非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案-練習(xí)-習(xí)題-教材課件

高中物理《必修1》

教材分析人民教育出版社非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

緒論

走進(jìn)物理課堂之前

這是趙凱華先生為這套教材所寫的前言。目的不是讓學(xué)生學(xué)習(xí)自由落體運動的規(guī)律，而是要使學(xué)生接觸一件科學(xué)探究的事例，對于高中物理課要學(xué)什么、怎樣學(xué)，有個非常初步的感性認(rèn)識。物理學(xué)與人類文明

與現(xiàn)行教材相仿，但思想高度有所提高。增加了“物理學(xué)與思維觀念”和“物理學(xué)的未來”?？梢詫⑦@兩部分作為教學(xué)的重點，鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新和攀登。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第一章運動的描述先講“運動”后講“力”的原因質(zhì)點概念由位移初步建立矢量的概念引入坐標(biāo)系、確切區(qū)分位置和位移建立概念的過程中滲透極限的思想實驗非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

為什么先講“運動”后講“力”

考慮到運動的描述比較直觀，而高中對力的要求比初中深入、抽象。另一方面，對矢量的學(xué)習(xí)應(yīng)該逐步深入，到力的概念之后才能有比較全面的認(rèn)識。

質(zhì)點概念的建立從描述許多具體的運動出發(fā)，抽象出概念。使學(xué)生認(rèn)識到建立物理模型的必要性和可行性，領(lǐng)會科學(xué)研究的思維方法。

由位移初步建立矢量的概念

由“位移”引出矢量的概念比用“力”要自然而容易。不是只要一個物理量有方向它就是矢量，矢量還要滿足一定的運算法則。用15頁《思考與討論》引發(fā)學(xué)生的思考，想象力較強的學(xué)生，會從圖形上感悟到矢量求和可能要用幾何方法，因為這可以直觀地顯示出三角形的關(guān)系。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材引入坐標(biāo)系、確切區(qū)分位置和位移

要求在描述物體的運動時建立和運用坐標(biāo)系，就是用數(shù)學(xué)方法描述物理模型，并尋求解決的法。為了強調(diào)坐標(biāo)的概念，本書采用數(shù)學(xué)和物理學(xué)中通用的符號，即在直線運動中用x表示質(zhì)點的位置，即坐標(biāo)，用表示質(zhì)點的位移。區(qū)分位置和位移這兩個概念是很必要的。過去的教材中所講的s–t圖像稱為“位移–時間圖像”是不確切的。對于質(zhì)點運動的基本描述，就是不同的時刻在空間的位置不同。按照本教材，應(yīng)畫出x–t圖像，因為與時刻對應(yīng)的不是變化量位移Δx。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材建立概念的過程中滲透極限的思想本書定義瞬時速度時用到了極限的思想，但沒有提出嚴(yán)格的“極限”概念，不要求極限的運算。教學(xué)實踐證明，這種方法對于中學(xué)生是完全可以接受的。教學(xué)中，不應(yīng)只做抽象的分析和論述，必須做演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)識從感性上升到理性，從而形成瞬時速度的概念。加速度的概念比較難，日常生活中對其感受不深。所以用具體事例建立平均加速度的概念后，只是提示學(xué)生思考一下瞬時加速度。單純知識性的東西可以放到一生中的任何時候去學(xué)，但觀念性的、方法性的東西的確立，往往在一生中有個最佳時機。這是編者在本書中十分看重極限等科學(xué)思想、科學(xué)方法的原因。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材1.建立瞬時速度的概念次1234ΔS/cm10.005.003.001.00Δt/s0.18120.09650.06010.0208/cm·s-155.251.849.948.1Δt→0時的值，就等于瞬時速度vA

。得到vA=47.3cm/s方法一計時器測出的是寬度為Δs的條形擋光片持續(xù)遮光的時間Δt實驗非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材次12345678到達(dá)A點前經(jīng)過A點后ΔS/cm10.005.003.002.002.003.005.0010.00Δt/ms290.7118..567.744.140.760.196.5181.2/cm·s-134.442..244.345.449.149.951.855.2采用雙向趨近的方法，可以看出vA

應(yīng)為45.4~49.1cm/s之間的某個確定的值。

用兩個光電門之間的距離作為ΔS

，計時器測出的是車在兩個光電門A、B之間運動的時間間Δt。（與條形擋片的寬度無關(guān)）方法二非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材2.使用打點計時器測量速度從理論上講，所取的Δt越小，則求出的平均速度越接近于瞬時速度。用毫米刻度尺測量ΔS

