新課標(biāo)高中物理教材介紹

新課標(biāo)高中物理必修2教材介紹

第五章曲線運動

新舊教材內(nèi)容不同處理的對比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

實驗：研究平拋運動曲線運動圓周運動向心力拋體運動的規(guī)律生活中的圓周運動向心加速度質(zhì)點在平面內(nèi)的運動第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

實驗:研究平拋運動曲線運動圓周運動向心力拋體運動的規(guī)律生活中的圓周運動向心加速度質(zhì)點在平面內(nèi)的運動曲線運動速度方向——科學(xué)過程

●原教材曲線運動速度方向的教學(xué)設(shè)計列舉旋轉(zhuǎn)砂輪上的火星、旋轉(zhuǎn)雨傘上的水滴沿圓周切線飛出的事例得出結(jié)論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。講解有關(guān)例題，布置有關(guān)習(xí)題。曲線運動速度方向——科學(xué)過程

●新教材曲線運動速度方向的教學(xué)設(shè)計

觀察砂輪上的火星、鏈球運動員投擲鏈球的照片。提出問題：怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向？演示實驗：通過鋼球在具有任意曲線形狀的導(dǎo)軌內(nèi)的運動，說明曲線運動某點的速度方向跟曲線相切。把“過程”的設(shè)計落實到對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的設(shè)計上來。曲線運動速度方向——科學(xué)過程

鋼珠由軌道的一端滾入，在軌道的束縛下按軌道的形狀做曲線運動。在軌道的出口A處放一張白紙，蘸有墨水的鋼珠離開軌道后在白紙上留下一條運動的痕跡，它記錄了鋼珠在A點的運動方向。取去一段短軌道，鋼珠的軌道出口改在圖中B處，同樣的方法可以記錄鋼珠在軌道B點的運動方向。鋼珠運動軌跡跟曲線有什么關(guān)系？演示曲線運動速度方向——科學(xué)過程

理論分析：滲透極限的思想。由平均速度過渡到瞬時速度。AB得出結(jié)論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。曲線運動速度方向——科學(xué)過程

實踐體驗：做一個顯示拋體運動速度方向的“飛鏢”。

(1)觀察在空中速度方向的變化；

(2)觀察飛鏢插入泥土?xí)r的入射角。曲線運動速度方向——科學(xué)過程

意識很難通過集中灌輸來建立。新課程的各種體驗性活動有利于實踐意識的形成。實踐活動：按圖制作飛鏢，拋出后觀察飛鏢飛行方向的變化和落地時插入泥土的方向。

第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

實驗:研究平拋運動曲線運動圓周運動向心力拋體運動的規(guī)律生活中的圓周運動向心加速度質(zhì)點在平面內(nèi)的運動

拋體運動——科學(xué)方法

教學(xué)大綱：“平拋運動（B）”●原教材平拋運動的教學(xué)設(shè)計1.實驗結(jié)論——平拋運動由兩個運動疊加;

2.在兩個方向上計算它的位置;

3.在兩個方向上計算它的瞬時速度;4.計算速度的大小和方向。得到的只是關(guān)于平拋運動的知識。拋體運動——科學(xué)方法

課程標(biāo)準(zhǔn)：“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動”●新教材拋體運動的教學(xué)設(shè)計?蠟塊的合運動是勻速運動嗎？?合運動的軌跡是直線嗎？單憑觀察不能解決這些問題！

1.以紅蠟塊的運動為例，研究解決二維運動的方法。（分散難點，“磨刀不誤砍柴工”

）拋體運動——科學(xué)方法

蠟塊的位置：x=vxt

y=vyt蠟塊的運動軌跡：

y=

x蠟塊的速度：v

=tanθ=

展示了質(zhì)點在平面內(nèi)運動時解決問題的規(guī)范化方法。

拋體運動——科學(xué)方法

2.例題：求飛機在水平方向和豎直方向的分速度。鞏固以上方法。悟出的道理：相互垂直方向的運動可以分別研究，然后求它們的復(fù)合運動。

拋體運動——科學(xué)方法

3.把這個道理應(yīng)用于平拋運動水平方向：

F=0，

v0=

v，

x=vt豎直方向：F=G，a=g，v0=0，y=?速度的大小……

?速度的方向……

?軌跡……拋體運動——科學(xué)方法

解決這類問題的一般方法分析拋體在x、y兩個方向上的受力↓列出拋體在x、y兩個方向上的運動方程↓確定拋體的位置與時間的關(guān)系↓得到拋體在xy平面中的運動軌跡（消去t）↓求出拋體速度的大小和方向……得到的是解決拋體運動（質(zhì)點在二維豎直平面內(nèi)運動）的一般性方法。拋體運動——科學(xué)方法

