教科版高中物理必修1教學(xué)建議

教科版高中物理必修1教學(xué)建議第1頁/共80頁一、教材的結(jié)構(gòu)第2頁/共80頁必修結(jié)構(gòu)必修1必修2小結(jié)：運動的描述→勻變速直線運動的規(guī)律力力與運動的關(guān)系曲線運動萬有引力定律機(jī)械能和能源經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性第3頁/共80頁必修1教材整體的章節(jié)結(jié)構(gòu)第一章運動的描述第二章力第三章運動與力的關(guān)系描述的對象描述的確定性描述的參量描述的兩種方法勻變速直線運動規(guī)律的描述自由落體運動的描述力的定義力的種類力的合成力的分解勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律牛頓定律應(yīng)用第四章共點力的平衡第4頁/共80頁第一章1.質(zhì)點，參考系，空間與時間；2.位置變化的描述—位移；3.運動快慢與方向的描述—速度；4.速度變化快慢的描述—加速度。5.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系；6.勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；7.對自由落體運動的研究8.勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用；第一單元：運動的描述第二單元：勻變速直線運動9.測定勻變速直線運動的加速度（學(xué)生實驗）第5頁/共80頁二、教科版高中物理必修教材的特點第6頁/共80頁必修教材的特點（一）關(guān)注教材內(nèi)容的基礎(chǔ)性和現(xiàn)代化（二）面向全體學(xué)生，促進(jìn)個性發(fā)展（三）關(guān)注科學(xué)探究的本質(zhì)特征（四）主體與欄目協(xié)調(diào)的呈現(xiàn)方式。第7頁/共80頁（一）關(guān)注教材內(nèi)容的基礎(chǔ)性和現(xiàn)代化高中必修的主要內(nèi)容是經(jīng)典力學(xué)部分，它是古老的，但不是陳舊的，編者力圖在教材中反映時代的氣習(xí)。大到結(jié)構(gòu)上的考慮，小到一個情景的設(shè)置、一個習(xí)題的選擇、一張圖片的選用等，都努力與現(xiàn)代生活、科學(xué)技術(shù)、社會文化聯(lián)系起來。例如，在勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用中，讓學(xué)生參與飛機(jī)跑道和飛機(jī)制動系統(tǒng)的設(shè)計，參與對交通事故分析的討論。第8頁/共80頁例，發(fā)展空間：火星運動的軌跡在不同參考系中看到的火星運動軌跡。目的：認(rèn)識選擇不同的參考系，對同一研究對象運動情況的描述可能不同。為必修2“天體運動”中日心說的建立打下伏筆。第9頁/共80頁例，位移引入的情景許多穿越塔克拉瑪干沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而喪生．他們之所以失敗，常常是因為在沙漠中弄不清這樣三個問題：我在哪里？我要去的地方在哪里？選哪條路線最佳？20世紀(jì)末，一位歐洲婦女成功穿越了這個“死亡之?！?，這是因為她攜帶了GPS接收機(jī)，時時都能找出上述三個問題的答案．第10頁/共80頁例：速度的引入第11頁/共80頁重力影響著我們的世界圖2-2-6黑犀牛之所以不被自身的重力壓垮，并能正常行動，是因為它的骨骼特別粗大。第12頁/共80頁重力影響著我們的世界英國作家斯威夫特創(chuàng)作的《格列佛游記》一書中，有這樣一幅漂亮的插圖（圖2-2-7）．我們假定把這兒的故事改一下：圖中的巨人生活在我們地球上，周圍的“小人”就是我們?nèi)祟?，在重力的作用下，巨人能有與周圍的“小人”相似的身材嗎？第13頁/共80頁（二）面向全體學(xué)生，促進(jìn)個性發(fā)展第14頁/共80頁注意控制面向全體學(xué)生的深度要求例如，必修中，主要研究的是勻變速運動和勻速圓周運動，在建立加速度概念時，不必區(qū)分平均加速度和瞬時加速度，在學(xué)習(xí)勻速圓周運動時可再指出其加速度的瞬時性。