值是有誤差的，一般不超過0.5mm。如果與所取的Δt對應(yīng)的ΔS太小，就會使ΔS值的相對誤差增大。所以要權(quán)衡兩方面的利弊來選取合適的Δt

值。這體現(xiàn)了實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)，不可忽視。打點記錄的時間也存在誤差。主要原因是：交流電頻率的誤差，通?？梢圆涣佑?0.0±0.2Hz；簧片振動的不穩(wěn)定。用打點紙帶記錄運動的優(yōu)點是，同步地記錄下時間和位移。

非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材3．用運動傳感器測量速度

直接采集的是位置與時間的關(guān)系數(shù)據(jù)，每間隔一定的時間（例如0.05s）采集一組x、t值。然后經(jīng)過運算處理得到v–t

圖像。V–t

圖像X–t

圖像非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

4．引入加速度的概念

相同的鋼球A、B分別在兩個軌道上自同一高度從靜止開始滾下，可看到兩者速度變化的快慢不同。但是它們的末速度（到達(dá)水平軌道上的速度）大致相同。如果將B改為從較低的位置B/滾下，可看到雖然它速度增加得較快，但末速度卻較小。用滾動代替平動，借助金屬球的轉(zhuǎn)動慣量和小傾角的斜面，使球質(zhì)心的加速度變小，便于觀察。

非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第二章勻變速直線運動的研究探究小車速度隨時間變化的規(guī)律推導(dǎo)位移公式的過程中滲透定積分的思想研究自由落體運動

1．科學(xué)史上的重要里程碑

2．體現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)的最佳事例

3．多樣化的實驗設(shè)計非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律作為引入勻變速運動的基礎(chǔ)，同時讓學(xué)生體驗獲取實驗數(shù)據(jù)、作圖像、分析圖像、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。要求學(xué)習(xí)做線性擬合來畫圖線?；A(chǔ)的方法是靠直覺的手工方法。側(cè)重在對于可能存在的規(guī)律的推測（猜測）。用計算機軟件處理實驗數(shù)據(jù)。它是依據(jù)最小二乘法做擬合，可能會看到在數(shù)據(jù)量較少的情況下，多數(shù)點不在此直線上卻是最佳結(jié)果?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生對此進(jìn)行思考和定性的分析，而悟出其中的道理。用10分鐘演示范例，學(xué)生就可以知道使用軟件Excel做函數(shù)擬合的基本操作。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材推導(dǎo)位移公式的過程中滲透積分的思想先認(rèn)識勻速運動的位移與v-t圖象中矩形面積的對應(yīng)關(guān)系，然后猜想對于非勻變速運動是否也有類似的關(guān)系。讓學(xué)生認(rèn)識猜想在科學(xué)的發(fā)展和科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中的作用。接著利用數(shù)值（見40頁《思考與討論》）與圖形（圖2.3-2）結(jié)合的方法來得出公式。這個過程十分重要，必須引導(dǎo)學(xué)生深入思考，親身經(jīng)歷。重視過程與方法的教學(xué)是新課程與過去課程的重要區(qū)別。上述過程中，用淺顯的方式滲透了定積分的思想。如果學(xué)生是領(lǐng)悟得較好，那么在以后處理變力的沖量和變力作功等問題時，就會自覺地運用。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材研究自由落體運動科學(xué)史上的重要里程碑伽利略對于落體運動規(guī)律的研究，沖破了千年的思想桎梏，開科學(xué)實驗之先河，奠定了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。必須認(rèn)真進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識到伽利略的科學(xué)思想方法和他巨大的貢獻(xiàn)。體現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)的極佳事例過去把伽利略對于落體運動的研究做為閱讀材料，這次把它單列為一節(jié)。這樣做也是出于對過程與方法、情感態(tài)度與價值觀這兩方面教育目標(biāo)的重視。物理課程中的科學(xué)探究有兩重意義一方面，它指學(xué)生學(xué)習(xí)時通過探究把未知變?yōu)橐阎倪^程，另一方面，它也指對某一自然規(guī)律認(rèn)識的歷史。本節(jié)內(nèi)容屬于后者。兩類科學(xué)探究的基本要素是一樣的，所以學(xué)習(xí)時要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)前輩的探究歷史。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材多樣化的實驗設(shè)計