4.如果拋出時的速度不沿水平方向，那么……

從科學(xué)方法的角度看，解決平拋問題的方法與解決斜拋問題的方法沒有區(qū)別。

不拘泥于平拋、斜拋這樣的“知識點”拋體運動——科學(xué)方法

5.實驗：研究平拋運動科學(xué)方法教育——拋體運動

拋體運動——科學(xué)方法

5.實驗：研究平拋運動實驗記錄：描繪某物體做平拋運動的軌跡。數(shù)據(jù)處理、分析論證1：判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線數(shù)據(jù)處理、分析論證2：

計算平拋物體的初速度。

平拋運動規(guī)律的實驗探究（案例）

——科學(xué)探究過程的設(shè)計

某堂公開課……

把兩個小球同時從兩個相同圓弧槽等高處滾下，兩球同時從各自圓弧下端水平離開圓弧，一個球做平拋運動，另一個球在它的正下方水平軌道上做勻速直線運動。發(fā)現(xiàn)兩球恰好在水平軌道上相碰。由此可知，平拋運動在水平方向上是勻速運動。事先怎么知道它們會在水平軌道上相碰？

平拋運動規(guī)律的實驗探究（案例）

——科學(xué)探究過程的設(shè)計

猜想：平拋運動的速度越大，水平位移就越大？水平拋出的速度越大，物體在空中運動的時間就越長？設(shè)計實驗：從同一高度以不同速度水平拋出兩個物體，比較物體在空中運動的時間。

平拋運動規(guī)律的實驗探究（案例）

——科學(xué)探究過程的設(shè)計

進(jìn)行實驗：發(fā)現(xiàn)同時落地。當(dāng)把速度較小的物體改為做自由落體運動，也和平拋物體同時落地，說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動。實驗記錄：設(shè)法描繪出某一平拋運動的軌跡。

平拋運動規(guī)律的實驗探究（案例）

——科學(xué)探究過程的設(shè)計

分析論證：根據(jù)豎直方向的自由落體及其運動的軌跡，分析平拋運動物體水平方向的運動特征。第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

實驗:研究平拋運動曲線運動圓周運動向心力拋體運動的規(guī)律生活中的圓周運動向心加速度質(zhì)點在平面內(nèi)的運動

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法現(xiàn)行教科書：分析：做勻速圓周運動的物體受到向心力作用實驗得出：向心力的大小跟m、r、ω都有關(guān)系“可以證明”，向心力的大小等于F＝mrω2

實驗裝置比較復(fù)雜，難以作為學(xué)生實驗；力的大小的呈現(xiàn)比較間接，不易形成直觀認(rèn)識。

學(xué)生沒有經(jīng)歷這個過程

從力要產(chǎn)生加速度導(dǎo)出向心加速度的公式閱讀材料：向心加速度公式的推導(dǎo)做一做：感受向心力（m、r、ω大，則F大）

學(xué)生只有動力學(xué)的向心加速度概念。

推導(dǎo)的基礎(chǔ)不牢，作為閱讀材料，難以落實

起到一定的彌補作用。

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

思考與討論做勻速圓周運動的物體一定受力。地球繞太陽運動，地球所受的力指向什么方向？小球繞圖釘做勻速圓周運動，小球所受的力指向什么方向？

直接經(jīng)驗的啟示雖然沒有十足的把握，但給了我們強烈的提示：它很可能是指向圓心的！

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

分析

v

的方向，確定

an

的方向。用運動學(xué)的方法分析速度矢量的方向，得出一般性的普適的結(jié)論。倡導(dǎo)理性思維。

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

科學(xué)是在猜測、分析與驗證的過程中前進(jìn)的。猜測：由直接經(jīng)驗的啟示，向心力的方向很可能是指向圓心的！理論分析：用運動學(xué)的方法分析速度矢量的方向，得出一般性的結(jié)論。

