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高中物理必修1（教科版） 第二章力教材分析 北京市陈经纶中学高一物理备课组 石亚璞（执笔） 2008年10月6日,新课标的要求 1.力 （1）知道力的概念，在具体问题中能说出施力物体和受力物体。 （2）知道力的三要素，会正确画出力的图示或力的示意图。 2.重力 （1）知道重力的概念。 （2）知道重力大小与物体质量的关系式。 （3）知道重心的概念。 3.弹力 （1）知道弹力的概念，能正确判断并描述弹力的方向。 （2）运用胡克定律进行简单计算。（不讨论组合弹簧劲度系数的问题） 4.摩擦力 （1）知道摩擦力的概念及分类。 （2）知道静摩擦力和最大静摩擦力的概念。（不出现最大静摩擦因数） （3）知道滑动摩擦力的概念，正确判断滑动摩擦力的方向. (4) 知道影响滑动摩擦力大小的因素，运用动摩擦因数计算滑动摩擦力。 5.力的合成和分解 （1）理解合力和分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算。 （2）能够正确区分矢量与标量。 （3）理解力的平行四边形定则。（力的合成与分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决）,会考的要求 1.力，力是矢量，力的三要素，力的图示和力的示意图（A） 2.重力，重心（A） 3.弹力，胡克定律（B） 4.静摩擦力（A） 5.滑动摩擦力，滑动摩擦力公式和动摩擦因数（B） 6.力的合成和分解，平行四边形定则（B） 说明： 1.互成角度的力的合成和分解，主要考查作图法，在计算方面，只要求会应用直角三角形的知识求解。应懂得矢量有不同于标量的运算规则。 2.物体的受力分析只要求处理受力情况比较简单的问题。,高考的要求 11力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变化的原因.力是矢量.力的合成和分解（） 12万有引力定律重力重心（） 13形变和弹力胡克定律（） 14静摩擦最大静摩擦力（ ） 15滑动摩擦滑动摩擦力（） 说明： 1在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力 2不要求知道静摩擦因数,本章内容在模块体系中的地位和作用 从知识本身来说，本章讲述的有关“力”的基础知识，是研究静力学和动力学所必需的预备知识，因此本章的内容具有基础性和预备性，目的就是通过学习一些具体的力的知识，如重力、弹力和摩擦力等，为以后了解和掌握抽象的力的概念及规律做一些铺垫。 从物理方法来说，本章全面阐述了平行四边形定则，为物理中矢量的分析研究奠定了基础。探究“弹簧弹力和伸长的关系”、“探究力的平行四边形定则”等，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。 本章内容较第一章运动学更加抽象，研究和解决问题的方法更加侧重思维，特别是矢量的运算规则，对学生来说，难度较大，所以在本章教学中，要注重引导学生把握这些方法的一般思路和实验的基本操作，有意识地引导学生运用这些方法来思考和研究自己身边物理现象，将起到事半功倍的作用。,本章内容的特点 1、体现基础性和预备性 2、进一步完善对矢量及其合成法则的认识 第一章只是认识了位移、速度、加速度等矢量，本章则更加深入地认识矢量，认识矢量更关键的含义在于它必须满足一定的运算法则平行四边形定则。 3、体现教材内容的开放性 例如几种力的大小与类型；重力影响着我们的世界；自然界中的四种基本作用力等等。这样将物理知识及在社会、技术中的应用向学生介绍，既能很好地说明物理与生活息息相关，也极大地开阔了学生的视野。 4、体现与生活实际的联系 力的概念最早就是从日常生活和劳动中产生的，本章教学注意从生活实际入手，并且增加了运用所学知识解释生活及简单的生产实际中的一些问题的习题。 5、体现探究性和自主性 本章强调了实验探究的重要性，让学生初步体会探究过程中的科学方法，还强调了学生参与和体验的自主学习方式，让学生通过实验自己去体会、认识、概括、总结。,本章的教学方式和教学方法 1、注意与初中物理的衔接。第一，要重视学生原有知识，注重对比初高中对同一个物理概念教学要求层次的差异；第二、要降低台阶，让学生逐渐适应高中的教学要求和学习方式的转变，不可盲目追求一步到位，一次讲到位就少了一次发现问题并力求解决问题的努力机会。 2、重视物理思想和方法的教学。本章涉及到等效替代法、微小变量放大法，假设法判断摩擦力是否存在等，这些都能很好地提高学生的思维水平；实验中的探究、用图象处理数据，将直接提高学生解决实际问题的能力和利用数学研究物理的能力，并培养学生学习物理的积极性。 3、多种教学方式的综合应用。