选修3系列教材解析.ppt

人教版高中物理课程标准教科书3系列模块 教材分析和教学建议 前言 一 高考方案对高中物理教学的影响 二 高考考试大纲对高中物理教学的影响 教材分析和教学建议 一 新 旧教材章节结构对比 新 第一章1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度4电势能和电势5电势差6电势差与电场强度的关系7静电现象的应用8电容器与电容9带电粒子在电场中的运动 原 第十三章一 电荷库仑定律二 电场电场强度三 电场线四 静电屏蔽五 电势差电势六 等势面七 电势差与电场强度的关系八 电容器的电容九 带电粒子在匀强电场中的运动 十 静电的利用和防止 新 第二章恒定电流1电源和电流2电动势3欧姆定律4串联电路和并联电路5焦耳定律6电阻定律7闭合电路欧姆定律8多用电表9实验 测定电池电动势和内阻10简单的逻辑电路 原 第十四章恒定电流一 欧姆定律二 电阻定律电阻率三 半导体及其应用四 超导及其应用五 电功和电功率六 闭合电路欧姆定律七 电压表和电流表伏安法测电阻 新 第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4磁场对通电导线的作用力5磁场对运动电荷的作用力6带电粒子在匀强磁场中的运动 原 第十五章磁场一 磁场磁感线二 安培力磁感应强度三 电流表的工作原理四 磁场对运动电荷的作用五 带电粒子在磁场中的运动质谱仪六 回旋加速器 第四章电磁感应1划时代的发现2探究电磁感应的产生条件3法拉第电磁感应定律4楞次定律5电磁感应现象的应用6互感和自感7涡流 第十六章电磁感应一 电磁感应现象二 法拉第电磁感应定律三 楞次定律四 椤次定律的应用五 自感现象六 日光灯原理 七 涡流 新 第五章交变电流1交变电流2描述交变电流的物理量3电感和电容对交变电路的影响4变压器5电能的输送 原 第十七章交变电流一 交变电流的产生和变化规律二 表征交变电流的物理量三 电感和电容对交变电流的影响四 变压器五 电能的输送 六 三相交变电流 新 第六章传感器1传感器及其工作原理2传感器的应用 一 3传感器的应用 二 4传感器的应用实例 原 第二册 必加选 阅读 电容式传感器 阅读 动圈式话筒原理 实验 传感器的简单应用 总的感觉 一 结构方面 大体继承了原教材的基本结构和线索 对此 不会造成教学不适应的问题 二 内容方面 新增加的知识内容不多 传感器 门电路 而且在编写这些新内容时 注重基础性 连贯性和可读性 新教科书在知识上不会有大的困难 三 理念方面 新教科书重视 过程 目标的落实 重视 情感 目标的体现 重视联系学生生活 社会实践和现代科技 如何在新教科书的基础上通过教师的进一步创造 在课堂教学中体现新的课程理念 这是实施新课程需要解决的最大问题 课文中有的地方提出了一些新概念 如恒定电场等 旨在增强对原有知识的理解 而不是有意增添新的知识点 二 具体教材分析和教学建议 一 教材分析的几个基本出发点 1 体现模块3系列课程要求的定位 课程标准 关于选修模块的说明 选修课程由10个模块组成 选修1 1 1 2侧重物理学与社会科学和人文科学的融合 强调物理学对人类文明的影响 选修2 1 2 2 2 3侧重从技术应用的角度展示物理学 强调物理学的应用和实践 选修3 1 3 2 3 3 3 4 3 5在注重物理学的应用和社会意义的同时 较系统地介绍物理学的内容 进一步强调物理学的研究思想和方法 一 教材分析的几个基本出发点 1 体现模块3系列课程要求的定位 课程标准 关于选修3 1模块的说明 本模块是选修模块 物理学有自己的实验基础和逻辑结构 有广泛的技术应用 它是人类文化的重要组成部分 它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式 在本模块中 学生将比较全面地学习物理学及其技术应用 了解它与社会发展以及人类文化的互动作用 一 教材分析的几个基本出发点 1 体现模块3系列课程要求的定位 比较系统和全面地学习物理学 强调物理学的研究思想和方法 例如 进一步完善了静电学的知识链 对 串联电路和并联电路 的知识线索进一步规划 在实验探究 决定导体电阻大小的因素 时结合理论探讨 重视物理学史的学习 在习题设计和课题研究中也尽量体现 系统 全面 特点 以上示例将分专题进行具体分析 一 教材分析的几个基本出发点 2 体现新的课程理念 