向心加速度難點在于Δv，這是正確認(rèn)識圓周運動的基礎(chǔ)。給出運算過程中要注意的問題，減小臺階，降低坡度。

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

理論分析：通過實例引入向心力概念，通過牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式。實驗驗證：用圓錐擺粗略驗證向心力公式。實踐體驗：體驗在v

相同、ω相同兩種情況下F與r的關(guān)系。

至此，學(xué)生獲得的是完整的向心加速度概念·裝置簡單,能當(dāng)學(xué)生實驗；·也是一個應(yīng)用知識的實例

通過體驗來認(rèn)識r和F的定量關(guān)系，強化實踐意識。

向心力、向心加速度的方向

——從特殊到一般的科學(xué)方法

向心力和半徑是成正比還是成反比？實驗時，rA＝40cm，rB＝80cm，每秒鐘喊口令2次。

操作一：手握A，每秒1周；操作二：手握B，每秒1周；操作三：手握A，每秒2周；比較一和二：ω相同，F(xiàn)跟r成正比：比較二和三：v相同，F(xiàn)跟r成反比：

意識很難通過集中灌輸來建立。新課程的各種體驗性活動有利于實踐意識的形成。航天器中的失重——科學(xué)探究

思考與討論

地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……

嘗試提出自己的猜想與假設(shè)、分析論證得出結(jié)論。

第六章萬有引力與航天

新舊教材內(nèi)容不同處理的對比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

太陽與行星間的引力行星的運動萬有引力理論的成就萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

太陽與行星間的引力行星的運動萬有引力理論的成就萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行

人類對行星運動規(guī)律的認(rèn)識

——科學(xué)價值觀

科學(xué)足跡

科學(xué)與歷史科學(xué)與藝術(shù)科學(xué)與社會科學(xué)發(fā)展與思想解放

人類對行星運動規(guī)律的認(rèn)識

——科學(xué)價值觀

教科書要使學(xué)生通過科學(xué)內(nèi)容看到其背后人的智力活動與人的情感。行星的運動——科學(xué)過程與方法

行星的逆行——好奇↓第谷的近萬個觀測數(shù)據(jù)——頭疼↓開普勒的三句話——眼前一亮開普勒并不知道：天機↓第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

太陽與行星間的引力行星的運動萬有引力理論的成就萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行

太陽與行星間的引力

——科學(xué)方法、審美體驗

太陽對行星的引力（引力等于向心力）行星對太陽的引力（牛頓第三定律）太陽與行星間的引力旁批：由紛繁的數(shù)據(jù)到幾句話，又到一個公式，形式越來越深刻?！?/p>

教科書呈現(xiàn)方式上的改變，表明其課程理念及目標(biāo)要求上的變化。

萬有引力定律——科學(xué)探究

猜想：眾行星與太陽之間的作用力也許真的是同一種力，遵循相同的規(guī)律？……實驗驗證：月—地驗證。從特殊到一般的科學(xué)方法教育想法的正確性要由事實來檢驗。

萬有引力定律——科學(xué)探究

分析推理：大膽地把以上結(jié)論推廣到宇宙中的一切物體。至此，學(xué)生獲得的是能認(rèn)可的萬有引力定律。萬有引力定律比開普勒定律更深刻：揭示了運動的原因更普遍：適用于一切物體更簡練：一個公式實驗驗證：引力常量的測量。萬有引力定律——科學(xué)文化

第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

太陽與行星間的引力行星的運動萬有引力理論的成就萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行萬有引力理論的成就——科學(xué)文化

第谷的觀測數(shù)據(jù)成千上萬，但那只是有關(guān)太陽系的行星的數(shù)據(jù)，因此只能算是“零星”的事實；把行星之間的引力推廣到月球—地球之間、地球與地面物體之間，以至推廣到一切物體之間，這是“猜想”；“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多收獲！”

——馬克·吐溫萬有引力理論的成就——科學(xué)文化

后來測得了萬有引力常量G，于是根據(jù)萬有引力定律得出了可檢驗的結(jié)論——對海王星的預(yù)言。海王星的發(fā)現(xiàn)和天體質(zhì)量的測量則是“收獲”?！翱茖W(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多收獲！”

