动的规律(B)测定匀变速直线运动的加速度初速度为零的匀加速直线运动的路和时间的关系匀速直线运动的s-t图象和v-t图象(A)匀变速直线运动的规律(B)自由落体运动(B)重力加速度(B)空气阻力很小时,不同物体同时下落一、教材分析和教学要求概述这一章从最基本、最简单的直线运动入手,引导学生认识运动的基本规律和对运动状态的描述方法,以及物理学研究问题的基本思路、方法.这些都是进一步学习的重要基础.通过本章教学,不但要使学生认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度,掌握匀变速直线运动的规律,而且要通过对这些问题的研究,使学生了解和体会物理学研究问题的一些方法,如运用理想模型和数学方法(图象、公式),以及处理实验数据的方法等.后一点可能对学生更为重要,要通过学习过程使学生有所体会.本章在内容的安排顺序上,既注意了科学系统,又注意学生的认识规律.讲解问题从实际出发.对同一个问题,同时运用公式和图象两种数学工具,以便于学生对比掌握,相对强调了图象的作用和要求.在现代生产、生活中,图象的运用随处可见,无论学生将来从事何种工作,掌握最基本的应用图象的知识,都是必须的,课本强调图象的运用,这一章是开始.为使不同的学生都能学有所得,本章在有些地方以“阅读材料”的形式插入了可看做选学的内容,即对有些知识的讲述有所扩展,意在使学生开阔思路.如对瞬时速度的理解,对匀变速直线运动位移公式的推导等处,渗透了高等数学中微积分的思想等等.对有条件和有兴趣的学生,可引导他们思考和探究,以加深对知识的理解.但这些绝不是对全体学生的基本要求.可以视学生实际情况,对他们分类指导,也可提出不同的要求.或者让基础好的学生阅后一起研究、讨论.单元划分本章可分为三个单元:第一单元第一节.介绍机械运动及质点概念,介绍如何描述位置变动.第二单元第二节至第五节.讲描述机械运动状态的物理量──速度、加速度,以及如何用图象和公式描述运动.第三单元第六节至第八节.讲匀变速直线运动的规律及一个实例──自由落体运动.(一)机械运动教学要求:1.知道参考系的概念.知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同,通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便.2.理解质点的概念,知道它是一种科学抽象,知道物体在什么情况下可以看作质点,知道这种科学抽象是一种普遍的研究方法.3.知道时间和时刻的含义以及它们的区别.知道在实验室测量时间的方法.4.知道位移的概念.知道它是表示质点位置变动的物理量.知道它是矢量,可以用有向线段来表示.5.知道位移和路程的区别.说明:1.本章研究质点的运动.质点是运动学的重要概念,也是动力学的重要概念.一开始就要使学生明白质点概念的准确内容是:没有形状、大小,而具有物体全部质量的点.而严格意义上的有质量的点实际是不存在的,它是一种科学抽象,是对实际物体的近似.是一个理想化模型.要让学生知道实际的物体在什么条件下可以看做质点.2.对于什么样的物体可以看成质点,有的初学者会有误解,以为小物体一定可以看成质点,大物体(比如地球、太阳)就不能看成质点.这里的关键是理解“科学抽象”的含义,即抓主要特征,忽略次要因素.这就必须对具体问题进行具体分析.如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小、以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看成质点.通过多个实例的分析讨论,逐渐让学生领会这种科学思维的方法,学会独立分析.切忌罗列实例,让学生机械记忆.3.知道时间和时刻的区别,对学生下面的学习很重要,一定要在一开始就使学生十分清楚.书中用坐标来讲解时间和时刻的区别,学生并不难理解.还可以结合实际例子进行区分.4.位移是了解速度、加速度、功等概念的基础,是从初位置画到末位置的有向线段,叫做位移矢量.这里只要求学生有初步认识,会用正、负表示直线运动中的位移.5.要从实际出发让学生认识位移和路程的区别,最好启发学生自己进行讨论、鉴别.(二)位移和时间的关系教学要求:1.理解匀速运动、变速运动的概念.2.知道什么是位移-时间图象,以及如何用图象来表示位移和时间的关系.3.知道匀速直线运动的s-t图象的意义.4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具,它们各有所长,可以互相补充.说明:1.严格说,匀速直线运动也是一种“理想化模型”,它应当是“任何相等时间内的位移都相等”的运动.但在这里一般不作这样的讨论,只对学习较好又提及这一问题的学生,可引导他们进行分析讨论.如果学生没有提出,则不必涉及.2.这一节从匀速直线运动这一简单运动形式开始,同时用图象和公式两种数学工具描述位移和路程之间的关系,这是本书的特点之一.因为是开始,对图线的横纵坐标、描点法、图象的物理意义等讲述得很细致、具体,为以后讲述图象打下较扎实的基础.因为比较简单,学生不会感到困难.由简单的开始,步步深入,使学生能比较好地掌握图象这一工具.3.节后的练习,也是为了让学生熟悉图象.可根据学生的实际对不同学生提出不同的要求.