促进学生自主学习 让学生积极参与 乐于探究 勇于实验 勤于思考 重视学习过程中的体验 发展科学探究能力 逐步形成科学态度和科学精神 例如 把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 让学生在解决问题的探究过程中学习新知识 提供科学探究教学设计的思路 学生实验 基本的要求和多样的方法相结合 以上示例将分专题进行具体分析 二 进一步完善了静电学中知识链 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力的功 电场力做功与路径无关 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力的功 试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关 电场力做功与路径无关 电场中两点电势之差叫电势差 试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关 E数值等于沿场强方向单位距离的电势差 E F q WAB EpA EpB Ep q UAB A B U Ed 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力的功 电势定义 单位正电荷由该点移到参考点 零电势 电场力所做的功 定义 UAB WAB q 电势 电势差 电势能 和重力与重力势能类比 静电力做功与路径无关没有证明 原教材中的有关知识链 电场力的功 上述教材的设计有利于知识的类比 三 重视对知识线索的进一步规划和设计 1 串联和并联电路 关于串 并联电路的主要知识线索 串 并联电路的电压关系 串 并联电路的电阻关系 根据电势差的概念理论分析 串 并联电路的电流关系 A B C D 根据 电荷分布稳定 分析得出 导线上堆积电荷分布稳定 导线内恒定电场的形成过程 电流表和电压表 及量程改变 建立电流表和电压表的电路模型 第三节串联电路和并联电路电压表和电流表 一个电压可读的大电阻 一个电流可读的小电阻 2004高考 理综 第22题 从电压表的电路模型思考 本题实际上是一个简单的计算题 1 串联电路和并联电路 2 闭合电路欧姆定律 用实验的方法得出闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷 优点 增强了实践意识 提高了探究能力 缺陷 学生对内电压的测量难以理解 实验可以得到 内 外电压之和等于一个常数 的结论 但如何跟电动势发生联系 难从本质上说明 三 重视对知识线索的进一步规划和设计 三 重视对知识线索的进一步规划和设计 1 串联电路和并联电路 2 闭合电路欧姆定律 课程标准 要求 理解闭合电路欧姆定律 教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律 以利于对该定律的理解 推导的核心过程是分析闭合电路以下三处的能量转化外电路 E外 I2Rt 内电路 E内 I2rt 电池化学反应层 W EIt 这需要一个清晰 合理 不断深化的教学线索 电池化学反应层EIt 内电路I2rt 外电路I2Rt 第2节课文 非静电力移送电荷做的功等于其电势能的增加量 电动势与非静电力做功的关系E W q 练习题 根据电动势计算非静电力做功 根据 电场力做功 电势能减小 非静电力做功 电势能增 分析闭合电路各点的电势高低关系 一个沿电流方向电势高低变化的直观图 在图中分清哪是内电路 哪是外电路 在内 外电路电势降落处应用焦耳定律 根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律 通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律 用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解 链4 链6 本节课的结构和线索 四 把理论探讨和实验探究结合起来 关于决定金属导体电阻大小的因素的探究 a和b 长度不同 探究方案一 a和c 横截面积不同 a和d 材料不同 四 把理论探讨和实验探究结合起来 关于决定金属导体电阻大小的因素的探究 1 理论分析导体电阻跟长度的关系 探究方案二 一个导体 可以把它看成是由n段相同长度 