高中物理二期課改教材第一至五章教材處理的建議及補充資料Word版

1、高中物理二期課改教材第一至五章教材處理的建議及補充資料第二章 力和物體的平衡1本章新舊教材教學(xué)要求比較分析：知識點適合一期課改教學(xué)要求適合二期課改教學(xué)要求教學(xué)計劃建議力、力的矢量性C高一必修重力C高一必修彈力CB高一必修摩擦力（最大靜摩擦力、滑動摩擦力）最大靜摩擦力 B滑動摩擦力 C最大靜摩擦力 A滑動摩擦力 B高一必修共點力的合成CB高一必修平行四邊形定則CB高一必修力的分解CB高一必修共點力作用下物體的平衡CC高一必修力矩CB高一拓展或高三必修有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡CB高一拓展或高三必修穩(wěn)度，物體的平衡種類教學(xué)大綱及考綱中不作要求。建議不上。高一拓展（注：知識點中“最大靜摩擦力、滑動摩擦力

2、” “力矩” “有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡”被安排在在二期課改的拓展教材第一冊中）2本章課時安排建議：本章建議安排8課時。單元A中“力 重力”一節(jié)；“形變和彈力”一節(jié)；“摩擦力（包含最大靜摩擦力、滑動摩擦力）”一節(jié)；。單元B“力的合成”一節(jié)（包含實驗）。單元C“力的分解”一節(jié)。單元D中“受力分析研究”一節(jié)；“共點力作用下物體的平衡”一節(jié)；“物體平衡的綜合研究”一節(jié)。3關(guān)于導(dǎo)學(xué)：新教材在每一章節(jié)的開始都精心設(shè)計了導(dǎo)學(xué)，旨在提高學(xué)生的興趣，希望老師們不要忽視導(dǎo)學(xué)部分的引導(dǎo)，教材中引入“阿迪力”高空行走的生動事例，讓學(xué)生對物體的平衡先有感性認(rèn)識，這些生活經(jīng)驗對今后的解題及建模有一定的幫助。建議引入“女子

3、體操項目：平衡木”“臺灣101大樓頂部懸放抗風(fēng)阻尼鐵球結(jié)構(gòu)”等事例。 A 形變和彈力1 第一課時“A1：力 重力”的教學(xué)建議：本節(jié)內(nèi)容以回顧初中力學(xué)知識為主，初中的學(xué)生只學(xué)過力的圖示，而高中階段力學(xué)研究還可以用力的示意圖研究，且更簡便，要讓學(xué)生了解這兩種畫圖方法的區(qū)別。初中幾乎所有的力都是用F表示的，例如：支持力FN，摩擦力Ff ，要讓學(xué)生明確，初中力的符號表示方法在高中依然適用（新教材就是采用這種表示方法），但如果支持力用N表示，摩擦力用f表示，也是很常見和普遍的。知道根據(jù)力的性質(zhì)（如重力、彈力、摩擦力）對力進(jìn)行分類，或根據(jù)力的效果（如動力、阻力、壓力、支持力、回復(fù)力、向心力）對力進(jìn)行分類。

4、知道重力的定義，知道重力實際就是地球?qū)ξ矬w吸引力的一個很大的分力，因此重力近似等于地球?qū)ξ矬w的吸引力。對于公式G=mg，初中的學(xué)生已經(jīng)學(xué)過，知道g=9.8N/Kg，但由于知識點的局限，初中課本里是不給出g的中文表示的，因此有必要強調(diào)，g是重力加速度，它的單位可以是“N/Kg”也可以是“m/s2”知道重力的測量一般可用彈簧秤或臺秤。知道重心的測量（懸掛法），知道重心不一定在物體上。2 第二課時“A2：形變和彈力”的教學(xué)建議：了解彈性形變和范性形變的概念；了解形變的形式（拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變、剪切形變和扭轉(zhuǎn)形變等），引導(dǎo)學(xué)生分析圖2-6中形變的形式。頂部橫梁屬彎曲形變，掛鉤處剪切形變，吊燈

