新課標(biāo)高中物理必修教材分析

新課標(biāo)高中物理必修教材分析第1頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)人民教育出版社物理室新舊教材內(nèi)容不同處理的對(duì)比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第2頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

1曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)2運(yùn)動(dòng)的合成和分解3探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律5圓周運(yùn)動(dòng)

6向心加速度

7向心力8生活中的向心力

第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解

三、平拋物體的運(yùn)動(dòng)

四、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

五、向心力向心加速度

六、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析

七、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)：研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)新原●新教材大體繼承了原教材“曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)→運(yùn)動(dòng)的合成和分解→平拋運(yùn)動(dòng)→勻速圓周運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)線(xiàn)索●關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，原教材基本上屬于測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定平拋運(yùn)動(dòng)的初速度；新教材把該實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，第３、４兩節(jié)課文分別從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。●關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，原教材是先學(xué)習(xí)向心力，再學(xué)習(xí)向心加速度；新教材是先學(xué)習(xí)向心加速度，再學(xué)習(xí)向心力。第3頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)向心力拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律生活中的圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)第4頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)段落充實(shí)、優(yōu)化必要的過(guò)程△傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程：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(xiàn)飛出的事例得出結(jié)論：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某位置的速度方向，在曲線(xiàn)過(guò)這點(diǎn)的切線(xiàn)方向上。講解有關(guān)例題，布置有關(guān)習(xí)題。曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向第5頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六△改進(jìn)的教學(xué)過(guò)程：觀察砂輪上的火星、鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球的照片。提出問(wèn)題：怎樣確定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向？實(shí)驗(yàn)：通過(guò)鋼球在具有任意曲線(xiàn)形狀的導(dǎo)軌內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向跟曲線(xiàn)相切。AB

水平桌面上有一曲線(xiàn)軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的。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(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在軌道的出口A處放一張白紙，蘸有墨水的鋼珠離開(kāi)軌道后在白紙上留下一條運(yùn)動(dòng)的痕跡，它記錄了鋼珠在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。取去一段短軌道，鋼珠的軌道出口改在圖中B處，在B處放一張白紙，記錄鋼珠在軌道B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。還可以繼續(xù)取其它位置作為軌道出口進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)。分析鋼珠運(yùn)動(dòng)軌跡跟曲線(xiàn)的關(guān)系。第6頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六△改進(jìn)的教學(xué)過(guò)程：觀察砂輪上的火星、鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球的照片。提出問(wèn)題：怎樣確定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向？實(shí)驗(yàn)：通過(guò)鋼球在具有任意曲線(xiàn)形狀的導(dǎo)軌內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向跟曲線(xiàn)相切。簡(jiǎn)單的理論分析：滲透極限的思想。由平均速度過(guò)渡到瞬時(shí)速度。AB第7頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六△改進(jìn)的教學(xué)過(guò)程：觀察砂輪上的火星、鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球的照片。提出問(wèn)題：怎樣確定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向？實(shí)驗(yàn)：通過(guò)鋼球在具有任意曲線(xiàn)形狀的導(dǎo)軌內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向跟曲線(xiàn)相切。簡(jiǎn)單的理論分析：滲透極限的思想。由平均速度過(guò)渡到瞬時(shí)速度。得出結(jié)論：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某位置的速度方向，在曲線(xiàn)過(guò)這點(diǎn)的切線(xiàn)方向上。體驗(yàn)：做一個(gè)顯示拋體運(yùn)動(dòng)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。第8頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六△改進(jìn)的教學(xué)過(guò)程：觀察砂輪上的火星、鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球的照片。提出問(wèn)題：怎樣確定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向？實(shí)驗(yàn)：通過(guò)鋼球在具有任意曲線(xiàn)形狀的導(dǎo)軌內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向跟曲線(xiàn)相切。簡(jiǎn)單的理論分析：滲透極限的思想。由平均速度過(guò)渡到瞬時(shí)速度。得出結(jié)論：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某位置的速度方向，在曲線(xiàn)過(guò)這點(diǎn)的切線(xiàn)方向上。體驗(yàn)：“做一做”——做一個(gè)顯示拋體運(yùn)動(dòng)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。第9頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)向心力拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律生活中的圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)

