人教版高中必修2物理教材分析及教学建议

1、人教版高中必修2模块教材分析和教学建议,（一）必修2教材分析和教学建议,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,第五章 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,第五章 机械能及其守恒定律 1 追寻守恒量 2 功 3 功率 4

2、 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

3、作要求。,增 加,删 去,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(1)教材关于功和能、重力势能、动能的教学线索,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

4、，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epmgh，概括得出重力功与重力势能的关系wgep1 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

5、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。,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

6、了一次巩固和拓展。,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(2)为什么要增加“探究弹性势能表达式” 这节课文？,不要求学生掌握探究结论,重力功与重力势能关系的延伸；动能定理的铺垫,对“弹簧的弹性势能跟哪些物理量有关”进行科学猜想,“变与不变”思想的拓展：从速度变化迁移到力的变化,用图象处理变化过程的累积效果：由根据 v-t 图象求匀变速运动的位移迁移为根据 f-l 图象求变力的功,经历一次理论探究过程，根据探究结果来概括物理结论,过程与方法目标的实现，需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展,链,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.

7、对具体教材的分析,(3)“探究功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析,关于动能表达式“实验理论”探究过程中的实验过程,经历对橡皮筋方案的分析，提高实验设计能力,根据实验目的（假设）思考实验的自变量、常量和因变量,对自变量测量的设计,对因变量测量的设计,对常量的控制,减小误差的思考,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)“探究功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析,关于动能表达式“实验理论”探究过程中的实验过程,经历对橡皮筋方案的分析，提高实验设计能力,学会“操作技巧”（选择数据点），提高收集数据的能力,定量分析数据，提高实验数据的处理能力,对 w

8、和 v 定量关系的作出猜想,确定用图象来验证猜想的操作思路,体验通过改变坐标轴的设定，使图象是一条直线。,有条件的，用数表软件教学数据处理,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,关于动能表达式“实验理论”探究过程中的实验过程,经历对橡皮筋方案的分析，提高实验设计能力,学会“操作技巧”（选择数据点），提高收集数据的能力,定量分析数据，提高实验数据的处理能力,经历一次根据实验数据分析的结果形成实验结论的过程,(3)“探究功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析,一、第五章 机械能及其守恒,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(4) 对“探究功与物

9、体速度变化的关系”实验方案的分析,（暂略）,(5) 对“实验：验证机械能守恒定律”的分析,（暂略）,(3)“探究功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,第六章 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,第八章 机械能 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

10、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。,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(1)曲线运动速度的方向：重视对学习过程的设计,传统的教学过程：,列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例,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。,讲解有关例题，布置有关

11、习题。,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。,水平桌面上有一曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢珠由轨道的一端滚入，在轨道的束缚下按轨道的形状做曲线运动。在轨道的出口a 处放一张白纸，蘸有墨水的钢珠离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢珠在a 点的运动方向。 取去一段短轨道，钢珠的轨道出口改在图中b 处，在b 处放一张白纸，记录钢珠在轨道b 点的运动方向。还可以继续取其它位置作为轨道出口进行相同的实验。 分析

12、钢珠运动轨迹跟曲线的关系。,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

13、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

14、飞镖插入泥土时的入射角。,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(2)平抛运动实验：“探究”和“验证”的不同设计思路,由实验探究平抛运动的规律，用理论证明,由理论探究平抛运动的规律，用实验验证,平抛运动实验为探究性实验,平抛运动实验为验证性实验,方案的优点：学生比较容易接受,方案的优点：提高了实验探究能力，但要求比较高,某节探究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。,由以上探究可知：平抛运动在水平方向上是

15、匀速运动。,事先怎么知道它们会在水平轨道上相碰？,这是验证性实验。,一个平抛运动规律的实验探究方案：,问题：相同高度平抛的物体，速度越大其水平位移越大，为什么？,猜想：速度大，物体在空中运动的时间越长，所以运动得越远。,推想：如果较小的速度值为零，平抛和自由落体物体将同时落地。,探究水平方向运动规律：先设法描绘出某一平抛运动的轨迹。,数据处理：根据竖直方向自由落体运动的规律，由运动轨迹分析平抛运动水平方向上的运动特征。,实验：从同一高度以不同速度水平抛出两个物体，发现同时落地,验证：果真同时落地。说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,新教材大体按照上述思路进行设计。对学生思维的要求较高。,二

16、、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)运动的合成和分解：重在掌握分析思路,红蜡块合运动是怎样的？不是凭观察能解决的,蜡块的位置： x = vxt y = vyt,蜡块运动轨迹：,蜡块的速度：,蜡块的位移：,在分析中渗透：两个分运动分别独立；,同一时间或时刻，合、分运动遵从平行四边形定则。,独立,独立,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)运动的合成和分解：重在掌握分析思路,把上述道理用来分析平抛运动,0,v0,vx = v0,x = v0 t,vy = gt,0,g,平行四边形定则,可 求 轨 迹,二、第六章 曲线运