5、處拉伸形變，羅馬柱壓縮形變，螺絲刀扭轉(zhuǎn)形變。在探索桌面的微小形變時，有條件的學(xué)校盡量做該演示實驗，實驗的方式可采用本教材中設(shè)計的方案，也可參考全國教材中的實驗方案，強調(diào)該實驗方案利用了鏡面放大的效果，即鏡面轉(zhuǎn)動角，反射光線轉(zhuǎn)動2角。如果條件限制，可以顯示玻璃瓶的微小形變。彈力有無的判斷：“假設(shè)法”將與研究對象接觸的物體撤離，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變。關(guān)于彈力的作用點問題。諸如推力、拉力、壓力、支持力這些在初中學(xué)生都很熟悉的力都屬于同一性質(zhì)的力彈力。支持力的作用點初中往往強調(diào)在重心處，高中階段應(yīng)該讓學(xué)生理解在一些不可以把物體當(dāng)作質(zhì)點（比如研究力矩平衡時）的情況下，也盲目的將支持力畫在重

6、心處是錯誤的。所以所有的彈力作用點畫在接觸點（面）一定是正確的，為了研究的方便，一些可以將物體當(dāng)作質(zhì)點的情況中，支持力的作用點可以畫在重心處。彈力的方向?qū)W生很容易概念模糊，要讓學(xué)生真正理解彈力的施力物體：發(fā)生形變的物體，彈力的受力物體：使之發(fā)生形變的物體。彈力的方向：發(fā)生形變物體形變的反方向。具體來講有以下幾種：（1）輕繩：繩只能發(fā)生拉伸形變，不能發(fā)生壓縮形變，所以繩上彈力一定是拉力（也稱張力），方向指向繩子收縮的方向。一根繩繞過一滑輪張力大小處處相等，但一根繩在某部位打一固定節(jié)點，兩段部分繩上的張力就沒有關(guān)系了，有可能不相等。（2）輕桿：輕桿可以有拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變和扭轉(zhuǎn)形變，故輕

7、桿上的彈力方向具有多向性，不一定沿桿。（可以介紹“二力桿件，力必沿桿”的概念，總結(jié)在什么條件下，輕桿上的彈力才沿桿。）（3）彈簧：彈簧可以有拉伸形變和壓縮形變，既能產(chǎn)生拉力，也能產(chǎn)生壓力，方向沿彈簧的軸線方向。（4）面與面、點與面接觸：彈力方向垂直于面（切面），且指向受力物體。關(guān)于胡克定律，考綱規(guī)定彈簧彈力與形變量成正比不作要求，即不要計算F=KX，但是我們也可以這樣理解：“形變量越大彈力越大”是不超綱的。其實涉及這一知識點的題目是非常多的。所以我們建議老師們：“胡克定律”應(yīng)淡化計算，強調(diào)定性分析。如球落在彈簧上這一經(jīng)典情景要仔細(xì)講解，最大速度位置、最大加速度位置等以后要學(xué)的知識點在該情景中都

8、可以很好的落實。3 第三課時“A3：摩擦力”的教學(xué)建議：摩擦力在高中力學(xué)知識中是很重要的內(nèi)容，新教材將摩擦力這部分內(nèi)容安排在拓展書中，即一般認(rèn)為是高三物理的教學(xué)點了，我們通過這三年的實驗，感覺摩擦力這一內(nèi)容比較適合讓初學(xué)者全面接觸，因此建議老師們在高一階段將“靜摩擦力”“最大靜摩擦力”“滑動摩擦力”落實到位。對以下內(nèi)容可重點分析：（1） 摩擦力總是阻礙物體運動嗎？既而提出摩擦力可以做為阻力也可以作為動力。（摩擦力作為動力的復(fù)雜計算，安排在高三或高一選修教學(xué)。）（2） 物體的速度越大滑動摩擦力越大，對嗎？要讓學(xué)生明白滑動摩擦力只與接觸面粗糙程度、材料有關(guān)，只與壓力大小有關(guān)。與運動狀態(tài)無關(guān)（即與速