横截面积的同样导体串联而成的 2 理论分析导体电阻跟横截面积的关系 一个导体 可以把它看成是由n股相同长度 横截面积的同样导体并联而成的 3 实验探究导体电阻跟材料的关系 可以取不同长度 横截面积 不同材料的导体进行实验 探究不同材料比例常数 5mA R 1 5 I 150 五 把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 如果电流表10mA刻度标为 0 把5mA刻度标为150 把0mA刻度标为 把其它电流刻度都按R 1 5 I 150转换成电阻刻度 它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器 142 欧姆表 关于欧姆表的教学 2 调至满偏后保持R1的值不变 在A B间接入一个150 的定值电阻R2 电流表指针指着何处 3 如果A B间接另一电阻R R的值和电流表读数I有什么关系 G 5mA R 1 5 I 150 教学中还可以进一步配合真实的演示实验 呈现习题的答案和刻度改装的过程 把习题教学 实验 刻度改装和新课教学融合在一个真实的 视听同步的过程中 五 把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 142 图中电源的电动势1 5V 内阻0 5 电流表满偏电流10mA 电流表电阻7 5 A B为接线柱 1 用导线使A B短路 此时 应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表达到满偏电流 一个例题 关于欧姆表的教学 教科书只有单向传递信息的功能 它只能通过文字和图形把信息提供给读者 教科书无法收集读者的信息 更不可能对读者的信息在教学现场中进行反馈 因此 有呼有应的教学设计需要教师在教科书的基础上进一步创造 本章 多用电表 一节 教科书为教师设计双边活动的教学过程提供了一个初步的框架 六 让学生在解决问题的探究过程中学习新知识 上图中 甲 乙 丙分别是电流表 欧姆表和电压表的示意图 下图是一个单刀多掷开关 通过操作开关 接线柱B可以接通1 也可以接通2或3 现在要使B接通1时 能像图甲那样成为电流表 接通2时像乙那样成为电阻表 接通3时像丙那样成为电压表 这就成了一个简单的多用电表 讨论一下 这个多用电表的电路图是怎样的 请对照两个图 把它在下图基础上画出来 做一做 A 甲 乙 丙 R1 R2 A A A A 1 2 3 1 2 3 A A 甲 乙 丙 R1 R2 A A 6 B 1 A G 2 3 4 5 A S 下面是一个多量程多用电表的电路示意图 电流 电压 电阻各有两个量程 请谈一谈 开关S调到哪两个位置上多用电表测量的是电流 调到哪两个位置上测量的是电压 调到哪两位置上测量的是电阻 两个位置中哪个位置测量的量程大 在识别电阻档和电压档电路时 可以把虚线框内的电路当成一个电流表 说一说 E1 E2 介绍科学发现历史的目的 七 重视物理学史的学习 认识科学发现的基础 欣赏科学发现中的智慧 体会科学发现的价值 学习科学发现中的精神 奥斯特实验背景 楞次定律 八 提供科学探究教学设计的思路 一次 关于楞次定律的探究 课堂教学摘录 当磁铁插入线圈时 线圈中的磁通量增大 当磁铁抽出线圈时 线圈中的磁通量减小 下面探究磁通量增大和减小时线圈中感应电流方向的特点 1 线圈中磁通量增大时 可得出的结论 根据以上 1 和 2 的结论 进一步概括得出 线圈中感应电流的方向和磁通量变化的关系为 怎么事先就知道要比较B感和B铁方向关系 怎么事先就知道表中要列一个 感应电流磁场的方向 2 线圈中磁通量减小时 可得出的结论 增加 相反 减小 相同 阻碍 变化 关于楞次定律的探究 当磁铁插入线圈时 线圈中的磁通量增大 当磁铁抽出线圈时 线圈中的磁通量减小 下面探究磁通量增大和减小时线圈中感应电流方向的特点 线圈磁通量增大的情况 线圈磁通量减小时情况 根据实验记录进行分析可知 线圈中感应电流的方向和磁通量变化的关系为 应用楞次定律判定感应电流方向的思路 感应电流的磁场方向 感应电流的方向 楞次定律 右手螺旋定则 应用楞次定律判定感应电流方向的思路 感应电流的方向 明确研究的对象是哪一个闭合电路 楞次定律 右手螺旋定则 思路 它不单用来判定感应电流方向 较系统 全面 强调研究思想和方法 九 习题设计上重视3系列课程要求的定位 