1.斜面上向下滾動小球

重現(xiàn)伽利略的方法，進(jìn)行合理的外推。裝置與引入加速度概念的實驗類似，用滾動代替平動，借助金屬球的轉(zhuǎn)動慣量和小傾角的斜面，使球質(zhì)心的加速度變小，便于觀察。2.使用落體儀（課本44頁“做一做”）

(1)單光電門法：用來發(fā)現(xiàn)或驗證x

∝t2

，認(rèn)識自由落體運動的特征。當(dāng)電磁鐵斷電時，同步開始計時，而在球?qū)怆婇T擋光時停止計時。電磁鐵的剩磁會造成計時誤差，在鋼球與電磁鐵間墊一層薄紙，能消弱這種影響。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材（2）雙光電門法：球?qū)怆婇TE擋光開始計時，對F擋光停止計時。能夠避免剩磁的影響，較精確地測定重力加速度值。計算公式為：

為了減小g值的相對誤差，s2

與s1

的差值要取大些。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

3.使用打點計時器（課本45頁實驗）

研究自由落體運動的特征，測量重力加速度。在70cm長的紙帶上，只能打出十幾個有效的點子，要充分利用。取Δt=0.04s為相等的時間間隔，測量出各段位移Δx1

、Δx2、Δx3

、……，如果它們近似為等差數(shù)列，則可推斷自由落體運動為勻加速運動。然后求出每一段位移與時間Δt

之比，就得到圖中所取的1、2、3、……各點的瞬時速度，畫出v–t

圖像，再由圖線的斜率求出加速度g。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材4.用數(shù)碼相機的攝像功能（課外活動）

使用白色鋼球，拍攝它自由下落的一段錄像。要使用暗背景，背景上畫有坐標(biāo)格子。第一幀難以和球的釋放同步，速度大時出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象。編輯得到的視頻圖片，代替頻閃照片。利用它研究自由落體運動的特征。5.估測照相機快門的曝光時間和人的反應(yīng)時間（課本46、47頁“做一做”）非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材6.使用數(shù)字化實驗系統(tǒng)

A．光電門和條柵條柵上有等間距的透明和不透明條紋，間距值Δs

為已知（例如2.50cm）。讓條柵C經(jīng)過光電門D自由下落，測出與各段Δs

對應(yīng)的時間Δt，計算出若干個速度值v，由計算機畫出v–t

圖線，既可判斷它做的是勻加速運動，又可求出加速度g。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

B．運動傳感器

用傳感器A采集一個實心球B（體育課用）下落的x–t圖像。用二次函數(shù)做擬合，驗證它做的是勻加速運動，并可進(jìn)一步求出加速度值。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第三章相互作用四種基本相互作用加深對力的認(rèn)識實驗非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

四種基本相互作用

本書把四種基本相互作用的簡單介紹放到正文中，這在中學(xué)物理教材中尚屬首次。這樣做的意圖是給學(xué)生一個高的觀念，因為正是自然界的四種基本相互作用決定了物質(zhì)世界的一切過程。這些內(nèi)容屬于常識性了解的層次。56頁的“說一說”對學(xué)生來說是開放性的，它體現(xiàn)了科學(xué)探究中的猜想因素，即在已知事實與已有知識矛盾的情況下，猜想可能存在另一種力，并且可以推測這種的力某些特征。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材加深對力的認(rèn)識力是一個抽象而深刻的觀念。初中只是從表象上來認(rèn)識的。力之所以為矢量，是因為它遵循其他矢量也遵循的幾何相加的法則。從本來意義上說，力的合成源于力的獨立作用原理。即：如在一質(zhì)點上同時作用幾個力，則這些力各自產(chǎn)生自己的效果而不互相影響。作用在質(zhì)點上的一個力只能產(chǎn)生一個效果，這個效果是只能是使該質(zhì)點產(chǎn)生加速度。兩個或多個力作用在一個質(zhì)點上產(chǎn)生一個效果，而不再是兩個力單獨存在時的效果。一個力可以按平行四邊形法則分解為兩個分力，以方便問題的解決，例如分析物體的平衡或研究物體的加速度等?！白饔迷谖矬w上的一個力往往產(chǎn)生幾個效果”的說法是不正確的。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

實驗1．靜摩擦力和滑動摩擦力

使用數(shù)字化實驗系統(tǒng)。用力傳感器代替彈簧測力計去拉一個原來靜止在水平板上的木塊，可以清楚地顯示出靜摩擦力逐漸增大以及轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒幽Σ亮Φ倪^程。課本61頁的圖像不是由實驗得到的。采集的是F–t