——馬克·吐溫萬有引力理論的成就——科學(xué)價值

計算天體的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)未知天體宇宙航行——科學(xué)?技術(shù)?社會

火箭飛行理論的創(chuàng)始人齊奧爾科夫斯基的名句：地球是人類的搖籃，但是人類不會永遠(yuǎn)生活在搖籃里。

STS：航天事業(yè)改變著人類生活

萬有引力定律的建立

——展示科學(xué)的本來面目

行星的逆行——好奇↓第谷的近萬個觀測數(shù)據(jù)——頭疼↓開普勒的三句話——眼前一亮開普勒并不知道：天機↓

萬有引力定律的建立

——展示科學(xué)的本來面目

牛頓的一個公式——更簡潔、更深刻↓卡文迪許的實驗——實驗驗證↓稱量地球、發(fā)現(xiàn)新天體、電視播……

——滿足感第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

太陽與行星間的引力行星的運動萬有引力理論的成就萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行經(jīng)典力學(xué)的局限性——科學(xué)觀

從低速到高速

(當(dāng)v?c時,相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)……)

從宏觀到微觀

(當(dāng)h忽略不計時,量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)……)

從弱引力到強引力……

一個新的科學(xué)理論的建立并不意味著原有科學(xué)理論的被推翻,而是原有科學(xué)理論在一定條件下成為新理論的一部分。

科學(xué)結(jié)論的普適性總是相對的，科學(xué)就是在不斷探索更廣泛適用的理論中得到發(fā)展的。第七章機械能守恒定律

新舊教材內(nèi)容不同處理的對比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

功率功追尋守恒量探究彈性勢能的表達(dá)式機械能守恒定律重力勢能能量守恒定律與能源實驗:探究功與速度變化的關(guān)系動能和動能定理功能關(guān)系實驗：驗證機械能守恒定律第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

功率功追尋守恒量探究彈性勢能的表達(dá)式機械能守恒定律重力勢能能量守恒定律與能源實驗：探究功與速度變化的關(guān)系動能和動能定理功能關(guān)系實驗：驗證機械能守恒定律追尋守恒量——科學(xué)價值觀

以往教學(xué)引入能量概念的教學(xué)線索及特點特點：容易讓人感到，定義“功”是為了定義“能”，先有功的概念，才會有能量的概念。而事實不是這樣。定義功的概念并給出功的表達(dá)式。一個物體能對外做功，就說它具有能。舉例說明，做功伴隨著能量的變化，進(jìn)而得出“功是能量變化的量度”。

追尋守恒量——科學(xué)價值觀

新教科書引入能量概念的教學(xué)線索及特點

科學(xué)概念的力量在于它具有解釋和概括一大類自然現(xiàn)象的能力。在這方面能量概念的作用十分獨特。由伽利略理想實驗引入能量概念。給出動能、勢能的定性含義。用牛頓動力學(xué)的語言描述伽利略理想實驗不完整把守恒思想的滲透貫穿于能量學(xué)習(xí)的全過程。追尋守恒量——科學(xué)價值觀

追尋守恒量——科學(xué)價值觀

科學(xué)家們一直在關(guān)注自然現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系……1801年戴維發(fā)現(xiàn)電流的化學(xué)效應(yīng)(電和化學(xué)的聯(lián)系)1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)(電和磁的聯(lián)系)1821年塞貝克發(fā)現(xiàn)溫差電現(xiàn)象(熱和電的聯(lián)系)1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象(電和磁的聯(lián)系)1840年焦耳發(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng)(電和熱的聯(lián)系)1842年邁爾表述了能量守恒定律，并計算出熱功當(dāng)量的數(shù)值(力和熱的聯(lián)系)1843年焦耳測定了熱功當(dāng)量的數(shù)值(力和熱的聯(lián)系)1847年亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)能量守恒定律……第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

功率功追尋守恒量探究彈性勢能的表達(dá)式機械能守恒定律重力勢能能量守恒定律與能源實驗：探究功與速度變化的關(guān)系動能和動能定理功能關(guān)系實驗：驗證機械能守恒定律功、功率——科學(xué)知識

功的概念起源于早期工業(yè)革命的需要。即比較蒸汽機效益的辦法。功的重要意義在于它可以決定能量的變化——強調(diào)功與能量變化的聯(lián)系。第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