在學(xué)過勻變速直線運動規(guī)律后，注意引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際解決一些基本的問題，不引導(dǎo)學(xué)生去解一些復(fù)雜的追擊問題。注意，有的概念是在過程中提高的，不要求一次到位。第15頁/共80頁注意要求層次的選擇性教材分必學(xué)和選學(xué)兩部分，如，第四章中“平衡的穩(wěn)定性”屬于選學(xué)要求。教材中的練習(xí)和習(xí)題，分為：課堂內(nèi)的活動和例題；“練習(xí)與評價”多為節(jié)后的概念辨析、定律的理解以及基本應(yīng)用練習(xí)；章后的“習(xí)題”，比前者要求稍有提高；“發(fā)展空間”中，除了某些知識的拓展和加深，還有一些研究性的課題和要求適當(dāng)提高的習(xí)題。發(fā)展空間不是對全體學(xué)生的要求。第16頁/共80頁向一定特長的學(xué)生推薦適合的課題例如：對于理論思維較強(qiáng)的學(xué)生，可以推薦他們做發(fā)展空間中的“交通事故的分析”課題。對喜歡實驗的學(xué)生可以推薦他們做估測樓房高度的實驗，或用斜面法做牛頓第二定律的實驗。網(wǎng)上查閱，軍事題材、航天題材、重力影響社會、超重、失重等，鼓勵學(xué)生以小論文的形式交流。第17頁/共80頁（三）關(guān)注科學(xué)探究的本質(zhì)特征防止探究的形式化和程式化第18頁/共80頁中問題大問題小問題1.以問題為主線呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境、提出問題為解決問題做準(zhǔn)備找出問題的“解”對“解”作進(jìn)一步討論問題的呈現(xiàn)順序與解決形式——教材從陳述性轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃杂欣麑W(xué)生自主學(xué)習(xí)第19頁/共80頁2.加強(qiáng)物理實驗，關(guān)注技能訓(xùn)練與探究的結(jié)合學(xué)生實驗：用打點計時器測量平均速度學(xué)生實驗：測定勻變速直線運動的加速度學(xué)生實驗：探究共點力合成的規(guī)律學(xué)生實驗：探究a與F、m之間的定量關(guān)系

教材中還有許多隨手取材或自制教具的學(xué)生實驗和活動。第20頁/共80頁實驗探究與理論探究結(jié)合對探究的正確理解第21頁/共80頁消元法第22頁/共80頁（四）正文與欄目相協(xié)調(diào)的呈現(xiàn)方式第23頁/共80頁5靈活運用各種欄目觀察思考10討論交流27實驗探究3活動15練習(xí)與評價23發(fā)展空間18學(xué)生實驗4第24頁/共80頁“討論交流”欄目與“觀察思考”欄目的區(qū)別與聯(lián)系觀察圖片提出問題第25頁/共80頁指出解決問題的方法回歸原問題坐標(biāo)原點建在哪里？第26頁/共80頁觀察實驗提出思考問題第27頁/共80頁推理出來的問題沒有明顯界線！第28頁/共80頁“活動”欄目與“實驗探究”欄目的區(qū)別動手實驗問題較單一過程較簡單第29頁/共80頁第30頁/共80頁動手作圖為合力的變化作鋪墊解題但有探究味道第31頁/共80頁“小資料”欄目的重要作用第32頁/共80頁三、教學(xué)建議第33頁/共80頁（一）面向全體學(xué)生，關(guān)注入門臺階過高的臺階會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將臺階適度降低，把握學(xué)生對概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程，扎實一點，讓學(xué)生逐步適應(yīng)高中的學(xué)習(xí)方法。關(guān)注聯(lián)系生活、對現(xiàn)象的觀察和思考，關(guān)注充分地交流和討論，關(guān)注動手實驗與理論思考的結(jié)合。對抽象程度較高的問題，注意變抽象為具體，化解思維的難度。