第10頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拋體運(yùn)動(dòng)——科學(xué)方法人民教育出版社物理室例：拋體運(yùn)動(dòng)原來(lái)的教學(xué)大綱對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的要求是“平拋運(yùn)動(dòng)（B）”，這是一個(gè)干巴巴的知識(shí)點(diǎn)；課程標(biāo)準(zhǔn)的要求則是“會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)”，其中的“分析”、“用……方法”體現(xiàn)了對(duì)于過(guò)程與方法的要求。按照課程標(biāo)準(zhǔn)的精神，新教科書(shū)在拋體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，展示了質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)解決問(wèn)題的規(guī)范化的方法，教學(xué)層次如下。第11頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）以紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)為例，按下面的步驟介紹普遍性的方法。

●坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系：x=vxt，y=vyt●軌跡：消去t，得到y(tǒng)=(vx/

vy)x●速度的大小和方向紅蠟塊問(wèn)題是由分速度求合速度及軌跡；接下來(lái)的是下面的例題，要由速度求它在互相垂直的兩個(gè)方向上的分速度。讓學(xué)生悟出一個(gè)道理：物體在平面上的運(yùn)動(dòng)可以在相互垂直的方向上分別研究（或者相反）第12頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六水平方向：力F=0，初速度v0=v，由此可以得到拋體在x方向的位移

x=vt。豎直方向：力F=重力，加速度=g，初速度v0=0，所以?huà)侒w在y方向的位移是

y=(1/2)gt2。有了x、y兩個(gè)方向的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系之后，仿照紅蠟塊問(wèn)題的程序，可以得出拋體軌跡的表達(dá)式及速度的大小、速度的方向。（1）以紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)為例，按下面的步驟介紹普遍性的方法。

（2）把這個(gè)道理應(yīng)用于平拋運(yùn)動(dòng)

第13頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）以紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)為例，按下面的步驟介紹普遍性的方法。

（2）把這個(gè)道理應(yīng)用于平拋運(yùn)動(dòng)

（3）如果拋出時(shí)的速度不沿水平方向，那么……第14頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）以紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)為例，按下面的步驟介紹普遍性的方法。

（2）把這個(gè)道理應(yīng)用于平拋運(yùn)動(dòng)