本章内容与生活、技术、社会紧密联系，因此在教学中要紧密联系实际，特别是学生身边的生活实际、现代科技，要坚持以问题为主线呈现教学内容，从贴近学生生活的物理现象中创设物理情景，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，使学生自主提出有价值的物理问题，在教师的指导下制定合理的探究方案。要认真思考“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学原则在本章的贯彻实施。 4、综合使用实验设施和多媒体、网络等教学资源，采用多样化的教学方式，给学生更多空间，培养学生自主探究、自主学习的能力，促使其逐步形成科学的态度和科学的方法。,本章结构及重难点分析,本章分两个部分 第一部分为力的概念和力学中常见的三种力，建议增加物体的受力分析。教学中应激活学生原有的知识（即顺应），经过引导，构建新的知识结构（即同化）。属认识和知道层次。 第二部分为力的合成和分解。要求在认识力是矢量的基础上，通过实验，让学生理解合力和分力的概念，并学会用平行四边形定则进行力的合成和分解。属理解和掌握层次。 本章重点：三种常见力、力的合成和分解。 本章难点：摩擦力的概念、物体的受力分析、力的分解方法。,教学安排参考建议,1、力、重力 1课时 2、弹力 2课时 3、摩擦力 2课时 4、物体的受力分析 (选讲) 1课时 5、力的合成 1课时 6、力的分解（正交分解）及其应用 2课时 复习课 1课时 测试、讲评 2课时 总共12课时,教材分析及教学建议 一、力、重力 重点：力概念，包括力的三要素和力的图示；重力及竖直方向的理解。 难点：力概念和重心概念的理解 1、力 （1）按照“实例分析 讨论交流 总结归纳”的教学过程，得出力的概念、力的性质、力的作用效果和力的分类。 （2）在复习初中力的图示和力的示意图知识的基础上，着重练习和巩固，强调画图习惯和规范。 （3）指导学生科普性地阅读“几种力的大小与类型”图表和第56页的课外阅读“自然界中的四种基本作用力”，加深对力的感性认识，拓展学生的知识面，使物理知识更贴近自然、生活和科技前沿。 2、重力 （1）重力也是初中学过的，这里仍然用“由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力”这一通俗而模糊的说法，在这里没有必要作过多的解释或说明。 （2）由教材图2-2-1，通过讨论交流得出重力的三要素,关于重力的大小G=mg中，一是应明确g就是加速度，而且是由于重力引起的加速度g；二是要强调g值是变化的（重力加速度表和教材内容）。“微重力”和“重力影响着我们的世界”是一个很好的话题，可以唤起学生的学习兴趣和激情。 关于重力的方向，教科版上直接说“重力的方向竖直向下”，老教材上也是这样，但人教版上却是这样写的：“平时说的竖直向下的方向 ，指的就是重力的方向”。 关于重心的概念可用二力平衡的知识来理解。如拿一根细棍，提问学生：重力作用在哪里？再用线吊起细棍使棍保持水平，让学生分析棍受二个力：重力和线的拉力。由二力平衡可知重力和拉力一定作用在同一条直线上，大小相等，方向相反，从而得出悬点就是重力的作用点。实际上细棍各部分都受重力作用，但这些作用可以等效看成集中于一点，这一点就是重心。重心的概念比较抽象，等效替代又是物理学中的一个重要方法，建议在教学中既要体现等效的思想，又要通过实例让学生感知重心的位置。,背景材料：神舟4号研究微重力环境下液体、气体等流体平衡与运动的规律 “神舟”四号返回舱顺利着陆，目前一些科学实验结果还没有最后揭晓，而空间微重力流体物理的实验已经有了满意的结果。 空间微重力流体物理实验主要研究的是在空间微重力的条件下，液滴的运动有什么规律。这次实验选择的是硅油和氟液两种物质，就像油和水两种物质一样，在地面上，由于水的密度比油大，油自然会漂浮在水上，而在空中微重力的情况下，油摆脱了地球引力和浮力的羁绊而悬浮在水中间，这时如果水的温度发生变化，这滴油就会由温度低的区域向温度高的区域移动，从而留下一条运动的轨迹，神舟四号安装在设备前的一台摄象机恰好把硅油在氟液中运动的全程拍了下来，并时时传回了实验进行过程中的照片。 中科院力学所国家微重力实验室主任胡文瑞院士指出，这次相当成功这个实验，第一个我们技术上是非常成功的，我可以非常精确的控制液滴的体积，这一点在国外还做不到。 胡文瑞院士同时介绍说，在太空制作稀有金属的合金材料时，或是对意外受损的飞船进行空间焊接时，都会碰到材料密度不同而产生的气泡，这就会影响焊接或产品的质量，如果掌握了如何利用温度控制滴液的运动方向这一原理，就会获得高质量、均匀的合金产品和高质量的焊接效果。 流体物理学研究是微重力科学的重点领域，在神舟上开展的流体物理学研究将针对一些具体问题设计实验模型，专家期望通过此次实验能在相关理论中取得突破。,背景材料：神舟七号搭载生物物种之多系历次少见 新华网北京10月2日电 (记者陈玉明余福卿)在1日举行的神舟七号飞船返回舱开舱仪式暨搭载物交接仪式上，搭载神七上天的生物物种引人关注。本次搭载品种之多、涉及学科领域之广、研究课题规格之高、产业化经济价值之大是以往历次搭载所少见。 