9、度大小無關(guān)，與勻速運動或勻加速運動無關(guān)）物體越重，滑動摩擦力越大嗎？提出影響滑動摩擦力的一個重要因素是壓力，但壓力并不一定等于重力。這恰恰是學(xué)生容易搞錯的地方。（3） 靜摩擦力方向（“反推法”“假設(shè)法”）及滑動摩擦力方向（與相對運動方向相反）判斷問題。（4） 靜摩擦力大?。ㄊ芰Ψ治鲇嬎悖┘盎瑒幽Σ亮Υ笮。ü接嬎悖┯嬎銌栴}。（5） 靜摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系。（6） 受靜摩擦力作用的物體一定靜止嗎？受滑動摩擦力作用的物體一定運動嗎？（7） 了解流體阻力問題，了解在空氣中，在液體中物體終極速率的研究。4 例題閱讀以下材料回答問題“在北方的冬天，有廣大的地區(qū)為白雪覆蓋。在積雪不及2公分的雪地，只

10、用普遍地形的駕駛方法即可，唯感到容易偏滑。不論是柏油路面或泥地，積雪以后特別濕滑，因此常下雪的地區(qū)，車輛都備有防滑鐵鏈，裝上鐵鏈車輛車速不宜超過時速10公里。積雪20公分以上的雪地，分動箱用H4變速箱用二檔或一檔。在積雪達(dá)輪胎高度一半以上時前進(jìn)阻力極大，此時分動箱使用L4。在積雪的平坦地面行車，特別要弄清楚雪下的地形，勿使車輪陷入大的坑洞和路邊溝。在積雪的上坡路或下坡路，以L4控制車速是必要的，尤其是彎道坡路，更是要小心，應(yīng)提前減速，緩踩剎車。在坡度15度以上的積雪彎道行車、分動箱用L4，變速箱用一檔，盡量使車速降至最低，此種地形危險性極高，若非必要還是避免行駛。當(dāng)積雪融化氣溫降低，則地面結(jié)冰

11、形成地穿甲。在此種冰上行車，車速應(yīng)盡可能減慢，地面略有坡度或變速過快，會出現(xiàn)車輛失控側(cè)滑和不易掌握方向的情況。坡度十幾度以上的結(jié)冰路面，是危險而不宜行車的地形?！眴栴}：這種雪地用車為了防止打滑在 輪（填“前”或“后”）上安裝了 ，這是因為地面對前輪提供了 摩擦力（填“靜”或“滾動”），屬于 （填“動力”或“阻力”） ，地面對后輪提供了 摩擦力（填“靜”或“滾動”），屬于 （填“動力”或“阻力”）。5：作業(yè)說明。題5：如圖所示是一種自動雨傘的結(jié)構(gòu)圖，塑料圓環(huán) M、N套在傘桿上，可以自由滑動，中間有一根彈簧。AM 、BM 是連接傘面骨架與M 壞的短桿，CN 、 DN 是連接短桿與N環(huán)的鋼絲(CM

12、、CN 與 DM 、DN的長度是不變的)，如圖是開傘狀態(tài)。試說明這種傘能自動打開的道理。答:傘張開時,三角形CMN中夾角MCN比較大;傘收攏時三角形CMN中夾角MCN比較小,而CM長度、CN長度都是不變的，所以收攏時彈簧壓縮得最明顯，壓縮的彈簧會產(chǎn)生彈力使傘自動張開（壓縮形變，彈力為壓力）；傘完全張開時，彈簧長度達(dá)到最大，但依然小于原長（壓縮形變，彈力為壓力）市統(tǒng)考試題：一把正常使用的自動雨傘，關(guān)于其中彈簧的狀態(tài)，正確的說法是（ A ）（A） 無論雨傘收起或打開，彈簧都受到壓力。（B） 無論雨傘收起或打開，彈簧都受到拉力。（C） 雨傘打開時，彈簧受到壓力；雨傘收起時，彈簧受到拉力。（D） 雨傘