（3）如果拋出時(shí)的速度不沿水平方向，那么……第15頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拋體運(yùn)動(dòng)——科學(xué)方法人民教育出版社物理室解決這類(lèi)問(wèn)題的一般方法分析拋體在x、y兩個(gè)方向上的受力↓列出拋體在x、y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)方程↓確定拋體的位置與時(shí)間的關(guān)系↓得到拋體在xy平面中的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)（質(zhì)點(diǎn)在二維豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)）的一般性方法。第16頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)：研究拋體運(yùn)動(dòng)人民教育出版社物理室科學(xué)探究過(guò)程的設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律第17頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六某節(jié)《平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究》觀摩課片斷：……把兩個(gè)小球同時(shí)從兩個(gè)圓弧槽上相同高度滾下，同時(shí)從圓弧下端水平離開(kāi)圓弧，一個(gè)作平拋運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)在它的正下方水平軌道上作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。發(fā)現(xiàn)兩球恰好在水平軌道上相碰。由此可知：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速運(yùn)動(dòng)。事先怎么知道它們會(huì)在水平軌道上相碰？第18頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六改進(jìn)的《平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究》方案：平拋運(yùn)動(dòng)的速度越大，水平位移越大，是不是平拋的速度越大，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)？從同一高度以不同速度水平拋出兩個(gè)物體，發(fā)現(xiàn)同時(shí)落地把速度較小的物體改為做自由落體運(yùn)動(dòng)，也和平拋物體同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)第19頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第20頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六改進(jìn)的《平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究》方案：平拋運(yùn)動(dòng)的速度越大，水平位移越大，是不是平拋的速度越大，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)？從同一高度以不同速度水平拋出兩個(gè)物體，發(fā)現(xiàn)同時(shí)落地把速度較小的物體改為做自由落體運(yùn)動(dòng)，也和平拋物體同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)設(shè)法描繪出某一平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡第21頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第22頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六改進(jìn)的《平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究》方案：平拋運(yùn)動(dòng)的速度越大，水平位移越大，是不是平拋的速度越大，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)？從同一高度以不同速度水平拋出兩個(gè)物體，發(fā)現(xiàn)同時(shí)落地把速度較小的物體改為做自由落體運(yùn)動(dòng)，也和平拋物體同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)設(shè)法描繪出某一平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡根據(jù)豎直方向上的自由落體，由運(yùn)動(dòng)軌跡分析平拋運(yùn)動(dòng)物體水平方向上的運(yùn)動(dòng)特征第23頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第24頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六改進(jìn)的《平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究》方案：平拋運(yùn)動(dòng)的速度越大，水平位移越大，是不是平拋的速度越大，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)？從同一高度以不同速度水平拋出兩個(gè)物體，發(fā)現(xiàn)同時(shí)落地把速度較小的物體改為做自由落體運(yùn)動(dòng)，也和平拋物體同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)設(shè)法描繪出某一平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡根據(jù)豎直方向上的自由落體，由運(yùn)動(dòng)軌跡分析平拋運(yùn)動(dòng)物體水平方向上的運(yùn)動(dòng)特征第25頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第五章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)向心力拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律生活中的圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)第26頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六傳統(tǒng)教學(xué)：分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力作用實(shí)驗(yàn)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從力要產(chǎn)生加速度導(dǎo)出向心加速度意義和公式閱讀材料：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）實(shí)驗(yàn)裝置比較復(fù)雜，難以作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；力的大小的呈現(xiàn)比較間接，不易形成直觀認(rèn)識(shí)。學(xué)生沒(méi)有經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程

學(xué)生只有動(dòng)力學(xué)的向心加速度概念，對(duì)“加速度”運(yùn)動(dòng)學(xué)含義沒(méi)有認(rèn)識(shí)。推導(dǎo)的基礎(chǔ)不牢，作為閱讀材料，難以落實(shí)起到一定的彌補(bǔ)作用。第27頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教科書(shū)（人教版）：通過(guò)加速度概念和平行四邊形定則，明確“速度變化量”概念（物理①）向心加速度難點(diǎn)在于Δv，正確認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的Δv至此已經(jīng)有了相當(dāng)基礎(chǔ)，這里又作了進(jìn)一步強(qiáng)化第28頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六還可以把v2變?yōu)楹蛌1的方向相反來(lái)分析返回原頁(yè)第29頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教科書(shū)（人教版）：用一定的篇幅，設(shè)立小標(biāo)題，進(jìn)一步明確“速度變化量”概念通過(guò)五個(gè)步驟說(shuō)明Δt很小時(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的Δv指向圓心，引入向心加速度向心加速度難點(diǎn)在于Δv，正確認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的Δv至此已經(jīng)有了相當(dāng)基礎(chǔ)，這里又作了進(jìn)一步強(qiáng)化把對(duì)Δv方向的分析分為五步驟，減小臺(tái)階，降低坡度第30頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.分別作出質(zhì)點(diǎn)在A、B兩點(diǎn)的速度矢量（長(zhǎng)度一樣）。2.將vA的起點(diǎn)移到B，并保持vA的長(zhǎng)度和方向不變。3.以vA的箭頭端為起點(diǎn)，vB的箭頭端為終點(diǎn)作矢量Δv。4.Δv/Δt是質(zhì)點(diǎn)由A到B的平均加速度，Δv的方向就是加速度的方向。5.當(dāng)Δt很小很小時(shí)，AB非常接近，等腰三角形的底角接近直角，Δv的方向跟vA（或vB）的方向垂直。即指向圓心。第31頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教科書(shū)（人教版）：用一定的篇幅，設(shè)立小標(biāo)題，進(jìn)一步明確“速度變化量”概念通過(guò)五個(gè)步驟說(shuō)明Δt很小時(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的Δv指向圓心，引入向心加速度給出向心加速度公式，在“做一做”中讓學(xué)生嘗試自己進(jìn)行推導(dǎo)通過(guò)實(shí)例引入向心力概念，通過(guò)牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力公式向心加速度難點(diǎn)在于Δv，正確認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的Δv至此已經(jīng)有了相當(dāng)基礎(chǔ)，這里又作了進(jìn)一步強(qiáng)化把對(duì)Δv方向的分析分為五步驟，減小臺(tái)階，降低坡度