清华大学搭载了新型生物材料、生物燃料、医药和食品的重要微生物菌种，主要用于“工业生物技术”研究领域。中国科学院搭载了用于空间生命科学实验的南芥、番茄等材料，主要用于空间微重力对高等植物基因表达影响的研究，实验研究结果将为今后载人航天事业的空间保障系统的建立提供科学依据。中国林科院搭载了多种林草类种子，将用于国家“863”计划、国家自然科学基金等项目的研究工作，其研究成果对城市园林绿化的植物配置、对恶劣生态环境的生物恢复等有着相当广泛的应用前景。卫生部纳米生物技术重点实验室搭载了用于医学领域研制抗恶性肿瘤的纳米药物生物原料等多种重要植物品种，可望筛选出具有更高活性和合成能力的抗恶性肿瘤的优良菌株，将产生相当大的经济效益。 另外，福建水产研究院、中国空间科学学会等单位搭载了水产动植物生命活体和中草药，进行水产生物太空诱变育种科学研究及水产生物航天搭载存活技术研究。 “神七”搭载完成了固体润滑材料外太空暴露，试验装置及样品由翟志刚取回。,教材分析及教学建议 二、弹力 重点：弹力的概念（产生的条件及方向的判定）；探究性实验的实施。 难点：弹力的方向，探究性实验。 1、弹力的概念比较抽象，建议通过实例的展示，教师的分析，从认识形 变开始，通过分析形变的过程，让学生从中感受到弹力的存在及特点。“微小形 变的放大”演示实验，不仅是让学生认识微小形变，更是让学生知道把微小变量 放大是物理学中常用的方法。 2、弹力方向的教学本来是一个难点，若只从压力、支持力和拉力这几种 具体的弹力分析弹力的方向，学生接受起来并不困难，我个人认为现阶段这是 最好的办法，为了防止学生认为压力和支持力都是沿竖直方向的错误认识，要 补充分析一下物体在斜面上时的压力和支持力，还可以分析一下用手指向上压 天花板时的情况。建议不讲“弹力的方向总是与引起形变的作用力的方向相 反”，这句话确实科学严谨，但讲起来费时费力，效果也不尽人意。 3、探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系的实验探究，涉及到了力、长度的 测量,实验数据的处理，数学图象的应用等，综合能力要求很高，教师应根据学 生情况、实验室条件的不同，可以将学生分成若干组，每一组选用相同规格的 弹簧，而不同组使用不同规格的弹簧。也可以由教师演示，学生参与。最后在 教师指导下，由学生通过Fx图象分析弹力与形变量的关系。,教材分析及教学建议 三、摩擦力 重点：摩擦力的产生条件，大小、方向的判断。 难点：静摩擦力的存在与否及方向的判断。 1、滑动摩擦力 （1）首先通过实例，让学生感受到滑动摩擦力的存在，进一步分析并讨论交流，总结出滑动摩擦力的产生条件。其次通过实验让学生体会不同物体间滑动摩擦力的大小是不同的，从而激发学生去思考“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关?”，然后在初中已有定性关系的基础上，通过实验（可以用P55“发展空间”第三题的实验方法，这个实验装置还可以用来研究滑动摩擦力大小跟相对运动快慢之间有无关系）得出定量关系。 （2）滑动摩擦力的方向是个难点，先举一些简单的例子，然后讨论交流教材图2-4-5的情况，最终明确“滑动摩擦力的方向跟它们之间相对运动的方向相反”。 2、静摩擦力也是一个难点，用人教版本节开篇的漫画引入比较好。通过先观察现象再理性分析，运用学生已有的二力平衡的知识来认识静摩擦力和静摩擦力的方向，然后通过实验活动得出静摩擦力的大小变化的规律。由于学生对“相对运动趋势”常常感到不好理解，也不好判断，所以教学中不要涉及过多、过难的情景（比如静摩擦力作为动力的情况），可以用一些简单的情景，引导学生通过“假设”的方法来判断“相对运动趋势的方向”。,3、摩擦现象中提到滚动摩擦，建议不作深入讨论，只是作为减少摩擦的一种方法加以介绍就行了。无摩擦世界的设想将是一个有趣的话题。,教材分析及教学建议 四、物体的受力分析 重点和难点：受力分析的方法和步骤，规范地画出受力分析图。 通过简单的例子，引导学生规范地画出物体的受力分析图，并归纳总结出物体受力分析的方法和步骤。一定注意不要过多过难，主要目的是让学生学会方法，遵守规则，养成习惯。 教学中要注意以下几点： （1）研究对象的明确和处理。“受”力图而非 “施”力图；把受力物体看作质点并隔离。 （2）只画力的方向和作用线，即画力的示意图。 （3）用常用符号表示各个力。 （4）按重力、弹力、摩擦力的顺序进行受力分析。,教材分析及教学建议 五、力的合成 重点：实验探究力的平行四边形定则。平行四边形定则的运用。 难点：合力和分力的概念，实验探究力的平行四边形定则。 1、合力与分力 通过多个实例分析说明一个力的作用效果是可以与多个力共同作用的效果相同的，因此一个力与作用效果相同的多个力之间是可以相互代换的。等效替代的方法是高中阶段常用的方法之一，在以后的知识学习过程中还会用到。 通过作用在物体上两个大小相等、方向相反的力，对受力物体的作用效果是否为零的讨