新课标高中物理必修②教材分析.ppt

新课标高中物理必修教材分析 人民教育出版社物理室 人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心 编著 张颖zy 物理必修 模块 第五章曲线运动 人民教育出版社物理室 新旧教材内容不同处理的对比分析 教材内容框架结构的设计 第五章曲线运动1曲线运动2运动的合成和分解3探究平抛运动的规律4抛体运动的规律5圆周运动6向心加速度7向心力8生活中的向心力 第五章曲线运动一 曲线运动二 运动的合成和分解三 平抛物体的运动四 匀速圆周运动五 向心力向心加速度六 匀速圆周运动的实例分析七 离心现象及其应用实验 研究平抛物体的运动 新 原 新教材大体继承了原教材 曲线运动 运动的合成和分解 平抛运动 匀速圆周运动 的知识线索 关于平抛运动的学生实验 原教材基本上属于测定性实验 测定平抛运动的初速度 新教材把该实验改为探究性实验 第 两节课文分别从实验和理论两个方面探究平抛运动的规律 关于匀速圆周运动 原教材是先学习向心力 再学习向心加速度 新教材是先学习向心加速度 再学习向心力 第五章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 对传统教学段落充实 优化必要的过程 曲线运动的速度方向 改进的教学过程 观察砂轮上的火星 链球运动员投掷链球的照片 提出问题 怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向 实验 通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动 说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切 简单的理论分析 渗透极限的思想 由平均速度过渡到瞬时速度 改进的教学过程 观察砂轮上的火星 链球运动员投掷链球的照片 提出问题 怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向 实验 通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动 说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切 简单的理论分析 渗透极限的思想 由平均速度过渡到瞬时速度 得出结论 做曲线运动的质点经过某位置的速度方向 在曲线过这点的切线方向上 体验 做一个显示抛体运动速度方向的 飞镖 1 观察在空中速度方向的变化 2 观察飞镖插入泥土时的入射角 改进的教学过程 观察砂轮上的火星 链球运动员投掷链球的照片 提出问题 怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向 实验 通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动 说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切 简单的理论分析 渗透极限的思想 由平均速度过渡到瞬时速度 得出结论 做曲线运动的质点经过某位置的速度方向 在曲线过这点的切线方向上 体验 做一做 做一个显示抛体运动速度方向的 飞镖 1 观察在空中速度方向的变化 2 观察飞镖插入泥土时的入射角 第五章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 实验 研究平抛运动 曲线运动 圆周运动 向心力 抛体运动的规律 生活中的圆周运动 向心加速度 质点在平面内的运动 抛体运动 科学方法 人民教育出版社物理室 例 抛体运动原来的教学大纲对抛体运动的要求是 平抛运动 B 这是一个干巴巴的知识点 课程标准的要求则是 会用运动合成与分解的方法分析抛体运动 其中的 分析 用 方法 体现了对于过程与方法的要求 按照课程标准的精神 新教科书在抛体运动的教学中 展示了质点在平面内运动时解决问题的规范化的方法 教学层次如下 1 以红蜡块的运动为例 按下面的步骤介绍普遍性的方法 坐标与时间的关系 x vxt y vyt 轨迹 消去t 得到y vx vy x 速度的大小和方向红蜡块问题是由分速度求合速度及轨迹 接下来的是下面的例题 要由速度求它在互相垂直的两个方向上的分速度 让学生悟出一个道理 物体在平面上的运动可以在相互垂直的方向上分别研究 或者相反 水平方向 力F 0 初速度v0 v 由此可以得到抛体在x方向的位移x vt 竖直方向 力F 重力 加速度 g 初速度v0 0 所以抛体在y方向的位移是y 1 2 gt2 有了x y两个方向的坐标与时间的关系之后 仿照红蜡块问题的程序 可以得出抛体轨迹的表达式及速度的大小 速度的方向 1 以红蜡块的运动为例 按下面的步骤介绍普遍性的方法 2 把这个道理应用于平抛运动 1 以红蜡块的运动为例 按下面的步骤介绍普遍性的方法 2 把这个道理应用于平抛运动 3 如果抛出时的速度不沿水平方向 那么 1 以红蜡块的运动为例 按下面的步骤介绍普遍性的方法 