13、打開時，彈簧受到拉力；雨傘收起時，彈簧受到壓力。6 補充資料彈簧的各種功能。在我們的日常生活中，彈簧形態(tài)各異，處處都在為我們服務(wù)。常見的彈簧是螺旋形的，叫螺旋彈簧。做力學(xué)實驗用的彈簧秤、擴胸器的彈簧等都是螺旋彈簧。螺旋彈簧有長有短，有粗有細(xì)：擴胸器的彈簧就比彈簧秤的粗且長；在抽屜鎖里，彈簧又短又細(xì)，約幾毫米長；有一種用來緊固螺母的彈簧墊圈，只有一圈，在緊固螺絲螺母時都離不開它。螺旋彈簧在拉伸或壓縮時都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力，而且在彈性限度內(nèi)，形變越大，產(chǎn)生的彈力也越大；一旦外力消失，形變也消失。有的彈簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧。在口琴、手風(fēng)琴里有銅制的發(fā)聲簧片，在許多電器開關(guān)中也有銅

14、制的簧片，在玩具或鐘表里的發(fā)條是鋼制的板簧，在載重汽車車廂下方也有鋼制的板簧。它們在彎曲時會產(chǎn)生恢復(fù)原來形狀的傾向，彎曲得越厲害，這種傾向越強。有的彈簧像蚊香那樣盤繞，例如，實驗室的電學(xué)測量儀表（電流計、電壓計）內(nèi)，機械鐘表中都安裝了這種彈簧。這種彈簧在被扭轉(zhuǎn)時也會產(chǎn)生恢復(fù)原來形狀的傾向，叫做扭簧。B 力的合成1 第四課時“B：力的合成”的教學(xué)建議引入：“鼎伏”作為本節(jié)課的引入是非常生動和貼切的，在課后練習(xí)中還有相關(guān)內(nèi)容與之前后呼應(yīng)。通過楊浦大橋提出合力與分力的概念，體現(xiàn)了知識點源于生活，非常自然。以上這兩部分設(shè)計都是新教材的亮點，建議教師們在教學(xué)設(shè)計中采用。提出問題：學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過“一直

15、線上兩力合成”，那么兩個互成角度的力的合力將符合什么規(guī)律呢？探索研究：新教材將原先的“兩個互成角度的共點力合成”這一驗證性實驗改為探究類學(xué)生實驗，所以實驗的方法保留了傳統(tǒng)，但實驗的意義卻賦予了新的內(nèi)涵。注意學(xué)生對于“規(guī)律的猜想”切入時機的把握。切不可在實驗之初猜想兩個互成角度的共點力合成有哪些規(guī)律，建議在用一個力等效替代兩個力的作用后，圖紙上有兩個分力的力的圖示，又有等效力的圖示，此時是讓學(xué)生猜想合力與分力之間可能存在關(guān)系的最恰當(dāng)?shù)臅r機。要讓學(xué)生充分體驗：“猜想”“實驗”“歸納”“總結(jié)”的科學(xué)探索研究的一般模式?？偨Y(jié)：這里除了要對實驗結(jié)果進(jìn)行總結(jié)外，還要結(jié)合兩個人拎一桶水是否一定比一個人拎這桶

16、水省力這一話題，討論合力的大小與分力的大小關(guān)系（合力的大小可能大于、等于甚至小于分力，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的重要因素是兩個分力之間的夾角大小的不同）。從而揭開“鼎伏”拉不起的秘密：各繩索拉力之間的夾角過大。真正體現(xiàn)新教材的課程設(shè)計理念：理論源于社會，并最終服務(wù)社會。2 作業(yè)說明例2：雖說是一道求合力的作圖題，但重點依然是支座對鍋爐的支持力的理解。遷移1：鍋爐重心下移，支持力怎樣變化？遷移2：鍋爐中的熱水不斷下漏，支持力怎樣變化？ 3 教案示例第二章 力和物體的平衡B 力的合成教學(xué)目標(biāo)：1 理解合力，分力，力的合成的概念；2 理解力的合成的平行四邊形定則，能學(xué)會用平行四邊形定則作圖法求合力和用直角三角形