Δv問(wèn)題解決了，推導(dǎo)只是數(shù)學(xué)問(wèn)題，放在“做一做”中，兼顧學(xué)生的差異性至此，學(xué)生獲得的是完整的向心加速度概念·裝置簡(jiǎn)單,能當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)；·也是一個(gè)應(yīng)用知識(shí)的實(shí)例第32頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第33頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教科書(shū)（人教版）：用一定的篇幅，設(shè)立小標(biāo)題，進(jìn)一步明確“速度變化量”概念通過(guò)五個(gè)步驟說(shuō)明Δt很小時(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的Δv指向圓心，引入向心加速度給出向心加速度公式，在“做一做”中讓學(xué)生嘗試自己進(jìn)行推導(dǎo)通過(guò)實(shí)例引入向心力概念，通過(guò)牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力公式做一做：體驗(yàn)在v相同、ω相同兩種情況下F與r的關(guān)系向心加速度難點(diǎn)在于Δv，正確認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的Δv至此已經(jīng)有了相當(dāng)基礎(chǔ)，這里又作了進(jìn)一步強(qiáng)化把對(duì)Δv方向的分析分為五步驟，減小臺(tái)階，降低坡度

Δv問(wèn)題解決了，推導(dǎo)只是數(shù)學(xué)問(wèn)題，放在“做一做”中，兼顧學(xué)生的差異性至此，學(xué)生獲得的是完整的向心加速度概念·裝置簡(jiǎn)單,能當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)；·也是一個(gè)應(yīng)用知識(shí)的實(shí)例

通過(guò)體驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)r和F的定量關(guān)系，強(qiáng)化實(shí)踐意識(shí)。第34頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六●通過(guò)“體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)”增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)

該實(shí)驗(yàn)的主要目的是建立“ω相同”、“v相同”的實(shí)踐形象。強(qiáng)化實(shí)踐意識(shí)。第35頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第六章萬(wàn)有引力與航天人民教育出版社物理室新舊教材內(nèi)容不同處理的對(duì)比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第36頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第六章萬(wàn)有引力與航天

1行星的運(yùn)動(dòng)2太陽(yáng)與行星間的引力3萬(wàn)有引力定律

4萬(wàn)有引力理論的成就5宇宙航行

6經(jīng)典力學(xué)的局限性

第六章萬(wàn)有引力定律

一、行星的運(yùn)動(dòng)二、萬(wàn)有引力定律

三、引力常量的測(cè)定

四、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用五、人造衛(wèi)星宇宙速度

六、行星、恒星、星系和宇宙

新原●新教材新教材大體繼承了原教材的知識(shí)線(xiàn)索，在關(guān)于“萬(wàn)有引力與航天”方面的知識(shí)要求沒(méi)有大的變化。●新教材在“行星的運(yùn)動(dòng)”與“萬(wàn)有引力定律”之間增加一節(jié)課文“太陽(yáng)與行星間的引力”，旨在放緩萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)歷程的展現(xiàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定更充分的知識(shí)基礎(chǔ)；●“經(jīng)典力學(xué)的局限性”是共同必修模塊的最后一節(jié)課，在“萬(wàn)有引力理論的成就”后面，用“經(jīng)典力學(xué)的局限性”來(lái)作為必修教材力學(xué)的結(jié)尾，是對(duì)學(xué)生所學(xué)經(jīng)典力學(xué)的一次總結(jié)。第37頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第六章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室太陽(yáng)與行星間的引力行星的運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力理論的成就萬(wàn)有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性宇宙航行第38頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六29.469.539土星11.865.20木星1.881.524火星