洛伦兹力 洛伦兹力的应用 洛伦兹力跟电场力的平衡问题 较系统 全面 强调研究思想和方法 九 习题设计上重视3系列课程要求的定位 洛伦兹力 洛伦兹力的应用 洛伦兹力跟电场力的平衡问题 自由通电直导线在磁场作用下的运动问题 较系统 全面 强调研究思想和方法 九 习题设计上重视3系列课程要求的定位 洛伦兹力 洛伦兹力的应用 洛伦兹力跟电场力的平衡问题 自由通电直导线在磁场作用下的运动问题 磁感应强度的定义 练习题 2005年全国高考 理综 考试大纲变化的启示 2004年的 用电流表和电压表测电池的电动势和内阻 2005年改为 测定电源的电动势和内阻 统一 基本的实验要求和灵活 多样的实验方法相结合 这是人教版高中物理课程标准教科书对待物理实验 学生实验 的基本原则 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 基本要求 十 实验 基本要求和多种方法相结合 实验原理 根据闭合电路欧姆定律 测出电路中除电动势 内阻以外有关物理量 利用图象或计算 求出电动势和内阻 数据处理 用图象分析时 什么表示电动势 什么表示内阻 怎样减小实验的偶然误差 方法 多种 通过外电路U I R关系的变换 闭合电路欧姆定律可以写成多种方式 因此 通过测量U和I 或者U和R 或者I和R都可以求得电动势和内阻 实验方法的多样性可以拓展学生的思路 可以避免死记实验步骤 有利于灵活把握实验原理 也有利于因地制宜选择实验器材 实验 测定电池的电动势和内阻 教学建议 用水果电池作为被测电源 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 用水果电池作为被测电源的优点 内阻大 有几百到几千 有利于测量 材料容易获得 土豆 铜片 丝 铁片 丝 安全 环保 无污染 激发兴趣 消除对电池的神秘感 教学建议 用水果电池作为被测电源 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 测量方法 土豆电池电动势约0 8V 短路电流约不到1mA 因此可选用J0415型电流表 量程200 A 配合电阻箱进行测量 教学建议 用水果电池作为被测电源 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 测量方法 土豆电池电动势约0 8V 短路电流约不到1mA 因此可选用J0415型电流表 量程200 A 配合电阻箱进行测量 教学建议 用水果电池作为被测电源 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 实验数据 根据实测数据计算路端电压U 作出U I图象如右 教学建议 用水果电池作为被测电源 实验 测定电池的电动势和内阻 十 实验 基本要求和多种方法相结合 注意事项 影响内阻的主要因素是电极和溶液的接触面积 电极间的距离改变对内阻影响较小 建议极板的宽度为2 3cm 插入深度2 3cm 极板间距1 4cm 也可以采用家庭装修多股铜质电源线代替铜片 通电后的短时间内 水果电池内阻不稳定 建议通电几分钟后再进行实验测量 选修3 3模块 教材分析和教学建议 一 新 旧教材章节结构对比 第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的2分子的热运动3分子间的作用力4温度和温标5内能第十章热力学定律1功和内能2热和内能3热力学第一定律能量守恒定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释6能源和可持续发展 原 必加选第二册 第十一章分子热运动能量守恒一 物体是由大量分子组成的二 分子的热运动三 分子间的相互作用力四 物体的内能热量五 热力学第一定律能量守恒定律六 热力学第二定律七 能源环境 新 选修3 3模块 第九章物态和物态变化1固体2液体3饱和汽与饱和汽压4物态变化中的能量交换第八章气体1气体的等温变化2气体的等容变化和等压变化3理想气体的状态方程4气体热现象的微观意义 第十二章固体 液体和气体 一 固体 二 固体的微观结构 三 液体表面张力 四 毛细现象 五 液晶 六 伯努利方程 七 湍流现象八 气体的压强九 气体的压强 体积 温度的关系 原 必加选第二册 新 选修3 3模块 内容结构特点 1 作为一个独立模块 