高中物理必修1、必修2教材分析.ppt

2009年9月 物理必修1 必修2教材与教学要求分析 长兴县教育局教育研究中心周利琴 学科指导意见的修改及增加的条目 必修1 1 第一章第四节 学生实验 用打点计时器测速度 增加7 会借助传感器测速度 2 第四章第五节 牛顿第三定律增加4 会用力传感器研究作用力与反作用力之间的关系 必修2 1 第五章第八节生活中的圆周运动修改 不要求分析与计算两个物体联结在一起 包括不接触 做圆周运动时的问题 2 第七章第八节机械能守恒定律 修改 不要求用机械能守恒定律求解两个及两个以上物体 包括需要确定重心的链条 绳子 流体等 的问题 一 必修1两处值得注意的教学思路 1 极限思想的逐渐渗透 2 怎样进行矢量的教学 1 讲解 平均速度和瞬时速度 渗透 极限 P16 平均速度只能粗略地描述运动的快慢 为了使描述精确些 可以把 t取得小一些 物体在从t到t t这样一个较小的时间间隔内 运动快慢的差异也就小一些 t越小 运动的描述就越精确 可以想像 如果 t非常非常小 就可以认为表示的是物体在时刻t的速度 这个速度叫做瞬时速度 问题与练习2 体会 t越小平均速度越接近瞬时速度 P18 1 极限思想的逐渐渗透 2 实验 测速度 用平均速度代表瞬时速度 P20 21 用打点计时器测量瞬时速度如图 测量D G两点间的距离后计算得出的是平均速度 如果速度变化不很剧烈 我们又不要求很精确 用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度 也未尝不可 然而 如果把包含E点在内的间隔取得小一些 例如图中的DF 那么根据D F两点间的位移 x和时间 t 算出纸带在这两点间的平均速度 用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度 就会更准确 1 极限思想的逐渐渗透 G 用平均速度代表瞬时速度应用一 实验 探究小车速度随时间变化的规律 应用 P31 1 极限思想的逐渐渗透 跟老教材的数据处理方法不同 用平均速度代表瞬时速度应用二 做一做 通过照片估算照相机的曝光时间 P47 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 由于石子的运动 它在照片上留下了一条模糊的径迹 石子从A到B的运动能否按匀速运动处理 1 极限思想的逐渐渗透 3 推导 用v t图象导出匀变速运动的位移公式 P41 1 极限思想的逐渐渗透 4 探究 怎样计算变力做的功 物理2 P16 1 极限思想的逐渐渗透 极限不只是知识 更是一种方法 一种观念 要让学生掌握用这种思想去分析问题方法 2 怎样进行矢量教学 2 思考与讨论 一位同学从操场中心中发 向北走了40m 到达C点 然后又向东走了30m 到达B点 你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗 此时还不要求得出这个法则 但要思考 1 位移 指出它叫做矢量 大小 方向 教学不宜一步到位 4 给出矢量的定义强调两点 有方向平行四边形定则 3 实验 探究求合力的方法总结力的合成分解的法则 2 怎样进行矢量教学 5 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 为后面向心加速度的学习 搭台阶 2 怎样进行矢量教学 指导意见 不要求会画速度变化的矢量图 6 矢量概念的进一步运用 2 怎样进行矢量教学 指导意见 不要求掌握向心加速度公式的推导方法 第一章第1节质点参考系和坐标系 二 必修1第一章教学要求 第一章第2节时间和位移 第一章第3节运动快慢的描述 速度 第一章第4节实验 用打点计时器测速度 第一章第5节速度变化快慢的描述 加速度 1 加强对这些概念的比较 使学生在认识相近概念的共同性 差异性和相互联系中 达到对每个概念的透彻理解 2 学生在初中已学习过参照物 路程 时间 速度 平均速度等概念 所以 本章教学时既要充分利用学生已有的认识 又要根据高 初中知识之间的差异 对学生已有的知识进行提高和拓展 三 必修1第一章教法建议 3 本章安排的学生分组实验 用打点计时器测速度 是学生在高中物理学习中进行的第一个分组实验 由于浙教版初中 科学 教材上没有实验误差方面的内容 高中物理实验相对于初中实验要求上有较大的提高 所以 实验之前可以安排1课时 对学生进行实验常识的教育 如实验对物理学研究和物理学习的意义 实验的基本要求 实验误差和有效数字 等等 学科指导意见增加 7 会借助传感器测速度 4 本章蕴含着丰富的科学方法 1 以质点为代表的理想化方法 2 以短时间内的平均速度代替瞬时速度为代表的近似方法 3 以比值定义法为代表的数学方法 