1.000

1.000地球0.615O.723金星0.24O.387水星

T

a

a3

T20.0580.0580.3780.3781.0001.0003.543.54140.61140.66867.93867.89k=a3T2T2a3=開(kāi)普勒第三定律第39頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六萬(wàn)有引力定律的建立

——科學(xué)過(guò)程與方法及情感體驗(yàn)人民教育出版社物理室教科書(shū)的線(xiàn)索是這樣的：

神奇的行星運(yùn)動(dòng)（行星的逆行），第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律太陽(yáng)對(duì)行星的引力行星對(duì)太陽(yáng)的引力（作用力與反作用力）太陽(yáng)與行星之間的引力F=G

（Mm)/r2雖然這個(gè)公式的形式與我們熟知的萬(wàn)有引力定律的公式相同，但它還不是萬(wàn)有引力定律。它來(lái)源于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，而這個(gè)定律只適用于太陽(yáng)系的行星，所以我們還遠(yuǎn)不能稱(chēng)它為“萬(wàn)有”的引力。

第40頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六萬(wàn)有引力定律的建立

——科學(xué)過(guò)程與方法及情感體驗(yàn)人民教育出版社物理室牛頓的創(chuàng)造性工作是設(shè)想行星與太陽(yáng)之間的引力跟地球與月球、地球與地面物體之間的相互作用力是同一種力，并且證明了這一點(diǎn)。不但如此，他還把這種力推廣到一切物體之間。教科書(shū)接下來(lái)的線(xiàn)索則是：

觀測(cè)數(shù)據(jù)支持“地球與月球的引力”、“地球與地面物體的引力”的猜想推廣到一切物體（萬(wàn)有引力定律）測(cè)定引力常量（后人的工作）稱(chēng)量天體的質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)未知天體、航天事業(yè)第41頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六萬(wàn)有引力定律的建立

——科學(xué)過(guò)程與方法及情感體驗(yàn)人民教育出版社物理室教科書(shū)還抄錄了一個(gè)“外行人”馬克?吐溫的話(huà)：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！”杰出人物的心靈是相通的，這話(huà)雖然出自外行人之口，卻道出了科學(xué)方法的真諦，那就是：不完整的事實(shí)↓猜想與假設(shè)↓可檢驗(yàn)的結(jié)論↓新事實(shí)的檢驗(yàn)第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)

行星引力推廣到一切物體

預(yù)言海王星

發(fā)現(xiàn)海王星，測(cè)量天體質(zhì)量第42頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第七章機(jī)械能守恒定律人民教育出版社物理室新舊教材內(nèi)容不同處理的對(duì)比分析教材內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第43頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第七章機(jī)械能及其守恒定律

1追尋守恒量2功3功率

4重力勢(shì)能5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

6探究功與物體速度變化的關(guān)系

7動(dòng)能和動(dòng)能定理8機(jī)械能守恒定律9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律10能量守恒定律與能源

第八章機(jī)械能

一、功

二、功率

三、功和能

四、動(dòng)能動(dòng)能定理

五、重力勢(shì)能

六、機(jī)械能守恒定律

七、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用*八、伯努利方程

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律新原第44頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第七章機(jī)械能及其守恒定律

1追尋守恒量2功3功率

4重力勢(shì)能

5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

6探究功與物體速度變化的關(guān)系

7動(dòng)能和動(dòng)能定理8機(jī)械能守恒定律9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