本模块相比原教材的内容有所充实和提高 固体和液体的性质由选学变为必学 增加了饱和汽 未饱和汽 熔化热 汽化热等内容 增加了热力学第二定律的微观解释 扩充和提高了对气体性质的内容要求 细化了对热力学第一定律的教学过程 内容结构特点 1 作为一个独立模块 本模块相比原教材的内容有所充实和提高 2 知识线索的编排顺序为 分子动理论 气体 物态和物态变化 热力学定律 和原教材的 分子热运动 热力学定律 固体 液体 气体 有很大不同 3 更加注重新课程理念的渗透 二 具体教材分析和教学建议 一 学生实验和演示实验的内容丰富 演示 和 实验 用油膜法估测分子的大小 实验 布朗运动 实验 清水和酒精混合体积变小 演示 探究气体等温变化的规律 实验 掷硬币的统计规律 实验 模拟气体压强产生的机理 演示 晶体的各向异性 玻璃和云母片上熔化蜂蜡 实验 用铁框上横绑的松弛棉线观察肥皂膜表面张力现象 实验 观察洁净玻璃板 涂蜡玻璃板水滴的不同浸润现象 演示 观察插入水中的竖直细玻璃管内水面的高度 实验 气体绝热压缩温度升高 演示 气体绝热膨胀温度降低 演示 一 学生实验和演示实验的内容丰富 做一做 溴蒸汽的扩散 硫酸铜溶液的扩散 描述烧瓶内空气的P V图象 铅块 铁块放在沥青 非晶体 上陷落的印痕 比较不同内径玻璃管竖直插入水中管内水面高度的差别 二 对实验方法的陈述注重实验思路 用油膜法估测分子的大小 过去是陈述实验的具体步骤 现在是提出实验所需解决的几个问题和解决这些问题的思路 以上述问题为行文线索 陈述整个实验 有利于发展学生思维的逻辑 有利于对实验的理解 三 实验的设计体现多维的课程目标 例 投掷硬币 大量事物出现的统计规律 一个体现多维目标的实验 大量事物出现的统计规律 知识 认识大量事物的出现具有一定统计规律 过程 当统计数据增大时 发现有一定规律 跟气体分子速率分布图象相似 其规律需要统计发现 但又不很复杂 能激发探究欲望 增强合作意识 情感 一个合作研究的方案 增强合作意识和团队精神 教科书为什么用4枚硬币做实验 一个体现多维目标的实验 大量事物出现的统计规律 为学习 热力学第二定律的微观解释 进行铺垫 四 发挥练习题对教科书的解读功能 课后的练习题 不仅具有巩固所学知识的功能 检测学生知识缺陷的功能 练习题还可以帮助学生建构知识 起到解读教科书的作用 第5页第2题 在做 用油膜法估测分子的大小 实验时 每104ml酒精溶液中有纯油酸6ml 用注射器测得75滴这样的溶液为1ml 把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里 把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓如图7 1 4所示 图中正方形小方格的边长为1cm 1 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少 2 油酸膜的面积是多少 3 按以上数据估算油酸分子的大小 第8页第3题 对显微镜观察到的水中悬浮花粉无规则运动的原因 有以下几种解释 你怎样证明这些解释是错误的 1 水中悬浮的花粉会无规则运动 是因为花粉有生命 2 虽然气温在短时间内看起来是不变的 但实际上一天的气温在不断变化 这些变化是由每时每刻气温的微小变化所造成的 这些微小的气温变化形成了水的微弱对流 致使花粉不停地运动 3 显微镜下的玻璃片看起来静止的 实际上地球每时每刻都在发生地震 只是我们感觉不到这些微弱的振动 显微镜下花粉的无规则运动就是由于这些微弱的无规则振动所引起的 五 联系生活 增强实践意识 1 课文中列举生活中 自然中的事例 例 扩散 表面张力等 五 联系生活 增强实践意识 1 在课文中 列举生活 自然中的事例 例 扩散 表面张力等 2 在栏目中 联系生活中的现象 例 人对湿度的感受 五 联系生活 增强实践意识 1 在课文中 列举生活 自然中的事例 例 扩散 表面张力等 2 在栏目中 联系生活中的现象 例 人对湿度的感受 3 在练习题中 思考生活中的问题 例 浸润现象等 第50页练习6 在一次小发明讨论会上 李晓冬有一个创意 他发现厨房碗柜里酱油瓶的下面总是有黑乎乎的一滩酱油痕迹 这是由于每次倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口顺流下来所造成的 李晓冬想 只要选择一种恰当的材料做一个酱油瓶的瓶口 