2 把这个道理应用于平抛运动 3 如果抛出时的速度不沿水平方向 那么 抛体运动 科学方法 人民教育出版社物理室 解决这类问题的一般方法分析抛体在x y两个方向上的受力 列出抛体在x y两个方向上的运动方程 确定抛体的位置与时间的关系 得到抛体在xy平面中的运动轨迹 消去t 求出抛体速度的大小和方向 得到的是解决抛体运动 质点在二维竖直平面内运动 的一般性方法 实验 研究抛体运动 人民教育出版社物理室 科学探究过程的设计要符合学生的认知规律 某节 平抛运动规律的实验探究 观摩课片断 把两个小球同时从两个圆弧槽上相同高度滚下 同时从圆弧下端水平离开圆弧 一个作平抛运动 另一个在它的正下方水平轨道上作匀速直线运动 发现两球恰好在水平轨道上相碰 由此可知 平抛运动在水平方向上是匀速运动 事先怎么知道它们会在水平轨道上相碰 改进的 平抛运动规律的实验探究 方案 平抛运动的速度越大 水平位移越大 是不是平抛的速度越大 物体在空中运动的时间就越长 从同一高度以不同速度水平抛出两个物体 发现同时落地 把速度较小的物体改为做自由落体运动 也和平抛物体同时落地 说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 改进的 平抛运动规律的实验探究 方案 平抛运动的速度越大 水平位移越大 是不是平抛的速度越大 物体在空中运动的时间就越长 从同一高度以不同速度水平抛出两个物体 发现同时落地 把速度较小的物体改为做自由落体运动 也和平抛物体同时落地 说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 设法描绘出某一平抛运动的轨迹 改进的 平抛运动规律的实验探究 方案 平抛运动的速度越大 水平位移越大 是不是平抛的速度越大 物体在空中运动的时间就越长 从同一高度以不同速度水平抛出两个物体 发现同时落地 把速度较小的物体改为做自由落体运动 也和平抛物体同时落地 说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 设法描绘出某一平抛运动的轨迹 根据竖直方向上的自由落体 由运动轨迹分析平抛运动物体水平方向上的运动特征 改进的 平抛运动规律的实验探究 方案 平抛运动的速度越大 水平位移越大 是不是平抛的速度越大 物体在空中运动的时间就越长 从同一高度以不同速度水平抛出两个物体 发现同时落地 把速度较小的物体改为做自由落体运动 也和平抛物体同时落地 说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 设法描绘出某一平抛运动的轨迹 根据竖直方向上的自由落体 由运动轨迹分析平抛运动物体水平方向上的运动特征 第五章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 实验 研究平抛运动 曲线运动 圆周运动 向心力 抛体运动的规律 生活中的圆周运动 向心加速度 质点在平面内的运动 传统教学 分析做匀速圆周运动的物体受到向心力作用 实验得出 向心力的大小跟m r 都有关系 可以证明 向心力的大小等于F mr 2 从力要产生加速度导出向心加速度意义和公式 阅读材料 向心加速度公式的推导 做一做 感受向心力 m r 大 则F大 实验装置比较复杂 难以作为学生实验 力的大小的呈现比较间接 不易形成直观认识 学生没有经历这个过程 学生只有动力学的向心加速度概念 对 加速度 运动学含义没有认识 推导的基础不牢 作为阅读材料 难以落实 起到一定的弥补作用 新教科书 人教版 通过加速度概念和平行四边形定则 明确 速度变化量 概念 物理 向心加速度难点在于 v 正确认识圆周运动的 v至此已经有了相当基础 这里又作了进一步强化 还可以把v2变为和v1的方向相反来分析 返回原页 新教科书 人教版 用一定的篇幅 设立小标题 进一步明确 速度变化量 概念 通过五个步骤说明 t很小时匀速圆周运动的 v指向圆心 引入向心加速度 向心加速度难点在于 v 正确认识圆周运动的 v至此已经有了相当基础 这里又作了进一步强化 把对 v方向的分析分为五步骤 减小台阶 降低坡度 1 分别作出质点在A B两点的速度矢量 长度一样 2 将vA的起点移到B 并保持vA的长度和方向不变 3 以vA的箭头端为起点 vB的箭头端为终点作矢量 v 4 v t是质点由A到B的平均加速度 v的方向就是加速度的方向 5 当 t很小很小时 AB非常接近 等腰三角形的底角接近直角 v的方向跟vA 或vB 的方向垂直 即指向圆心 新教科书 人教版 用一定的篇幅 设立小标题 进一步明确 速度变化量 概念 通过五个步骤说明 t很小时匀速圆周运动的 v指向圆心 引入向心加速度 给出向心加速度公式 在 做一做 中让学生尝试自己进行推导 通过实例引入向心力概念 通过牛顿第二定律推导向心力公式 用圆锥摆粗略验证向心力公式 向心加速度难点在于 v 正确认识圆周运动的 v至此已经有了相当基础 这里又作了进一步强化 把对 v方向的分析分为五步骤 减小台阶 降低坡度 v问题解决了 推导只是数学问题 放在 做一做 中 兼顾学生的差异性 至此 