圖像，與課本61頁圖3.3-3不同。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

2．共點力的合成

要用彈簧測力計（或力傳感器）代替鉤碼，便于隨意改變分力的大小和方向。實驗中，將三條細(xì)線系在一個結(jié)點O，其中一條與橡皮條連接。先讓兩個分力F1

、F2與橡皮條對O點的彈力T平衡；再換用一個力F作用于O點仍舊與彈力T平衡。要將兩個分力取不同的參數(shù)做幾次。實驗的目的是發(fā)現(xiàn)平行四邊形關(guān)系，大致能夠看出即可，不討論誤差。這是與過去教材的不同之處。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第四章牛頓運動定律

第一定律──牛頓物理學(xué)的基石對牛頓第二定律的理解探究實驗的設(shè)計對牛頓第三定律的理解用牛頓定律解題──不要“一次到位”

實驗參考文獻(xiàn)：《新概念高中物理讀本》（趙凱華、張維善編著，人民教育出版社）非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第一定律──牛頓物理學(xué)的基石本書的寫法突出了牛頓第一定律的建立過程和物理內(nèi)涵，與過去不同。教學(xué)中，要讓學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會科學(xué)思想和方法。牛頓第一定律建立了科學(xué)的力和慣性的概念，用來描述使物體運動狀態(tài)改變的一種作用和物體內(nèi)在的動力學(xué)屬性。通過74頁的《思考與討論》，提出量度物體慣性大小的物理量──質(zhì)量。74頁的《科學(xué)漫步》說明，牛頓第一定律定義了一個參考系──慣性參考系。對于慣性系和非慣性系，只要了其差別解就可以了。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第二定律──牛頓物理學(xué)的核心牛頓第二定律具有實驗基礎(chǔ)。課本上安排的實驗是探究加速度與哪些因素有關(guān)，而不稱為“探究牛頓第二定律”，因為牛頓第二定律不是通過一兩次實驗就能得出來的，它是大量事實的總結(jié)，包括對天體運動的總結(jié)，而它的正確性更是由于其預(yù)言與事實的一致性才得到確認(rèn)。牛頓第二定律的人為約定：約定了力的量度方法，在此基礎(chǔ)上建立了力學(xué)單位制；約定了慣性的量度方法，定義了慣性質(zhì)量。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材探究實驗的設(shè)計

它的寫法與過去實驗課的寫法有很大的不同。不給出確定的實驗方案，而要學(xué)生自己設(shè)計，但是給出了實驗的基本思路和實驗數(shù)據(jù)的分析方法作為提示。78頁的參考案例是一種最簡單、但是很粗略的方法，難以看出定量的規(guī)律，特別是反比的規(guī)律，只適用于實驗設(shè)備不足的學(xué)校。較好的方法在后文中介紹。這個實驗又一次要求用圖象處理數(shù)據(jù)，找出規(guī)律。例如從a–m

圖象看，兩者不是簡單的線性關(guān)系，這就要嘗試作出、……甚至

等的圖象，尋找合適的擬合曲線。還要該鼓勵學(xué)生用計算機來做擬合。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材第三定律──牛頓物理學(xué)的支柱作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時消失、相互依存的，沒有先后、因果之分。作用力和反作用力必屬于同一種性質(zhì)的力。例如都是彈性力、都是萬有引力、都是摩擦力、等等。動量守恒定律和牛頓第三定律在經(jīng)典力學(xué)中是密切相關(guān)的，他們從不同的角度反映了物體間相互作用的規(guī)律。牛頓第三定律從力的角度來表述，動量守恒定律則從動量轉(zhuǎn)移的角度來表述.。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材用牛頓定律解題

題目的難度和廣度以課本上的例題和習(xí)題為準(zhǔn)，千萬不要將高考題“一次到位”。三角架問題（92頁例題）的分析。對于簡化的模型，本質(zhì)上是節(jié)點受力的問題，應(yīng)當(dāng)用共點力的平衡關(guān)系來解。某些書上認(rèn)為是重力產(chǎn)生了兩種效果，而用力的分解來解，是不妥的。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材實驗1．作用力和反作用力某些學(xué)生有一種誤解，認(rèn)為在變速運動過程中，作用力與反作用力不相等。用兩個力傳感器進(jìn)行測量，能夠很好地解決這個問題。非常經(jīng)典：高一物理必修1學(xué)案_練習(xí)_習(xí)題_教材

2.超