就能保持瓶子清洁 于是 他把酱油分别滴在不同的材料上进行实验 请你观察图9 2 14 你认为应该选择哪一种材料 请你解释李晓冬这项发明的道理 图9 2 14两种材料上的酱油滴 第73页第4题 小李想估测煤气炉烧水时的效率 他在开水壶里装了体积2 5L的水 测得烧水前的水温是15 水烧开后便停止加热 烧水前 后煤气表的的示数如图10 4 7所示 为了能测出煤气炉烧水的效率 他还需要知道什么数据 请用字母表示相关数据 写出所用的单位 列出计算煤气炉效率的表达式 图10 4 7烧水前 后煤气表的示数 六 让学生在课堂上经历解决问题的过程 教科书在 思考与讨论 说一说 栏目中设置了大量让学生思考 讨论的问题 让在学生自主活动中学习新知识 七 热力学第二定律的微观解释 教学建议 1 需要解释的内容 为什么热量不能自发地从低温物体传到高温物体 热运动的宏观过程有一定的方向性 2 明确几个概念 宏观态和微观态 有序和无序 4个分子在一个中间有一无形隔板的箱子中 犹如四个人在中间有一门槛的房间里一样 对于门槛左右两边不同人数的分布 存在5种情况 如果要进一步分清在左边和右边的哪个人 则又有许多可能的排列 A B C D E a1 e1 把A B C D E称为5个不同的宏观态 把b1 b2 b3 b4称为B所对应的4个微观态 A B C D E a1 b1 b2 b3 b4 c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 d4 e1 如果一个宏观态所对应的微观态比较多 则意味着各处都一样 平均 没有差别 这样的分布称为 无序 有序和无序的相对的 七 热力学第二定律的微观解释 教学建议 3 创设情景 联系 掷币 实验 解释热力学第二定律 1 需要解释的内容 为什么热量不能自发地从低温物体传到高温物体 热运动的宏观过程有一定的方向性 2 明确几个概念 宏观态和微观态 有序和无序 一个箱子被挡板分成左 右两室 左室有气体 右室真空 为简单 设左室气体有4个分子 撤去挡板后 左 右室分子的分布有哪几个宏观态 相对应的微观态有几个 可见 不同宏观态出现的概率跟它们所对应的微观态的数目成正比 无序宏观态出现的概率大 有序宏观态出现的概率小 以上箱子中气体有序的宏观态将自发地向无序变化 正面朝上 分子在左边 反面朝上 分子在右边 设想左室气体分子速度 平均动能 大 右室分子速度小 撤去挡板后不同速度的分子均匀分布两室 不能自发地回到左图的有序状态 说明 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 七 热力学第二定律的微观解释 教学建议 3 创设情景 联系 掷币 实验 解释热力学第二定律 1 需要解释的内容 为什么热量不能自发地从低温物体传到高温物体 热运动的宏观过程有一定的方向性 2 明确几个概念 宏观态和微观态 有序和无序 4 引入熵的概念 用字母 表示某个宏观态所对应的微观态数目 为研究方便 物理学用公式S kln 来表示宏观态的无序程度 把S称为熵 越大 熵S也越大 熵是表示系统内分子运动无序性程度的物理量 一个自发变化的系统 孤立系统 其无序性程度只可能增加 绝不会减小 因此 在任何自然过程中 一个孤立系统的总熵不会减小 热力学第二定律由此也称为熵增加原理 选修3 4模块 教材分析和教学建议 一 新 旧教材章节结构对比 第十一章机械振动1简谐运动2简谐运动的描述3简谐运动的回复力和能量4单摆5外力作用下的振动 原 必加选第二册 第九章机械振动一 简谐运动二 振幅 周期和频率三 简谐运动的图象四 单摆 五 相位六 简谐运动的能量七 受迫振动共振 新 选修3 4模块 新教材的简谐运动按 运动学 动力学 的线索安排教学内容 第十二章机械波1波的形成和传播2波的图象3波长 频率和波速4波的反射和折射5波的衍射6波的干涉7多普勒效应 第十章机械波一 波的形成和传播二 波的图象三 波长 频率和波速四 波的衍射五 波的干涉 六 驻波七 多普勒效应八 次声波和超声波 原 必加选第二册 新 选修3 4模块 用费更斯原理讲解波的反射和折射 第十三章光1光的折射2光的干涉3实验 用双缝干涉测量光的波长4光的颜色色散5波的衍射6光的偏振7全反射8激光 第十九章光的传播一 光的直线传播二 光的折射三 全反射四 光的色散第二十章光的波动性一 光的干涉二 光的衍射三 光的电磁说四 光的偏振五 