4 以平均速度为代表的等效代替方法 等等 教学时要充分利用这些因素 对学生进行科学方法的教育 使学生了解这些方法对科学研究的意义和适用条件 提高学生的物理思维能力 5 本章还突提出了两个基本的理想化模型 质点 匀速直线运动等都是理想化模型 由于学生刚刚学习高中物理 他们的认知水平相对较低 对科学方法也有一个从体验到认识 再到运用 以及逐步积累 逐渐深化的过程 所以 在本章教学中不宜提出过高的要求 理想化模型方法的教育应当重点放在质点概念的教学上 第二章第1节实验 探究小车速度随时间变化的规律 四 必修1第二章教学要求 第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系 第二章第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系 第二章第4节自由落体运动 第二章第5节伽利略对自由落体运动的研究 1 本章通过教学要使学生明确利用实验来探究一种运动的特点和规律的科学思维方法 即提出问题 设计实验方案 进行实验 获取数据 处理数据 作出图象 分析图象 得出结论 在实验过程中可结合获取数据过程进行实事求是的科学态度教育 2 匀变速直线运动的速度与时间关系式 位移与时间关系式的导出均利用了第一节实验探究中所得到的v t图象 教学中要鼓励学生大胆猜想 交流评价 注意科学推理的过程 理解其物理意义 避免把物理公式简单理解为数学表达式 五 必修1第二章教学建议 关于图像 3 匀变速直线公式 包括自由落体运动公式 的运用对培养学生应用数学的能力有很大作用 但学生能力的提高要注意循序渐进 切不可一步到位 在应用运动学规律解决问题的过程中 应逐步使学生明确解决运动学问题的基本方法和步骤 并注意速度公式和位移公式的矢量性 公式选择的合适性和结果的合理性 4 伽利略对自由落体运动的研究 蕴含丰富的物理思想 是方法教育和情感教育的好素材 建议让学生找一些课外资料进行自主学习 教师也可积极创设情景 采用 溯源法 引导学生体会伽利略 提出假设 数学推理 实验验证和合理外推 的研究方法 激发科学的探索精神 伽利略对科学的贡献 2 展现了教学与实验相结合的研究方法的一般步骤 1 倡导新的科学思想和研究方法 3 以科学实验检验科学假说的正确与否 是他及后人在科学研究中不断取得重大成果的源泉 第三章第1节重力基本相互作用 说明 万有引力与重力的相互关系本章不作要求 四种相互作用的分类及研究进展不作要求 不要求掌握重心与稳度的关系 六 必修1第三章教学要求 第三章第2节弹力 发展要求 体会放大法的实验思想 会用简单器材显示微小形变 理解劲度系数的物理意义说明 多个弹簧的串 并联问题授新课时不作要求 第三章第3节摩擦力 发展要求 知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系 理解相对运动与相对运动趋势的含义 能够分析生活中既常见又较简单问题中的摩擦力说明 不要求引入静摩擦因数 不要求判断不在一直线上做相对运动时的滑动摩擦力方向 不要求掌握滚动摩擦产生的原理 不要求掌握影响流体阻力大小的因素 第三章第4节力的合成 发展要求 用直角三角形知识计算合力 知道合力不一定大于分力 会大致判断合力大小与两分力夹角之间的关系说明 不要求用计算法求解两分力成任意角度时的合力 第三章第5节力的分解 发展要求 掌握力的正交分解法 分析简单的日常生活和生产中的问题 能运用三角形定则定性分析简单的动态变化问题说明 不要求用相似三角形知识求分力 不要求用求解斜三角形的知识求分力 复杂的动态变化的问题不作要求 1 基本概念要透彻 七 必修1第三章教学建议 例1 2 受力分析要过关 3 实验体验要重视 4 思想方法要渗透 假设法 整体与隔离法 例2 例 5 重视学生的数学基础 直角三角形知识 弹力与形变的关系的实验 第四章第1节牛顿第一定律 发展要求 区分运动学和动力学研究角度的不同 区分惯性系与非惯性系 科学漫步中出现 说明 不要求区分惯性质量与引力质量 不要求分析非惯性系中的运动情况 八 必修1第四章教学要求 第四章第2节实验 探究加速度与力 质量的关系 发展要求 体验实验探究过程 明确实验目的 分析实验思路 制定实验方案 得出实验结论 初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧 体会如何根据物理规律设计实验 体会如何依据规律转化测量值 会对实验误差作初步分析说明 不要求运用a F图像和a 1 m图像分析与解决问题 第四章第3节牛顿第二定律 发展要求 认识加速度与物体所受的合力之间的正比性 同向性和瞬时性 根据牛顿第二定律进一步理解G mg 结合正交分解法运用牛顿第二定律解决实际问题说明 