学生获得的是完整的向心加速度概念 装置简单 能当学生实验 也是一个应用知识的实例 新教科书 人教版 用一定的篇幅 设立小标题 进一步明确 速度变化量 概念 通过五个步骤说明 t很小时匀速圆周运动的 v指向圆心 引入向心加速度 给出向心加速度公式 在 做一做 中让学生尝试自己进行推导 通过实例引入向心力概念 通过牛顿第二定律推导向心力公式 用圆锥摆粗略验证向心力公式 做一做 体验在v相同 相同两种情况下F与r的关系 向心加速度难点在于 v 正确认识圆周运动的 v至此已经有了相当基础 这里又作了进一步强化 把对 v方向的分析分为五步骤 减小台阶 降低坡度 v问题解决了 推导只是数学问题 放在 做一做 中 兼顾学生的差异性 至此 学生获得的是完整的向心加速度概念 装置简单 能当学生实验 也是一个应用知识的实例 通过体验来认识r和F的定量关系 强化实践意识 通过 体验性实验 增强实践意识 该实验的主要目的是建立 相同 v相同 的实践形象 强化实践意识 第六章万有引力与航天 人民教育出版社物理室 新旧教材内容不同处理的对比分析 教材内容框架结构的设计 第六章万有引力与航天1行星的运动2太阳与行星间的引力3万有引力定律4万有引力理论的成就5宇宙航行6经典力学的局限性 第六章万有引力定律一 行星的运动二 万有引力定律三 引力常量的测定四 万有引力定律在天文学上的应用五 人造卫星宇宙速度六 行星 恒星 星系和宇宙 新 原 新教材新教材大体继承了原教材的知识线索 在关于 万有引力与航天 方面的知识要求没有大的变化 新教材在 行星的运动 与 万有引力定律 之间增加一节课文 太阳与行星间的引力 旨在放缓万有引力定律发现历程的展现 为学生学习万有引力定律的发现奠定更充分的知识基础 经典力学的局限性 是共同必修模块的最后一节课 在 万有引力理论的成就 后面 用 经典力学的局限性 来作为必修教材力学的结尾 是对学生所学经典力学的一次总结 第六章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 太阳与行星间的引力 行星的运动 万有引力理论的成就 万有引力定律 经典力学的局限性 宇宙航行 开普勒第三定律 万有引力定律的建立 科学过程与方法及情感体验 人民教育出版社物理室 教科书的线索是这样的 神奇的行星运动 行星的逆行 第谷的观测数据开普勒行星运动定律太阳对行星的引力行星对太阳的引力 作用力与反作用力 太阳与行星之间的引力F G Mm r2虽然这个公式的形式与我们熟知的万有引力定律的公式相同 但它还不是万有引力定律 它来源于开普勒行星运动定律 而这个定律只适用于太阳系的行星 所以我们还远不能称它为 万有 的引力 万有引力定律的建立 科学过程与方法及情感体验 人民教育出版社物理室 牛顿的创造性工作是设想行星与太阳之间的引力跟地球与月球 地球与地面物体之间的相互作用力是同一种力 并且证明了这一点 不但如此 他还把这种力推广到一切物体之间 教科书接下来的线索则是 观测数据支持 地球与月球的引力 地球与地面物体的引力 的猜想推广到一切物体 万有引力定律 测定引力常量 后人的工作 称量天体的质量 发现未知天体 航天事业 万有引力定律的建立 科学过程与方法及情感体验 人民教育出版社物理室 教科书还抄录了一个 外行人 马克 吐温的话 科学真是迷人 根据零星的事实 增添一点猜想 竟能赢得那么多收获 杰出人物的心灵是相通的 这话虽然出自外行人之口 却道出了科学方法的真谛 那就是 不完整的事实 猜想与假设 可检验的结论 新事实的检验 第谷的观测数据行星引力推广到一切物体预言海王星发现海王星 测量天体质量 第七章机械能守恒定律 人民教育出版社物理室 新旧教材内容不同处理的对比分析 教材内容框架结构的设计 第七章机械能及其守恒定律1追寻守恒量2功3功率4重力势能5探究弹性势能的表达式6探究功与物体速度变化的关系7动能和动能定理8机械能守恒定律9实验 验证机械能守恒定律10能量守恒定律与能源 第八章机械能一 功二 功率三 功和能四 动能动能定理五 重力势能六 机械能守恒定律七 机械能守恒定律的应用 八 伯努利方程实验 验证机械能守恒定律 新 原 第七章机械能及其守恒定律1追寻守恒量2功3功率4重力势能5探究弹性势能的表达式6探究功与物体速度变化的关系7动能和动能定理8机械能守恒定律9实验 验证机械能守恒定律10能量守恒定律与能源 第八章机械能一 功二 功率三 功和能四 动能动能定理五 重力势能六 机械能守恒定律七 机械能守恒定律的应用 八 伯努利方程实验 验证机械能守恒定律 新 原 原教材以 功是能量转化的量度 结论为基础展开对动能 重力势能的探讨 新教材在了解重力势能和弹性势能的基础上 从实验和理论两方面探究功与物体速度变化的关系 得出动能和动能定理的表达式 功能关系是逐步渗透的 新教材增加 探究弹性势能的表达式 但对结论不作要求 增加 删去 第七章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 功率 功 追寻守恒量 探究弹性势能的表达式 机械能守恒定律 重力势能 能量守恒定律与能源 实验 探究功与速度变化的关系 动能和动能定理 