第34頁/共80頁通過生活經(jīng)驗體驗a與F、m的定性關(guān)系，降低入門難度第35頁/共80頁第36頁/共80頁案例：瞬時速度瞬時速度是描述運動的重要概念，也是學(xué)生的難點。準(zhǔn)備：讓學(xué)生了解初中與高中速度定義的區(qū)別，前者是路程變化的快慢，后者是位置變化的快慢，如何讓學(xué)生更好地意識到這種區(qū)別？舉生活實例，如南京到北京，飛機(jī)、火車、汽車，路徑不同，我們關(guān)注的是從一地到另一地的位置變化的快慢。第37頁/共80頁案例：瞬時速度讓學(xué)生理解變速運動中的平均速度概念，只能粗略地描述物體在一段時間內(nèi)運動的快慢，它的方向由位移方向決定。學(xué)生實驗“用打點計時器測量平均速度”：它是學(xué)生第一次認(rèn)識和使用打點計時器，既有技能訓(xùn)練的目的，又有理解平均速度概念及學(xué)會測量方法的目的，還為建立瞬時速度概念做感性的準(zhǔn)備。第38頁/共80頁學(xué)生實驗《用打點計時器測量平均速度》讓小車從斜面上由靜止開始釋放，訂正A第39頁/共80頁案例：瞬時速度建立瞬時速度的概念：陳述什么叫瞬時速度，大小、方向的意義。瞬時速度大小的測量：討論：“用打點計時器測量平均速度”的實驗數(shù)據(jù)給我們哪些啟示？第40頁/共80頁一組數(shù)據(jù)0-B0-C0-D0-E0-F位移大小x/cm13.121.230.340.351.3平均速度v/cm.s-165.570.775.780.685.5第41頁/共80頁分析可知小車在斜面上運動是越來越快的，A點肯定比E點來得慢，在測量的平均速度的數(shù)據(jù)中，區(qū)間越接近A點，求得的平均速度值的越小?？梢?，該區(qū)間比其他區(qū)間測得的平均速度更能反映A點運動的快慢。研究表明，圍繞某待測點所取的時間Δt越來越小時，測得的平均速度大小就越來越接近該點（該時刻）的速率，所取位移的方向就是物體在該點（該時刻）的運動方向．第42頁/共80頁小結(jié)：怎樣用實驗測量瞬時速度通常，實驗中取計數(shù)周期為0.1s，則紙帶上與某一點相鄰的2個計數(shù)點間的時間為0.2s，這比一條紙帶所記錄的總時間要小得多，因此，可以將與某一點相鄰的2個計數(shù)點間的平均速度當(dāng)作該點的瞬時速度。討論交流：怎樣根據(jù)圖1-3-5的紙帶求出打A、B、C、D、E各計數(shù)點時的瞬時速度？簡單介紹速度—時間圖象。第43頁/共80頁案例評析該案例從準(zhǔn)備階段開始就考慮為瞬時速度概念的建立做好鋪墊。由生活的實例引入瞬時速度的意義，而非下一個嚴(yán)格的定義。采用實驗的策略，借用求平均速度實驗得到的數(shù)據(jù)，使學(xué)生感受將所取時間（區(qū)間）趨近待測點的作用，體現(xiàn)了極限的思想，但回避了抽象的數(shù)學(xué)極限方法。同時教給學(xué)生可操作性的測量方法，并通過討論交流鞏固方法的應(yīng)用。對于圖象點到為止，對于方向沒有展開討論，這是合適的。第44頁/共80頁回答一個問題：怎樣確定求瞬時速度的△t?取時間間隔為0.06s,求DF段的平均速度，以此來表示E點的瞬時速度，而不能用更小的區(qū)間，這合適嗎？在通常的實驗中，比較多的用計數(shù)周期為T=0.1s，用0.2s的時間間隔求瞬時速度，在自由落體運動中則可以用T=0.02s，用0.04s的時間間隔求瞬時速度。DEF第45頁/共80頁（二）關(guān)于實施探究教學(xué)的建議關(guān)注探究的本質(zhì)特征，使多種教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合第46頁/共80頁案例：探究共點力合成的規(guī)律傳統(tǒng)教材按陳述性的方法，讓學(xué)生一步一步地操作，從而得到共點力合成的平行四邊形定則，學(xué)生實驗比較順利，但缺少思考和探究性。課標(biāo)教材改變了陳述性的寫法，在問題提出后，讓學(xué)生提出猜想，再用實驗來驗證猜想，但是學(xué)生缺乏提出猜想的經(jīng)驗（個別的事實），也沒有可以啟發(fā)思考的理論依據(jù)（運動的合成在力的合成之后），因此，這里的“猜想”偏離了探究應(yīng)有的本質(zhì)特征，多數(shù)學(xué)生只能通過看結(jié)論而作“猜想”。