(三)运动快慢的描述速度教学要求:1.理解速度的概念.知道速度是表示运动快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位,知道它是矢量.2.理解平均速度,知道瞬时速度的概念.3.知道速度和速率以及它们的区别.说明:1.用比值定义物理量是物理学中经常采用的方法,需要学生逐步理解.速度定义是高中物理第一次向学生介绍这种方法,教材讲述得比较详细,可引导学生体会.2.这一节的讲法,充分体现了本书“同时用图象和公式两种数学工具描述物理量之间的关系”的特点,要充分注意和运用.讲解速度概念时,公式和图线接连出现,要让学生理解匀速运动的位移图线是直线,其斜率是一定值;变速运动的位移图线不是直线.3.速度和速率的区别,是从定义瞬时速率说起的,要求学生能正确理解.4.瞬时速度是一个较难理解的概念,学生对此有一个逐渐认识的过程,不要求学生一下子真正理解.对于全体学生,教材只要求他们知道它表示物体在某一时刻或通过某一位置时的快慢程度.书后的阅读材料用“极限”的思想讲解瞬时速度,即时间取得越短,设想的匀速运动就越接近实际的变速运动.当时间取得足够小时,设想的匀速运动的平均速度就等于经过某时刻的瞬时速度了.(四)速度和时间的关系教学要求:1.知道什么是速度-时间图象,以及如何用图象来表示速度和时间的关系.2.知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图象的物理意义.3.知道什么是匀变速直线运动和非匀变速运动.说明:1.由于第三节已经较细致地讲解了位移-时间图象,这一节可以类比地讲解,学生的学习困难不会太大,教材对速度-时间图象的讲解就相对简单一些.对有条件的学校和班级可以考虑采用让学生多活动和自学讨论的教法,以利于培养学生的能力.2.教材中同时给出了匀加速和匀减速直线运动的两个v-t图象,并未多加分析,有条件的,教学中可引导学生自己进行讨论.(五)速度改变快慢的描述加速度教学要求:1.理解加速度的概念.知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位.2.知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致.知道加速度跟速度改变量的区别.3.知道什么是匀变速直线运动,能从匀变速直线运动的v-t图象理解加速度的意义.说明:1.加速度是力学中的重要概念之一,也是高中一年级物理课中比较难懂的概念.为了减少学习中的困难,这一节从匀变速直线运动引入加速度的概念,并且只重点讨论匀变速直线运动的加速度.对学习基础较好的学生,可依据不同情况对于一般变速运动的加速度概念进行不同程度的介绍,目的是开阔学生的思路,并不要求学生有更深入的认识.2.即使是只研究匀变速直线运动,加速度的方向仍是学生较难理解和掌握的.本节只是开始,对于加速度的方向问题,可不必要求过高.随着以后的学习逐步深入,学生的理解会逐渐加深.对此,应注意循序渐进,绝不可要求一蹴而就.3.速度和加速度是力学中的两个重要的又相互关联的概念,本节课文最后对它们做了简要的比较.教学中要注意引导学生对速度、加速度及速度改变量进行对比、分析,以期对它们有更深入的理解.(六)匀变速直线运动的规律(七)匀变速直线运动规律的应用教学要求:1.掌握匀变速直线运动的速度公式.知道它是如何推导出的,知道它的图象的物理意义.会应用这一公式分析和计算.2.掌握匀变速直线运动的位移公式.会应用这一公式对问题进行分析和计算.3.会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会应用它进行计算.说明:1.学生在初学时往往将数学和物理分割开来,不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中.在教学中应多在这方面引导学生.这两节就是一个较好的机会,将公式、图象及其物理意义联系起来并加以运用.2.位移公式是由平均速度公式推导出的.阅读材料中用匀变速直线运动的图象推导的方法和思路,即应用了“极限”的思维方法.教学中应根据学生实际进行讲解,注意选学内容不是对全体学生的要求.3.对公式的运用在这两节中分了层次,即第六节着重于对公式本身的理解和简单应用,一般不涉及应用两个以上公式来解决的问题;第七节则分析稍复杂一些,步骤稍多一些的问题,教学中应注意根据学生实际,循序渐进地提出恰当要求.4.由这两节开始,有较多的公式运算,要根据学生的情况,要求他们应用代数的方法求解未知量.一开始养成习惯,对以后的学习很有好处.计算的题目不可过繁,并应着重分析其物理意义,防止只将公式变来换去而忽略了物理意义.(八)自由落体运动教学要求:1.理解什么是自由落体运动.知道它是初速度为零的匀加速直线运动.2.理解什么是自由落体加速度,知道它的方向.知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同.3.掌握自由落体运动的规律.说明:1.本节教学的重点和关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度g.学生由于受日常经验的影响,对重的物体落得快,轻的物体落得慢印象很深,所以做好演示实验十分重要.