连接体问题只限于各物体加速度相同的情形 第四章第4节力学单位制 发展要求 会利用物理公式推导单位之间的关系 根据物理量的单位 判断运算结果中表达式的正误说明 不介绍其他单位制 第四章第5节牛顿第三定律 发展要求 运用牛顿第三定律 提高受力分析能力 区分一对作用力和反作用力与一对平衡力说明 不要求理解力传感器的工作原理 基本要求增加 4 会用力传感器研究作用力与反作用力之间的关系 第四章第6节用牛顿定律解决问题 一 发展要求 结合力的分解求解较复杂的实际问题说明 斜面上的动力学问题只限于已知运动方向的情况 第四章第7节用牛顿定律解决问题 二 发展要求 会用正交分解法 解决共点力作用下的平衡问题 能够根据加速度的方向 判别物体的超重和失重现象 知道完全失重状态的特征和条件 知道人造卫星中的物体处于完全失重状态 运用牛顿第二定律 解释实际中的超重和失重现象说明 共点力的平衡问题不要求用正弦定理 余弦定理 相似三角形对应边成比例等方法求解 只要求同一平面上的共点力平衡问题 不要求空间上的共点力平衡问题 不要求通过计算理解人造卫星中的完全失重问题 1 进一步熟练受力分析2 重视培养物理思维的规范审题习惯过程分析答题规范3 重在培养解题基本功 避免习题过难 过多 十 必修1第四章教法建议 十一 必修2教学要求说明及其 第五章曲线运动 说明 1 不要求会画速度变化的矢量图 2 不要求推导合运动的轨道方程 3 不要求计算有关平抛运动的相遇问题 4 不要求定量计算有关斜抛运动的问题 基本要求修改 不要求分析与计算两个物体联结在一起 包括不接触 做圆周运动时的问题 第五章曲线运动 5 不要求掌握变速圆周运动中线速度与角速度的关系 6 不要求分析变速圆周运动的加速度问题 7 不要求掌握向心加速度公式的推导方法 8 不要求掌握用 等效圆 处理一般曲线运动 9 不要求定量计算切向分力和切向加速度 10 不要求计算物体所受外力不在同一直线上的向心力问题 11 不要求对离心运动作定量计算 12 不要求对火车转弯有侧向力情况下通过列方程进行定量计算 增加 13 不要求分析与计算两个物体联结在一起 包括不接触 做圆周运动时的问题 思考 下列题目是否要求 例1 如图所示 物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B 这时 如果突然使它所受的力反向 大小不变 在此力作用下 物体以后的运动情况 下列说法正确的是 A 物体不可能沿曲线Ba运动B 物体不可能沿直线Bb运动C 物体不可能沿曲线Bc运动D 物体不可能沿原曲线由B返回到A 1 对于轨迹来说 是定性 不是轨迹方程 2 对于运动合成来说 不是两个匀加速 一个匀速 一个匀加速 不要求讨论合运动的轨迹方程和物体做平抛运动时的相遇问题 不要求掌握变速圆周运动中线速度和角速度的关系 不要求分析与计算两个物体联结在一起 包括不接触 做圆周运动的问题 例2 在竖直平面内 两个小球固定在一根长为L的杆的两端 绕杆上的O点做圆周运动 如图所示 当小球1的速度为v1时 小球2的速度为v2 则转轴O到小球1的距离是 例3 若物体以某一速度进入空间后 受到一个逐渐减小的合外力的作用 且该合外力的方向始终是垂直于该物体的速度方向 则物体的运动将是 A 速率增大 曲率半径也随之增大B 速率逐渐减小 曲率半径不变C 速率不变 曲率半径逐渐增大D 速率不变 曲率半径逐渐减小 不要求掌握用 等效圆 处理一般曲线运动 例4 如图所示 玻璃球沿碗的光滑内壁做匀速圆周运动 这时球受到的力是 A 重力B 重力和向心力C 重力和支持力D 重力 支持力和向心力 不是计算 是定性分析 例5 如图所示 一条长度L 0 1m的轻绳 一端固定在竖直细棒的A端 另一端系一个质量m 100g的小球 竖直细棒的B端固定在离心转台的转轴上 当离心转台带动竖直棒以角速度转动时 轻绳上的张力多大 不要求计算物体所受的外力不在同一直线上的向心力问题 不要求对火车转弯有侧力情况下通过列方程进行定量计算 例6 若火车按铁路规定速率转弯时 内 外轨对车轮皆无侧向压力 当火车以大于规定速率转弯时 A 仅内轨对车轮有侧压力B 仅外轨对车轮有侧压力C 内 外轨对车轮都有侧压力D 内 外轨对车轮均无侧压力 该题涉及定性分析 可以保留 第六章万有引力与航天 1 不要求掌握太阳与行星间引力表达式的推导方法 2 不要求计算空心球体与质点间的万有引力 3 不要求分析重力随纬度变化的原因 4 不要求掌握有关黑洞的知识 5 不要求掌握气象卫星观测系统的工作原理 6 不要求计算与引力势能有关的问题 7 不要求用相对论中质量随速度变化的公式进行计算 例1 某星球可视为球体 其自转周期为T 在它的两极处 用弹簧秤测得某物体重为P 在它的赤道上 用弹簧秤测得同一物体重为0 