第47頁/共80頁教科版教材按如下思路設(shè)計概念準(zhǔn)備：通過討論交流，猜想同一直線上受兩個力的情況；通過觀察圖例，認(rèn)識什么是合力、分力、力的合成，以及共點力。第48頁/共80頁教科版教材按如下思路設(shè)計一、教師演示：用3、4個砝碼牽引一根彈簧，求兩分力成直角時的合力——（右圖）。二、學(xué)生猜想：如果兩分力方向之間不成直角，合力和分力可能有什么關(guān)系？第49頁/共80頁三、學(xué)生實驗：用兩個彈簧測力計拉伸橡皮筋，驗證你的猜想第50頁/共80頁驗證猜想1.讓兩個力之間互成120°，且與橡皮筋伸長方向成60°，實驗并作圖，你能看出合力與分力的關(guān)系嗎？2.改變兩個力的大小和方向，重復(fù)上述實驗和作圖，可以得到同樣的結(jié)論嗎？寫出你的實驗結(jié)論。第51頁/共80頁改變后的方案的特點演示實驗，教師操作且只演示一種特殊情況，實驗難度降低，通過它說明力的合成的概念；演示實驗只給出了一種特殊情況下的信息，它為學(xué)生提供猜想的依據(jù)，而不是實驗的結(jié)論；選用一種有較大嘗試空間且操作難度較小的實驗方案，讓學(xué)生動手，驗證自己提出的猜想。第52頁/共80頁案例：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系這是一個教學(xué)的重點內(nèi)容，關(guān)鍵是做好實驗，但實驗比較困難。有的教材用斜面上小車加速運動的方案，忽略摩擦力，實驗操作比較易行，但原理上比較復(fù)雜，小車受到的力是重力與斜面支持力的合力，況且摩擦力也難以忽略。有的教材，用圖示的方法，得不到量化的結(jié)果。第53頁/共80頁案例：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教科版教材的設(shè)計思路：準(zhǔn)備：從生活中的實例和圖例討論影響加速度大小的因素。學(xué)生實驗：重點是討論實驗方案的設(shè)計和實驗操作與數(shù)據(jù)處理。而不在某種具體方案的細(xì)節(jié)。以連接體的方案為主體，突出各種不同方案的共性。第54頁/共80頁案例：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.實驗方案的設(shè)計：（1）如何使物體在力的作用下做勻加速直線運動？基本的模型：被研究的物體M，在牽引力F作用下運動；如何消除摩擦力的影響？傾斜法或氣墊法。第55頁/共80頁案例：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（2）如何測量被研究物體的質(zhì)量及其所受的拉力？直接給出或者用傳感器采集拉力的大小。（3）如何測量物體的加速度？分析打點紙帶得到的數(shù)據(jù)，求出加速度；也可以用傳感器、數(shù)字計時器和計算機(jī)處理得到加速度的大小。第56頁/共80頁案例：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系2.實驗操作與數(shù)據(jù)處理：（1）實驗，作出a-F圖像；（2）實驗，作出a-M圖像；你所描出的a-M圖像是否是一條直線？如果不是，你認(rèn)為加速度與質(zhì)量可能是什么關(guān)系？又如何嘗試確定它們的關(guān)系呢？嘗試以質(zhì)量的倒數(shù)1/M為橫坐標(biāo)，并畫出圖像，你有什發(fā)現(xiàn)？第57頁/共80頁案例評析教給學(xué)生設(shè)計實驗與處理數(shù)據(jù)的思想方法在探究中是重要的。教師可以根據(jù)自己學(xué)校的條件，選擇具體的實驗方案。只是定性的實驗是不夠的，用這種實驗討論數(shù)據(jù)處理的方法是沒有意義的，牛頓第二定律的得出需要建立在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上。