除了牛顿管的实验之外,还可以做许多简单易行的小实验,使学生明确认识,日常见到的现象是因为受空气阻力的影响的缘故.对“如果物体只受重力,不同物体的加速度相同”有深刻的印象.2.课本把自由落体运动作为初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式.我们考虑,这样是否更有利于学生形成知识结构,避免死记公式.3.有条件的,可以引导学生通过讨论学习本节内容,以利于激发学习的积极性和培养能力.4.节后练习八的第4题是一个从实际中引发的题目,既联系实际,又可进行思想道德教育.第三章牛顿运动定律教材分析和教学要求这一章教材是根据教学大纲必修物理课所规定的下述教学内容和要求编写的:内容和要求演示演示牛顿第一定律(A)牛顿第二定律(B)牛顿第三定律(B)超重和失重(A)惯性加速度与力的关系加速度与质量的关系作用力和反作用力超重和失重国际单位制(SI)中的力学单位(A)牛顿力学的适用范围(A)非惯性系和惯性力 说明:在牛顿力学的适用范围的教学中,可介绍质量和速度的关系.一、教材分析和教学要求概述这一章讲述牛顿的三个基本定律,是力学的重点章,对于学生掌握力学知识和提高能力,都是十分重要的.本章从人类对力和运动的关系的认识历史以及演示实验引入,强调对定律本身的理解,以期学生对定律有全面、清楚的认识.本章在前两章的基础上,运用牛顿运动定律初步分析动力学的两类基本问题,并进一步学习物体受力分析.这一章要使学生清楚地理解运用牛顿运动定律解决力学问题的基本思路和方法,并能够按照这一思路和方法解决力学问题.通过解决问题,培养学生综合地运用知识分析、解决问题的能力.单元划分本章可分为三个单元:第一单元第一节至第五节,讲述牛顿的三个基本定律以及力学单位制.第二单元第六节和第七节,学习牛顿运动定律的应用.第三单元第八节介绍惯性系和非惯性系以及惯性力(选学),第九节介绍牛顿运动定律的适用范围.(一)牛顿第一定律教学要求:1.知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识,知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论,知道理想实验是科学研究的重要方法.2.理解牛顿第一定律的内容和意义.3.知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象.说明:1.研究力和运动的关系,是动力学的基本问题.人类正确认识这个问题,经历了漫长的过程;同样,学生正确认识这个问题,也要克服由日常经验所带来的错误认识.关于力和运动的关系,亚里士多德的观点与日常经验有相同之处,因而学生容易接受.教学中要多举实例加以分析,让学生充分思考、讨论,澄清错误认识,切实理解牛顿第一定律的内容,理解“力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因”.2.学生第一次接触到理想实验,应充分说明伽利略理想实验的推理过程,知道理想实验是建立在可靠事实的基础上的一种科学方法,理解牛顿第一定律所描述的虽然是一种理想化的状态,它却正确地揭示了自然规律.节后的阅读材料“爱因斯坦谈伽利略的贡献”很有启发意义,希望引导学生认真阅读,知道“伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它.这就是伽利略的发现的重大意义”.3.学生对惯性常有一些模糊认识,如认为静止的物体有惯性,运动的物体没有惯性等,教学中要联系实际事例加以分析,澄清模糊认识,使学生认识到惯性是物体的固有性质,物体不论处于什么状态都具有惯性.学生对惯性获得正确的认识,要有一个过程,下一节讲述质量是惯性大小的量度时,要进一步加深对惯性的认识.(二)物体运动状态的改变教学要求:1.理解力是使物体产生加速度的原因.2.理解质量是惯性大小的量度.说明:1.这一节是由牛顿第一定律到牛顿第二定律的过渡性的一节,也是关键性的一节.既要进一步认识牛顿第一定律的意义,又要为讲述牛顿第二定律作好准备.2.要使学生清楚地知道什么是物体运动状态的改变,即物体速度的大小和(或)方向发生了改变,就表示物体的运动状态发生了改变.因此,物体的运动状态发生改变时,物体具有加速度.牛顿第一定律说明在什么情况下物体的运动状态不发生改变,由此必然可以推出,力是物体运动状态发生改变的原因.要使学生明白这个推理,并且要在这个推理的基础上,结合实例加以分析,使学生在理论和实际的结合中,切实地认识到力是使物体产生加速度的原因.3.要使学生清楚地知道什么是惯性的大小,即在相同的力的作用下,产生的加速度小(大),表示物体的惯性大(小).确切地理解这一点,就不难理解质量是惯性大小的量度,而且可以进一步澄清对惯性的错误认识.学生理解质量是惯性大小的量度,也有一个过程,学过牛顿第二定律之后,还应进一步讨论这个问题.4.知道了影响加速度大小的两个因素之后,就为下一节讲解牛顿第二定律作好了准备.(三)牛顿第二定律教学要求:1.理解加速度与力的关系,知道得出这个关系的实验.2.理解加速度与质量的关系,知道得出这个关系的实验.。

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