17、动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)运动的合成和分解：重在掌握分析思路,强调解决问题的方法，而不是具体运动规律的结论。,两个方向上的受力,两个方向的初速度,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)运动的合成和分解：重在掌握分析思路,用旁批小结（p42）。,在第四章牛顿运动定律的学习中我们已经体会到，已知物体受力情况而想知道它的运动情况时，要先对物体所受的力进行分析，然后应用牛顿定律得到物体的加速度，进而根据运动学的规律得到物体的位置与时间的关系。 在研究抛体运动时，我们的思路完全相同。不同的是，抛体的运动发生在平面内，需要在 x、y

18、 两个方向上分别做出受力分析、在两个方向上分别应用牛顿定律和运动学的规律，然后再根据要求做综合处理。,二、第六章 曲线运动,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(4)向心加速度：构建合理的知识结构,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fmr2,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

19、，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）：,用一定的篇幅，设立小标题，进一步明确“速度变化量”概念,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,还可以用平抛运动来具体分析,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

20、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

21、，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

22、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,例：向心力和半径是成正比还是成反比？（新教材）,实验时，ra40cm，rb80cm，每秒钟喊口令2次。,操作一：手握a，每秒1周

23、；,操作二：手握b，每秒1周；,操作三：手握a，每秒2周；,比较一和二：相同，f 跟 r 成正比：,比较二和三： v 相同，f 跟 r 成反比：,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。,三、第七章 万有引力与航天,1.新、旧教材章节结构对比,第七章 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

24、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。,三、第七章 万有引力与航天,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(1)充分展现万有引力定律发现的科学过程,开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献？ 根据普勒行星运动第

25、三定律和匀速圆周运动公式，可以推导出： 太阳对行星的引力 。 （ m为行星质量、r为行星运动半径 ）,那么，行星对太阳的引力有什么规律？ 根据牛顿第三定律可以分析出：。 （m为太阳质量）,太阳与行星间的相互引力有什么规律？ 由于以上f和的大小是相等的，所以：,星体间相互引力规律适用于地球上的物体吗？ 牛顿进行了月地检验：说明天上和地下的物体都遵从以下相同的规律： ，这就是万有引力定律。公式中的g为引力常量。,引力常量g的值等于多少？ 卡文迪许在实验室测出了g的值，这使得万有引力的定量计算成为可能，我们能据此计算出星体质量,三、第七章 万有引力与航天,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的

26、分析,(2)增进科学与生活、社会的联系,三、第七章 万有引力与航天,1.新、旧教材章节结构对比,2.对具体教材的分析,(3)注重科学文化、科学精神的熏陶,领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的科学态度,开阔学生的视野，激励对未知的探索（黑洞）,认识科学总是在探索更广泛适用的理论中发展,体会名人名言的哲理,开普勒、牛顿、爱因斯坦、霍金，马克吐温、萧伯纳、梁启超,（二）必修、教材的实验分析,一、新教材实验的编写特点,1.统一的实验要求和多种实验方案相结合,统一的实验要求,探究思路,常量和变量,数据处理方法,多种参考方案,一、新教材实验的编写特点,2.有利于独立思考、合作交流,过去教材的写法：

27、 在力f1 和f2的方向上各作线段oa和ob，使它们的长度分别表示力f1和f2 。以oa和ob为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。 可以看出，合力f的大小和方向可以用对角线oc表示出来。,关于“平行四边形定则”的教学,现在教材的写法 我们需要研究的是：合力f与分力f1、f2有什么关系？ 探究时要注意下面几个问题。 1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。 2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。 3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？ 建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能

28、够得到启示。 ,实验：验证机械能守恒定律,过去： 只写如何操作、得出什么结论,现在： 要注意下面几个问题。 1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？ 2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？ 4. 实验报告中要写明以及对结论可靠性的评估，包括对可能产生的误差的分析。,一、新教材实验的编写特点,3.不同栏目的要求不同,节标题以实验名称作为节的标题,实验：用打点计时器测速度 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验：探究加速度与力、质量的关系 探究功与物体速度变化的关系 实验：验证机械能守恒定律 探究平抛运动的规律,一、新教材实验的编写

29、特点,3.不同栏目的要求不同,节标题以实验名称作为节的标题,演示和实验,真空中羽毛和金属片的下落（演示） 用打点计时器测重物自由落体加速度（实验） 桌面的微小形变（演示） 水平桌面上木块所受摩擦力大小随拉力的变化（演示） 探究求合力的方法（实验） 探究作用力与反作用力的关系（实验） 曲线运动速度的方向（演示） 物体做曲线运动的条件（演示） 运动的合成红蜡块的运动（演示） 平抛物体的竖直分运动是什么运动？（实验） *获得平抛运动轨迹的参考案例（实验） 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式（实验）,一、新教材实验的编写特点,3.不同栏目的要求不同,节标题以实验名称作为节的标题,演示和实验,做一做,设计、测量自行车的行驶速度和蚊香的燃烧速度 借助传感器用计算机测速度 用计算机绘制v-t图象 用光电计时器研究自由落体运动（用图象找x和t的关系） 用刻度尺测反应时间 用悬挂法确定薄板的重心 拆卸、安装自行车的滚珠轴承 用传感器探究作用力与反作用力的关系 利用数表