9P 求 1 星球的平均密度是多少 2 若该星球的自转速度越来越大 则当自转角速度 为多少时 其表面上的物体会 漂浮 起来 不要求分析重力随纬度变化的原因 本质是建立的模型是重力与万有引力相等 不要求进一步精细化 例2 两颗星球 它们在相互之间的万有引力作用下 绕连线上某点为圆心做稳定的匀速圆周运动 这样的运行天体称为 双星 系统 若双星相距为L 双星质量分别为m1与m2 m1的绕行半径为多少 则它们的周期各为多少 双星问题的本质 不要求分析与计算两个物体联结在一起做圆周运动的问题 第七章机械能守恒定律 1 不要求用功的定义式计算变力的功 2 不要求用功率 力和速度的关系式解决与速度不在一条直线上的问题 3 不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动的问题 4 不要求掌握弹性势能的表达式 5 不要求用平均力计算变力的功和利用F l图象求变力的功 6 不要求用动能定理解决物体系的问题 7 运用机械能守恒定律进行计算时 不涉及弹性势能 8 不要求用机械能守恒定律求解多个物体 包括需要确定重心的链条 绳子 流体等的 问题 修改 不要求用机械能守恒定律求解两个及两个以上物体 包括需要确定重心的链条 绳子 流体等 的问题 例1 如图甲所示 质量为m 1kg的物体在力F作用下由静止开始运动 F随物体位移的变化图线如图乙所示 1 在物体移动5m的过程中 力F所做的功为多大 2 物体运动的最大速度为多大 不要求用功的定义式计算变力的功 不要求用平均力计算变力的功和利用F l图象求变力的功 例2 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上 用大小为F 方向与水平线成 角的斜向下的恒力作用在此木块上 经过时间t 力F的瞬时功率为 A F2cos2 t mB F2cos2 t 2mC F2t mD F2cos t m 不要求用功率 力和速度的关系式解决力与速度不在一条直线上的问题 例4 如图所示 在倾角为 光滑斜面顶端A放有一质量为m的物体 从静止开始沿斜面下滑 下落h高度到达B点 试求 1 在这一过程中 重力做功的平均功率 2 下滑到B点时 重力做功的瞬时功率 思考 如果改为重力沿斜面分力做功的平均功率与瞬时功率呢 不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动的问题 例5 在一段平直公路上 一辆质量为1 0 104kg的卡车 速度从5m s均匀地增加到15m s 经过的时间为50s 卡车在运动中受到的阻力为车重的0 05倍 g取10m s2 求 1 卡车在这段时间内的加速度大小 2 当速度是15m s时 卡车发动机的输出功率 3 卡车发动机在这段时间内的平均功率 看下面两个例题 例7 拖拉机的输出功率2 72 104W 拖拉机常用 换档 的方法控制行驶的速度 已知拖拉机的三档速度分别为36km h 46km h和54km h 则拖拉机采用这三档速度时的牵引力各为多大 教学要求中的本质问题是 不要求进行加速情况下力的分析 如果是讨论稳定状态 不涉及过程分析及加速时力的分析就可以 2009年高考题 24 18分 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛 比赛路径如图所示 赛车从起点A出发 沿水平直线轨道运动L后 由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道 离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点 并能越过壕沟 已知赛车质量m 0 1kg 通电后以额定功率P 1 5w工作 进入竖直轨道前受到阻力恒为0 3N 随后在运动中受到的阻力均可不记 图中L 10 00m R 0 32m h 1 25m S 1 50m 问 要使赛车完成比赛 电动机至少工作多长时间 取g 10 设电动机工作时间至少为t 根据功能原理 不要求用机械能守恒定律求解两个及两个以上物体 包括需要确定重心的链条 绳子 流体等 的问题 例8 如图所示为一连通器 左右两管的横截面积均为S 内盛密度为的液体 开始时两管内的液面高度差为h 若打开底部中央的阀门K 液体开始流动 最终两液面相平 在这一过程中 液体的重力势能变化了多少 若液体总长度为4h 当阀门K打开后 水在运动过程中受到阻力为零 则液体流动的最大速度为多大 流体问题 2008年全国 卷22题 如图所示 两个质量各为m1和m2的小物块A和B 分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端 已知m1 m2