10能量守恒定律與能源

第八章機(jī)械能

一、功

二、功率

三、功和能

四、動(dòng)能動(dòng)能定理

五、重力勢(shì)能

六、機(jī)械能守恒定律

七、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用*八、伯努利方程

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律新原●原教材以“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”結(jié)論為基礎(chǔ)展開(kāi)對(duì)動(dòng)能、重力勢(shì)能的探討；●新教材在了解重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的基礎(chǔ)上，從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面探究功與物體速度變化的關(guān)系，得出動(dòng)能和動(dòng)能定理的表達(dá)式；功能關(guān)系是逐步滲透的?！裥陆滩脑黾印疤骄繌椥詣?shì)能的表達(dá)式”，但對(duì)結(jié)論不作要求。增加刪去第45頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室功率功追尋守恒量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式機(jī)械能守恒定律重力勢(shì)能能量守恒定律與能源實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系動(dòng)能和動(dòng)能定理功能關(guān)系實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第46頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六追尋守恒量——科學(xué)價(jià)值觀人民教育出版社物理室以往教學(xué)引入能量概念的教學(xué)線(xiàn)索及特點(diǎn)特點(diǎn)：容易讓人感到，定義“功”是為了定義“能”，先有功的概念，才會(huì)有能量的概念。而事實(shí)不是這樣。定義功的概念并給出功的表達(dá)式。一個(gè)物體能對(duì)外做功，就說(shuō)它具有能。舉例說(shuō)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”。第47頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六追尋守恒量——科學(xué)價(jià)值觀人民教育出版社物理室在過(guò)去的教學(xué)中，我們總是先學(xué)習(xí)能量的概念，而后研究一兩個(gè)具體問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)動(dòng)能與勢(shì)能在某些過(guò)程中不變，由此引出機(jī)械能守恒定律。實(shí)際上，在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，能量的概念幾乎是與人類(lèi)對(duì)能量守恒的認(rèn)識(shí)同步發(fā)展起來(lái)的，能量的概念之所以重要，就是因?yàn)樗莻€(gè)守恒量。守恒關(guān)系是自然界中十分重要的一類(lèi)關(guān)系，我們強(qiáng)調(diào)方法的教育、觀念的教育，就要從中學(xué)時(shí)代開(kāi)始加強(qiáng)學(xué)生對(duì)守恒關(guān)系的認(rèn)識(shí)。根據(jù)這樣的思想，本書(shū)把守恒思想的提出放到了具體的能量概念之前，并把它滲透在能量學(xué)習(xí)的全過(guò)程。今后在其他守恒關(guān)系的處理時(shí)也會(huì)遵循這樣的原則。第48頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

人民教育出版社物理室第49頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第七章教材框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

人民教育出版社物理室功率功追尋守恒量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式機(jī)械能守恒定律重力勢(shì)能能量守恒定律與能源實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系動(dòng)能和動(dòng)能定理功能關(guān)系實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第50頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原教材關(guān)于重力勢(shì)能和動(dòng)能的教學(xué)線(xiàn)索及特點(diǎn)功和能：通過(guò)四個(gè)實(shí)例講解“功是能能量轉(zhuǎn)化的量度”●運(yùn)動(dòng)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(shì)能；●壓縮的彈簧對(duì)小球做了多少功，就有多少?gòu)椥詣?shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；●機(jī)車(chē)?yán)熊?chē)加速，牽引力對(duì)列車(chē)做了多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；●起重機(jī)提升重物,鋼繩的拉力對(duì)重物做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。動(dòng)能和動(dòng)能定理●根據(jù)“飛機(jī)牽引力做了多少功，飛機(jī)的動(dòng)能就增加多少”來(lái)確定動(dòng)能表達(dá)式●推導(dǎo)得出，確定動(dòng)能的表達(dá)式。●把上述表達(dá)式的結(jié)論稱(chēng)為動(dòng)能定理。重力勢(shì)能●根據(jù)重力的功確定重力勢(shì)能表達(dá)式為mgh?！裾f(shuō)明重力功和物體勢(shì)能變化的關(guān)系?！裾f(shuō)明重力做功跟路徑無(wú)關(guān)。特點(diǎn)：1.“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是作為事實(shí)提出的普遍性結(jié)論；

2.“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是確定動(dòng)能和重力勢(shì)能表達(dá)式的根據(jù)；