功率功追尋守恒量探究彈性勢能的表達(dá)式機械能守恒定律重力勢能能量守恒定律與能源實驗:探究功與速度變化的關(guān)系動能和動能定理功能關(guān)系實驗：驗證機械能守恒定律“功和能”教學(xué)線索及特點

通過四個實例講解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”●運動員舉重做了多少功，就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能；●壓縮的彈簧對小球做了多少功，就有多少彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；●機車?yán)熊嚰铀?，牽引力對列車做了多少功，就有多少?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；●起重機提升重物,鋼繩的拉力對重物做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為機械能。特點：“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是作為事實提出的普遍性結(jié)論。（原教科書）“動能和動能定理”教學(xué)線索及特點

●根據(jù)“飛機牽引力做了多少功，飛機的動能就增加多少”來確定動能表達(dá)式?！裢茖?dǎo)得出，確定動能的表達(dá)式。

●把上述表達(dá)式的結(jié)論稱為動能定理。特點：動能的表達(dá)式，是由“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的結(jié)論演繹得來的?！爸亓菽堋苯虒W(xué)線索及特點

●根據(jù)重力的功確定重力勢能表達(dá)式為mgh?！裾f明重力做功和物體勢能變化的關(guān)系?！裾f明重力做功跟路徑無關(guān)。特點：重力勢能的表達(dá)式，是由“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的結(jié)論演繹得來的。重力勢能——科學(xué)過程、理性思維

重力做功跟路徑無關(guān)（證明后得出結(jié)論）為什么討論重力做功的特點？理性思維！重力勢能——科學(xué)過程、理性思維

定義重力勢能Ep＝mgh。原因是mgh這個物理量的特殊意義在于它一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化，恰與勢能的基本特征一致。概括得出重力做的功與重力勢能的關(guān)系WG＝Ep1－Ep2重力勢能——科學(xué)過程、理性思維

●說明重力勢能的大小具有相對性，勢能屬于系統(tǒng)所共有。特點：重力做的功和重力勢能的關(guān)系，是學(xué)生第一次接觸到的功能關(guān)系的例子，功能關(guān)系的知識從此開始滲透。

探究彈性勢能的表達(dá)式

——科學(xué)過程、理性思維

（1）彈性勢能的表達(dá)式可能與哪幾個物理量有關(guān)？舉重時杠鈴所受的重力與它的位置無關(guān)

彈簧的拉力與拉伸的長度有關(guān)

彈力與重力的變化規(guī)律不一樣，彈性勢能與重力勢能的表達(dá)式很可能也不一樣。

探究彈性勢能的表達(dá)式

——科學(xué)過程、理性思維

（2）彈簧的彈性勢能與拉力所做的功有什么關(guān)系？（3）怎樣計算拉力所做的功？

探究彈性勢能的表達(dá)式

——科學(xué)過程、理性思維

●類比重力與重力勢能的關(guān)系，明確彈性勢能表達(dá)式取決于彈力做功的表達(dá)式?！駥椓ψ龉Φ谋磉_(dá)式進(jìn)行理論探究。特點：彈簧的彈力做功也跟路徑無關(guān)，用相同的思路分析彈力做的功跟彈性勢能的關(guān)系，對功能關(guān)系的知識進(jìn)行了一次鞏固和拓展。實驗：探究功與物體速度變化的關(guān)系

——科學(xué)過程、理性思維

物體動能的變化只能決定于外力的功。由于物體因具有速度而獲動能，所以尋求表達(dá)式必須分析外力功與物體速度變化關(guān)系。實驗：探究功與物體速度變化的關(guān)系

——科學(xué)過程、理性思維

橡皮筋法重力法通過改變力獲得成倍數(shù)的功通過改變位移獲得變化的功實驗：探究功與物體速度變化的關(guān)系

——科學(xué)過程、理性思維

實驗方案設(shè)計功的測量速度測量——橡皮筋法——重力法位移相同力不同力相同位移不同水平牽引斜面下滑打點計時器光電門實驗：探究功與物體速度變化的關(guān)系

——科學(xué)過程、理性思維

思路：用1條、2條、3條……橡皮筋彈射小車，得到對應(yīng)的幾個速度（用打點計時器）作出W-v圖象。數(shù)據(jù)處理：W∝v、W∝v2、W∝v3、W∝

……