17、的方法計算合力，知道矢量求和與標(biāo)量求和有不同的運算方法。3 感悟力的合成是一種等效替代方法，認(rèn)識什么是“等效”與“替代”。4 在學(xué)科滲透方面，能用數(shù)學(xué)知識中矢量求和的方法和解直角三角形的方法來解決物理問題，也要與語文學(xué)習(xí)中的古文學(xué)習(xí)結(jié)合起來。教學(xué)重點：本節(jié)中“平行四邊形定則”。教學(xué)難點：探究實驗中對實驗的設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容：導(dǎo)入新課:書48頁看“泗水拔鼎”的古文，并觀察圖，找出拔不出鼎的原因；引導(dǎo)學(xué)生回答：（1） 鼎陷于泥沙中，底部排除水后，大氣壓和水的壓力緊緊將它壓在河底，如同馬德堡半球?qū)嶒?；舉例：鼎橫截面積0.5m2 計算，大氣壓力可達(dá)5×104牛頓，（相當(dāng)于5噸）。（2） 人圍在鼎

18、的四周，同時用力拉，力的方向是向四周的，不是向上的，拉的效果相互抵消了。 引入新課：一 引出概念：1以楊浦大橋為例，書49頁圖2-13 ，觀察楊浦大橋圖，橋墩與橋面上有許多根鋼繩相連，分析橋墩與橋面受力情況：      F1 F2 F3 F4 F5 F6  F 如上圖，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，對于橋墩產(chǎn)生水平向左的力的效果和豎直向下的力的效果。F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，對于橋墩產(chǎn)生水平向右和豎直向下的力的效果。其中水平向左和向右的力互相抵消，就剩下豎直向下的力的作用效果。也就是說我們假想一個力F，能替代許多力，而產(chǎn)生的效果跟原來的一樣。能

19、替代幾個力的這個力F叫合力，這幾個力叫分力。2力的合成的概念：求幾個力的合力的方法，叫力的合成，力的合成是一種等效替代的方法，即用一個假設(shè)的力去替代幾個共同作用的力，替代后產(chǎn)生的效果與原來相同。3共點力：作用于物體上同一點，或者力的作用線可以相交在同一點的力叫共點力。例如：  F1 F2 日光燈所受的三個力G，F(xiàn)1，F(xiàn)2，它們的作 用線延長后交于一點O，也是共點力。 O G 二 合力與分力的關(guān)系：1 復(fù)習(xí)一直線兩力合成方法，問一直線上兩個力的合力，共點力F1=4牛，F(xiàn)2=3牛。2 若兩力互成角度的合力求法：學(xué)生實驗。書50頁探索研究：引導(dǎo)學(xué)生說出實驗設(shè)計方法，實驗步驟，實驗

20、注意事項等。做實驗，注意點：（1）彈簧秤先調(diào)零；（2）彈簧秤保持水平；（3）彈簧秤不要接觸板面，避免摩擦；（4）用力的圖示法畫出力。3 實驗步驟： 如何進(jìn)行力的合成呢？請同學(xué)做下面實驗： （1）把放木板固定在黑板上，用圖釘把白紙定字再生放木塊上。 （2）用圖釘把橡皮條一端固定在A點，結(jié)點自然狀態(tài)在O點，結(jié)點上系著細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套。 （3）用兩彈簧秤分別勾住繩索，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點到達(dá)O點。讓學(xué)生記下O的位置，用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點沿兩條細(xì)紙的方向畫線，記下F1、F2的力的大小。 （4）放開彈簧秤，使結(jié)點重新回到O點，再用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點拉到O，讀出彈簧