功能关系 实验 验证机械能守恒定律 追寻守恒量 科学价值观 人民教育出版社物理室 以往教学引入能量概念的教学线索及特点 特点 容易让人感到 定义 功 是为了定义 能 先有功的概念 才会有能量的概念 而事实不是这样 定义功的概念并给出功的表达式 一个物体能对外做功 就说它具有能 举例说明 做功伴随着能量的变化 进而得出 功是能量变化的量度 追寻守恒量 科学价值观 人民教育出版社物理室 在过去的教学中 我们总是先学习能量的概念 而后研究一两个具体问题 发现动能与势能在某些过程中不变 由此引出机械能守恒定律 实际上 在物理学的发展过程中 能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的 能量的概念之所以重要 就是因为它是个守恒量 守恒关系是自然界中十分重要的一类关系 我们强调方法的教育 观念的教育 就要从中学时代开始加强学生对守恒关系的认识 根据这样的思想 本书把守恒思想的提出放到了具体的能量概念之前 并把它渗透在能量学习的全过程 今后在其他守恒关系的处理时也会遵循这样的原则 人民教育出版社物理室 第七章教材框架结构的设计 人民教育出版社物理室 功率 功 追寻守恒量 探究弹性势能的表达式 机械能守恒定律 重力势能 能量守恒定律与能源 实验 探究功与速度变化的关系 动能和动能定理 功能关系 实验 验证机械能守恒定律 原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点 功和能 通过四个实例讲解 功是能能量转化的量度 运动员举重做了多少功 就有多少化学能转化为重物的重力势能 压缩的弹簧对小球做了多少功 就有多少弹性势能转化为动能 机车拉着列车加速 牵引力对列车做了多少功 就有多少内能转化为机械能 起重机提升重物 钢绳的拉力对重物做了多少功 就有多少电能转化为机械能 动能和动能定理 根据 飞机牵引力做了多少功 飞机的动能就增加多少 来确定动能表达式 推导得出 确定动能的表达式 把上述表达式的结论称为动能定理 重力势能 根据重力的功确定重力势能表达式为mgh 说明重力功和物体势能变化的关系 说明重力做功跟路径无关 特点 1 功是能量转化的量度 是作为事实提出的普遍性结论 2 功是能量转化的量度 是确定动能和重力势能表达式的根据 3 把动能和动能定理两个知识的形成结合起来在同一节课讲授 新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点 重力势能 重力做功跟路径无关 证明后得出结论 定义重力势能Ep mgh 概括得出重力功与重力势能的关系WG Ep1 Ep2 说明重力势能的大小具有相对性 势能属于系统所共有 探究弹性势能的表达式 类比重力与重力势能的关系 明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式 对弹力做功的表达式进行理论探究 动能和动能定理 推导得出 分析 就是我们寻求的动能表达式 称为动能定理 探究做功与物体速度变化的关系 背景 已知重力功跟重力势能 弹力功跟弹性势能的变化关系 若不考虑势能 外力对物体做将功产生什么效果 实验探究后初步得出 外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比 重力功和重力势能的关系 是学生第一次接触到的功能关系的例子 功能关系的知识从此开始渗透 因此 对重力势能的学习 需要比较系统和深入 新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点 重力势能 重力做功跟路径无关 证明后得出结论 定义重力势能Ep mgh 概括得出重力功与重力势能的关系WG Ep1 Ep2 说明重力势能的大小具有相对性 势能属于系统所共有 探究弹性势能的表达式 类比重力与重力势能的关系 明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式 对弹力做功的表达式进行理论探究 动能和动能定理 推导得出 分析 就是我们寻求的动能表达式 称为动能定理 探究做功与物体速度变化的关系 背景 已知重力功跟重力势能 弹力功跟弹性势能的变化关系 若不考虑势能 外力对物体做将功产生什么效果 实验探究后初步得出 外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比 弹簧的弹力做功也跟路径无关 用相同的思路分析弹力功跟弹性势能的关系 对功能关系的知识进行了一次巩固 拓展了对于科学探究的认识 探究弹性势能的表达式 物理 第7章 在探究的过程中 要依次解决下面几个问题 1 弹性势能的表达式可能和哪几个物理量有关 2 弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系 3 怎样计算拉力做的功 4 怎样计算这个求和式 新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点 重力势能 重力做功跟路径无关 证明后得出结论 定义重力势能Ep m