用連接體的實驗有缺點，但它是一個可行性較好的定量實驗，能給學(xué)生測量和處理數(shù)據(jù)的機(jī)會，關(guān)于它的道理，教材在超重與失重一節(jié)后，安排了一道討論交流的題目，第58頁/共80頁關(guān)注激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣關(guān)注應(yīng)用隨手取材的小實驗為學(xué)生提供觀察思考的機(jī)會；為學(xué)生提供動手參與的機(jī)會；為學(xué)生提供交流討論的機(jī)會。第59頁/共80頁小實驗拍攝小球下落的照片，估測樓房高度。把打點紙帶按計數(shù)點剪開，順序貼在坐標(biāo)中，作圖像，求加速度。體驗力分解的效果。第60頁/共80頁（三）關(guān)于科學(xué)思想與人文精神的滲透挖掘物理學(xué)原本存在的教育因素關(guān)注三維目標(biāo)的有機(jī)融合第61頁/共80頁案例：自由落體運動勻變速直線運動的特例——循著伽利略的探究之路前行。第62頁/共80頁一、對“重快輕慢”的討論在我們生活的環(huán)境中，經(jīng)常會看到物體從高處下落，如熟透的果實從樹上墜落，樹葉或紙片飄然落下－，似乎重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。其實，早在公元前4世紀(jì)希臘哲學(xué)家亞里士多德（Aristotle，384B.C.~322B.C.）就提出了物體越重下落得越快的觀點，可以說有相當(dāng)多的現(xiàn)象支持這一觀點，例如石塊就比羽毛下落得快。你對他的觀點產(chǎn)生過懷疑嗎？第63頁/共80頁小實驗比較橡皮和紙片的下落取一張紙和一塊橡皮，讓它們同時從同一高度由靜止釋放，你觀察到了什么？把紙對折，再對折，再揉成紙團(tuán)，每次都讓它與橡皮從同一高度釋放，你又觀察到了什么？通過實驗?zāi)阏J(rèn)為造成“重快輕慢”的真正原因可能是什么？第64頁/共80頁伽利略對亞氏的挑戰(zhàn)16世紀(jì)，意大利物理學(xué)家伽利略（GalileoGalilei，1564~1642）設(shè)想了一個佯謬，對亞里士多德的觀點提出了疑問，并對落體運動進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。讓我們跟隨伽利略的思路一起來探究！第65頁/共80頁發(fā)現(xiàn)問題：落體佯謬設(shè)想把一個重物A和一個輕物B系在一起，同時下落。如果亞里士多德的觀點是正確的，系在一起的物體比單獨一個重物下落是快了還是慢了？請談?wù)勀愕目捶?。AABAB(a)把AB作為一個整體，與A相比，哪一個下落得快？(b)如果沒有把A、B系在一起，A比B快，現(xiàn)在用線將它們聯(lián)系起來，考慮兩物體之間的拉力作用，它們與單獨下落的A球相比，哪個下落得更快？第66頁/共80頁“重快輕慢”的原因及支持證據(jù)伽利略通過上述推理指出了亞里士多德觀點的自相矛盾之處。那么又如何解釋生活中觀察到的重的物體比輕的物體下落得快？通過活動，我們知道這是由于空氣阻力的影響造成的，如果設(shè)法減小空氣阻力的影響，使之可以忽略，輕重不同的物體下落的快慢程度將會相同。在真空實驗室里人們用閃光照相的方法對羽毛和蘋果的下落進(jìn)行研究，證實了這一觀點。第67頁/共80頁實驗：排除空氣阻力的影響。第68頁/共80頁月球上的落體實驗1969年7月16日，美國3名宇航員乘阿波羅11號飛船實現(xiàn)了人類的首次登月。此后，美國又相繼進(jìn)行了5次登月飛行。其中以1971年阿波羅15的登月活動最為有趣：宇航員大衛(wèi)斯科特在沒有空氣的月球上將一根羽毛和一把鐵錘同時釋放，發(fā)現(xiàn)它們同時豎直地落到月球表面第69頁/共80頁二、定義自由落體運動我們把只在重力的作用下，物體由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動(freefall)。如果物體下落時所受空氣阻力與重力相比，可以忽略不計，也可看成是做自由落體運動。不同的物體從同一高度自由下落，它們的運動都是相同的。第70頁/共80頁三、伽利略對自由落體規(guī)律的假說為了尋求落體運動的規(guī)律，伽利略通過反復(fù)思考，在“自然界總是習(xí)慣于運用最簡單和最容易的手段