激光 原 必加选第三册 新 选修3 4模块 除删去 光的直线传播 光的电磁说 两节课文外 其余保留 第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱 第十八章电磁场和电磁波一 电磁振荡二 电磁振荡的周期和频率三 电磁场四 电磁波五 无线电波的发射和接收六 电视雷达 原 必加选第二册 新 选修3 4模块 第十五章相对论简介1相对论的诞生2时间和空间的相对性3狭义相对论的其它结论4广义相对论简介 第二十三章相对论简介一 狭义相对论的基本假设二 时间和空间的相对性三 狭义相对论的其它结论四 惯性力惯性质量和引力质量 原 必加选第三册 新 选修3 4模块 二 具体教材分析和教学建议 一 从运动学的角度定义简谐运动 1 学生对各种类别运动的认识 先认识运动学特点 再了解动力学条件 2 新教材关于简谐运动定义的教学线索 定性描述振动 介绍弹簧振子 实验作出弹簧振子的位移 时间图象 也可以用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像 得到分帧照片 依次排列得到图象 一 从运动学的角度定义简谐运动 1 学生对各种类别运动的认识 先认识运动学特点 再了解动力学条件 2 新教材关于简谐运动定义的教学线索 定性描述振动 介绍弹簧振子 实验作出弹簧振子的位移 时间图象 分析弹簧振子的位移 时间图象是正弦曲线 定义简谐运动 科学漫步 匀速圆周运动质点投影的运动是简谐运动 一 从运动学的角度定义简谐运动 1 学生对各种类别运动的认识 先认识运动学特点 再了解动力学条件 2 新教材关于简谐运动定义的教学线索 3 随后分析物体做简谐运动条件 第3节 分析水平弹簧振子的受力特点 引入回复力概念 分析简谐运动的能量 用回复力条件判断物体是否做简谐运动的思路 练习题 某人想判定以下振动是不是简谐运动 请你陈述求证的思路 可以不定量证明 二 从费更斯原理认识波的反射和折射 1 介绍波面和波线 水波从波源向四周传开 各方向波速相同 所以波峰 波谷分别组成了一个个圆 我们把这些圆叫做一个个波阵面或波面 与波面垂直的线代表波的传播方向 叫做波线 二 从费更斯原理认识波的反射和折射 1 介绍波面和波线 水波从波源O向四周传开 各方向波速相同 所以波峰 波谷分别组成了一个个圆 我们把这些圆叫做一个个波阵面或波面 与波面垂直的线代表波的传播方向 叫做波线 二 从费更斯原理认识波的反射和折射 2 费更斯原理 介质中任一波面上的各点 都可以看做发射子波的波源 其后任意时刻 这些子波在波前进方向上的包络面就是新的波面 二 从费更斯原理认识波的反射和折射 3 用费更斯原理解释波的反射 设AB为一波面 此时A刚刚到达界面 当B到达界面B 时 其子波的包络面为A B 由于直角三角形ABB 和AA B 全等 因BB 和AA 相等 所以 A AB 和 BBA相等 所以i i 二 从费更斯原理认识波的反射和折射 4 用费更斯原理解释波的折射 三 用各种形象方式来强化波的教学 四 从各种形象方式来强化波的教学 五 关于 相对论简介 的教学建议 1 经典的相对运动法则在光速上遇到了麻烦 在不同参考系中测量同一光的速度应该不同 如果时间和长度是绝对不变的 在不同惯性系中一切物理规律也都是相同的 那么 根据相对运动的规律 不同惯性系观测同一光的速度应该不同 五 关于 相对论简介 的教学建议 假定不同惯性系中一切物理规律都相同 在不同参考系中测量同一光的速度是相同的 假定时间和长度是绝对不变的 跟参考系运动无关 猜想一 物理规律只适用于特定的惯性系 猜想二 时间和长度是相对的 2 麦克耳孙 莫雷实验给科学家带来的猜想 五 关于 相对论简介 的教学建议 不同惯性系中一切物理规律都相同 在不同参考系中同一光的速度都相等 时间和长度是相对的 3 狭义相对论的两个基本假设 为什么 是什么 五 关于 相对论简介 的教学建议 4 同时 的相对性 甲 运动系上观察者 乙 静止系上观察者 甲认为 A B同时 乙认为 A先 B后 A B是运动系上两个事件 B位于运动方向一端 A位于运动反向一端 运动系观察者甲认为运动系同时发生的两个事件A和B 静止系观察者乙认为 运动系中位于运动反向位置的事件A先发生 这说明 同时 是相对的 五 关于 相对论简介 的教学建议 5 长度 的相对性 定性讨论 静止系观察者乙认为C D两事件同时发生 运动系甲观察者如何认为 