21、秤的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F1、F2和F1的力的圖示。 （5）用三角板以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)幾乎是F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對角線。 經(jīng)過前人們很多次的、精細(xì)的實驗，最后確認(rèn)，對角線的長度、方向、跟合力的大小、方向一致，即對角線與合力重合，也就是說，對角線就表示F1、F2的合力。 （6）指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實驗 觀察學(xué)生實驗情況，數(shù)據(jù)處理，要求操作的規(guī)范，遵從實驗結(jié)果，盡量把誤差減小到最小。 要求同學(xué)用平行四邊形法則作出F1與F2的合力，與實際合力對照，相距多遠(yuǎn)，差距大不大。 總結(jié)：可見互成角度的兩個力的合成，不是簡單的斤兩個力相加減，而是用表示兩個力

22、的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向。這就要平行四邊形定則。以后我們還要利用這個定則進(jìn)行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵從平行四邊形定則。 如果在實驗中，對角線與合力相距比較遠(yuǎn)，那就找一找原因，是否有錯誤操作，即使操作完全正確，也會有實驗誤差，也不會完全重合。 這種情況很正常，一個規(guī)律的得出要很多人在很長時間里，進(jìn)行許多此實驗才總結(jié)出來，并不是一次實驗就能得到。 4 實驗結(jié)果：合力與分力之間滿足平行四邊形定則：如果用表示兩個共點力F1，F(xiàn)2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么合力F的大小和方向就可以用F1，F(xiàn)2所夾的對角線來表示。5 運用平行

23、四邊形定則求互成角度的兩個力的合力。例如： F1 F     F2 假如F1=3牛，F(xiàn)2=4牛，兩力之間夾角為90度，求合力；解： F1 F    F2F=5牛，方向東偏北37度。 例：力F145N，方向水平向右。力F260N，方向豎直向上，用作圖法求解合力F的大小和方向。 解：選擇某一標(biāo)度，利用0.5cm的長度表示15N的力，作出力的平行四邊形，用刻度尺量出對角線的長度L，利用F15N× 即可求出。  小結(jié)：1 力的合成，一個假設(shè)力替代幾個共點力作用，替代后產(chǎn)生的效果與原來的相同。2

24、 合力與分力之間滿足平行四邊形定則。  C 力的分解1 第五課時“C：力的分解”的教學(xué)建議把握力的分解幾種方法：（1） 不定分解法：一個力可以在任意方向上分解，且能分解成無數(shù)組分力。若加上限制條件，比如：已知合力F的大小及方向，分力F1的方向，分力F2的大小，則F2Fsin無解；F2= Fsin一解；FF2Fsin兩解；F2F一解。（2） 效果分解法：根據(jù)力所產(chǎn)生的效果確定分力的方向，由平行四邊形定則確定分力大小。刀刃、劈、壓榨機、千斤頂、簡單支架結(jié)構(gòu)、拱橋頂部壓力的分解等實例都屬于根據(jù)效果進(jìn)行力的分解。（3） 正交分解法：建立平面直角坐標(biāo)系xoy，把各個已知力分別沿x軸和

25、y軸分解。2 關(guān)于DIS實驗：由于目前沒有“DIS力的分解”配套裝置，所以如果學(xué)校沒有條件整理配套裝置，可以不做該實驗。3 補充資料“和尚正塔”的力學(xué)原理    傳說我國明朝年間，蘇州的虎丘寺塔因年久失修，塔身傾斜，有倒塌的危險，如何修復(fù)此塔？有的建議用粗繩子把塔拉正，可一拉反會倒：有的建議用大木柱撐住，但很不雅觀。一天，一個和尚路過此地，觀察斜塔后，自告奮勇地說：“不需人力和財力，我一個人可以把塔扶正。”在場人無不驚疑而取笑他，可和尚不管別人怎么議論，天天提著一大包走進(jìn)寺院，包里裝了一些一頭厚一頭薄的木楔（斜面），他把這些木楔一個個的從塔身傾斜的一側(cè)的磚縫里敲進(jìn)去。不到一個月，塔身果然扶正了。    木楔為什么能產(chǎn)生這么大的力量呢？    如圖所示，設(shè)木楔是一個頂角為的等腰三角形，木楔敲入磚縫時產(chǎn)生的敲擊力為F，木楔將對塔身產(chǎn)生兩個分力，即楔對塔身的彈力N，由正弦定律得：