3.把動(dòng)能和動(dòng)能定理兩個(gè)知識(shí)的形成結(jié)合起來(lái)在同一節(jié)課講授。第51頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教材關(guān)于重力勢(shì)能和動(dòng)能的教學(xué)線(xiàn)索及特點(diǎn)重力勢(shì)能●重力做功跟路徑無(wú)關(guān)（證明后得出結(jié)論）；●定義重力勢(shì)能Ep＝mgh，概括得出重力功與重力勢(shì)能的關(guān)系WG＝Ep1－Ep2●說(shuō)明重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，勢(shì)能屬于系統(tǒng)所共有。探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式●類(lèi)比重力與重力勢(shì)能的關(guān)系，明確彈性勢(shì)能表達(dá)式取決于彈力做功的表達(dá)式?！駥?duì)彈力做功的表達(dá)式進(jìn)行理論探究。動(dòng)能和動(dòng)能定理●推導(dǎo)得出：●分析：就是我們尋求的動(dòng)能表達(dá)式。

稱(chēng)為動(dòng)能定理探究做功與物體速度變化的關(guān)系●背景：已知重力功跟重力勢(shì)能、彈力功跟彈性勢(shì)能的變化關(guān)系，若不考慮勢(shì)能，外力對(duì)物體做將功產(chǎn)生什么效果？●實(shí)驗(yàn)探究后初步得出：外力對(duì)靜止物體做的功跟物體獲得速度的平方成正比。重力功和重力勢(shì)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(shí)從此開(kāi)始滲透。因此，對(duì)重力勢(shì)能的學(xué)習(xí)，需要比較系統(tǒng)和深入。第52頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教材關(guān)于重力勢(shì)能和動(dòng)能的教學(xué)線(xiàn)索及特點(diǎn)重力勢(shì)能●重力做功跟路徑無(wú)關(guān)（證明后得出結(jié)論）；●定義重力勢(shì)能Ep＝mgh，概括得出重力功與重力勢(shì)能的關(guān)系WG＝Ep1－Ep2●說(shuō)明重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，勢(shì)能屬于系統(tǒng)所共有。探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式●類(lèi)比重力與重力勢(shì)能的關(guān)系，明確彈性勢(shì)能表達(dá)式取決于彈力做功的表達(dá)式?！駥?duì)彈力做功的表達(dá)式進(jìn)行理論探究。動(dòng)能和動(dòng)能定理●推導(dǎo)得出：●分析：就是我們尋求的動(dòng)能表達(dá)式。

稱(chēng)為動(dòng)能定理探究做功與物體速度變化的關(guān)系●背景：已知重力功跟重力勢(shì)能、彈力功跟彈性勢(shì)能的變化關(guān)系，若不考慮勢(shì)能，外力對(duì)物體做將功產(chǎn)生什么效果？●實(shí)驗(yàn)探究后初步得出：外力對(duì)靜止物體做的功跟物體獲得速度的平方成正比。彈簧的彈力做功也跟路徑無(wú)關(guān)，用相同的思路分析彈力功跟彈性勢(shì)能的關(guān)系，對(duì)功能關(guān)系的知識(shí)進(jìn)行了一次鞏固。拓展了對(duì)于科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)。第53頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式（物理②第7章）在探究的過(guò)程中，要依次解決下面幾個(gè)問(wèn)題。1、彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能和哪幾個(gè)物理量有關(guān)？2、彈簧的彈性勢(shì)能與拉力做的功有什么關(guān)系？3、怎樣計(jì)算拉力做的功？4、怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？第54頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六新教材關(guān)于重力勢(shì)能和動(dòng)能的教學(xué)線(xiàn)索及特點(diǎn)重力勢(shì)能●重力做功跟路徑無(wú)關(guān)（證明后得出結(jié)論）；●定義重力勢(shì)能Ep＝mgh，概括得出重力功與重力勢(shì)能的關(guān)系WG＝Ep1－Ep2●說(shuō)明重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，勢(shì)能屬于系統(tǒng)所共有。探究彈性