根据相对运动的规律 火车相对车站以速度v运动 可以看为火车不动 车站以 v相对火车运动 因此甲认为 位于 v方向反向位置的D事件先发生 即 位于v方向前方位置的事件D先发生 静止系观察者乙认为静止系中同时发生的两个事件C和D 以速度v运动的运动系观察者甲认为 静止系中位于v方向前方的事件D先发生 运动系观察者甲认为运动系同时发生的两个事件A和B 静止系观察者乙认为 运动系中位于运动反向位置的事件A先发生 这说明 同时 是相对的 运动系观察者甲认为运动系同时发生的两个事件A和B 静止系观察者乙认为 运动系中位于运动反向位置的事件A先发生 五 关于 相对论简介 的教学建议 5 长度 的相对性 定性研究 设运动系上有一固定横杆MN 乙在静止系中测量其长度 乙同时读得M N两端点的读数 读数之差就是杆长 甲认为乙是先读M端读数 D事件 后读N端读数 C事件 在这期间 杆已向前运动了一段距离 因而乙测出的杆长比 实际 的短 也就是说 甲看到自己参考系中沿运动方向1m长的物体时 乙看到的该物体比1m短 这说明 长度是相对的 静止系观察者乙认为静止系中同时发生的两个事件C和D 以速度v运动的运动系观察者甲认为 静止系中位于v方向前方的事件D先发生 这说明 同时 是相对的 教学时把几个图中火车的位置和前进方向都设计为相同的情境 可能会容易一些 五 关于 相对论简介 的教学建议 6 时间间隔 的相对性 设光源从A发出的光脉冲垂直射向平面镜后沿原路返回 车上甲观察 光脉冲往返时间 2d c d为车厢宽 地面乙观察 光脉冲所经过的路径是ABC 光脉冲往返时间为 两式消去d 得 车上甲认为的1秒钟 地面乙认为不止1秒 乙觉得车上的一切进程都变慢了 这说明 时间间隔 是相对的 五 关于 相对论简介 的教学建议 7 长度相对性的定量讨论 用激光测杆长 甲测量 乙测量 乙测得的较短 五 关于 相对论简介 的教学建议 8 狭义相对论的其它结论 是什么 认识 低速情况下跟经典力学结论相同 1 相对论速度变换公式 u 人对车的速度v车对地的速度u人对地的速度 即使u 和v都很大 u也不会大于c 当u 等于c时 无论v等于多少 u都等于c 光速不变 2 相对论质量 认识 永远受恒力作用的物体 其速度也不可能达到光速 用回旋加速器加速的粒子能量受到限制 3 相对论能量 E mc2 认识 在3 5中学习 质量亏损放出核能 选修3 5模块 教材分析和教学建议 一 新 旧教材章节结构对比 第十六章动量守恒定律1实验 探究碰撞中的不变量2动量守恒定律 一 3动量守恒定律 二 4碰撞5反冲运动火箭6用动量概念表示牛顿第二定律 原 必加选第二册 第八章动量一 冲量和动量二 动量定理三 动量守恒定律四 动量守恒定律的应用五 反冲运动 新 选修3 5模块 通过实验发现 碰撞中哪个物理量保持不变 来引入动量概念 在 用动量概念表示牛顿第二定律 中介绍动量定理 冲量 即先学动量和动量守恒 后学动量定理 第十七章波粒二象性1能量量子化 物理学的新纪元2科学的转折 光的粒子性3崭新的一页 粒子的波动性4概率波5不确定关系 原 必加选第三册 第二十一章量子论初步一 光电效应光子二 光的波粒二象性三 能级四 物质波 五 不确定关系 新 选修3 5模块 原教材第一节的阅读材料 热辐射和普朗克的量子说 拓展为新教材第一节 能量量子化 物理学的新纪元 原教材第二节后面的阅读材料 康普顿效应 现为新教材 光电效应光子 中的正文 单列小标题 原教材选学内容 不确定关系 现拓展为一节正式课文 第十八章原子结构1电子的发现2原子核式结构的模型3氢原子光谱4玻尔的原子模型 原 必加选第三册 第二十一章量子论初步一 光电效应光子二 光的波粒二象性三 能级四 物质波 五 不确定关系 新 选修3 5模块 新教材先学习氢原子光谱的实验规律 再学习玻尔的原子理论及其对氢光谱的解释 反映了历史的过程 有利于形成科学的思维方法 第二十二章原子核一 原子的核式结构原子核二 天然发射现象衰变 三 探测射线的方法四 放射性的应用与防护五 核反应六 裂变七 轻核的聚变 课程标准 对 原子结构 有两条内容标准 1 了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验 2 通过对氢原子光谱的分析 了解原子的能级结构 本章按 课程标准 要求进行设计 第十九章原子核1原子核的组成2放射性元素的衰变3探测射线的方法4放