教科版高中物理必修2課件

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理必修2》（教科版）教材分析與教學(xué)建議劉炳昇普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理必修2》（教科版）教材1一、必修2教材結(jié)構(gòu)分析一、必修2教材結(jié)構(gòu)分析2必修結(jié)構(gòu)必修1必修2小結(jié)運(yùn)動(dòng)的描述→勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律力力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律機(jī)械能和能源經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性必修結(jié)構(gòu)必修1運(yùn)動(dòng)的描述→勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律力力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)3必修2教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)第一章拋體運(yùn)動(dòng)第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)第三章萬(wàn)有引力定律第四章機(jī)械能和能源第五章經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性不同于有的教材把拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)合為一章；有的教材把機(jī)械能放在最前一章；有的教材把經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性放在機(jī)械能的前面，萬(wàn)有引力之后。必修2教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)第一章拋體運(yùn)動(dòng)4我們的想法1.拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)同屬于曲線運(yùn)動(dòng)，但從加速度來(lái)分類(lèi)，它們是兩種不同的運(yùn)動(dòng)，分為兩章更有利于理解和教學(xué)。2.拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)是必修1中直線運(yùn)動(dòng)的自然延伸和運(yùn)動(dòng)定律的拓展應(yīng)用，邏輯聯(lián)系緊密，學(xué)生理解比較順暢。況且學(xué)生學(xué)過(guò)力的合成和分解，緊接著學(xué)習(xí)拋體運(yùn)動(dòng)，有利于矢量運(yùn)算方法的遷移。3.如果把機(jī)械能放在前面或插在中間，從內(nèi)在邏輯和學(xué)生思維角度看都顯得生硬。我們的想法1.拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)同屬于曲線運(yùn)動(dòng)，但從加5我們的想法4.學(xué)過(guò)了直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)，再學(xué)習(xí)機(jī)械能，對(duì)于豐富和深化對(duì)機(jī)械能的理解是有益的，也有利于領(lǐng)會(huì)應(yīng)用機(jī)械能解決問(wèn)題的意義。5.經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性作為必修1和必修2模塊全部?jī)?nèi)容的總結(jié)，放在最后一章是比較合適的。我們的想法4.學(xué)過(guò)了直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)，再學(xué)習(xí)機(jī)械能，6教材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)科邏輯、學(xué)生認(rèn)知、學(xué)生情感這三個(gè)因素，體現(xiàn)學(xué)科、學(xué)生認(rèn)知和心理發(fā)展的統(tǒng)一。

考慮但不過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科結(jié)構(gòu)邏輯的嚴(yán)密性。關(guān)注學(xué)生的心理特點(diǎn)、認(rèn)知水平和思維方式，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。教材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)科邏輯、學(xué)生認(rèn)7單元結(jié)構(gòu)及微觀呈現(xiàn)模式的討論學(xué)生對(duì)教材宏觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)開(kāi)始時(shí)是比較粗略的，學(xué)到一定的時(shí)候再回過(guò)頭來(lái)看自己學(xué)過(guò)的知識(shí)，如同爬山到了山頂俯視全景，就會(huì)清晰得多。對(duì)于微觀知識(shí)學(xué)生會(huì)感覺(jué)比較實(shí)在，但卻容易“井底觀天”，看不清微觀知識(shí)之間的聯(lián)系。因此，教材中觀的單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更為重要，它指導(dǎo)教師幫助學(xué)生不斷地?cái)U(kuò)展和深化認(rèn)知建構(gòu)的量和質(zhì)的水平。

單元結(jié)構(gòu)及微觀呈現(xiàn)模式的討論學(xué)生對(duì)教材宏觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)開(kāi)始時(shí)是8關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)的討論勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律占有重要的基礎(chǔ)性地位，是教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。常規(guī)的研究思路是：運(yùn)動(dòng)的描述→運(yùn)動(dòng)的規(guī)律→運(yùn)動(dòng)變化的原因→力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。即，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度（角速度）→向心加速度→向心力→向心力與向心加速度的關(guān)系。關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)的討論勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律占有重9從必修1到必修2研究思路可能的變化必修1中運(yùn)動(dòng)類(lèi)型局限于直線運(yùn)動(dòng)，研究的思路是先研究運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題再研究動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。但不意味對(duì)其他類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)都要按常規(guī)思路（例如對(duì)振動(dòng)問(wèn)題的思路就與其相反），必修1所學(xué)知識(shí)已經(jīng)為下面思路的變化提供了準(zhǔn)備，創(chuàng)造了可能性。從必修1到必修2研究思路可能的變化必修1中運(yùn)動(dòng)類(lèi)型局限于直線10看一看“平拋運(yùn)動(dòng)”的研究思路觀察思考：猜想平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證猜想。理論探究：為什么可以做這樣的分解？建立水平和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)方程?？梢钥闯?，在對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究時(shí)，介入了動(dòng)力學(xué)規(guī)律的思考和應(yīng)用?？匆豢础捌綊佭\(yùn)動(dòng)”的研究思路觀察思考：猜想平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。11對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思考如果先建立向心加速度的概念，學(xué)生缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的感受，也很難用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究。對(duì)于向心加速度的理論探究，回避不了矢量方向變化中的極限問(wèn)題，從而加大了學(xué)習(xí)的抽象程度和理解難度，這對(duì)大多數(shù)學(xué)生，不是一個(gè)好的決策。對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思考如果先建立向心加速度的概念，學(xué)生12教科版教材的一些做法采用先向心力再向心加速度的結(jié)構(gòu)。對(duì)向心力，學(xué)生容易獲得直觀感受，也比較容易用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行定性或半定量的探究，在此基礎(chǔ)上陳述向心力的表達(dá)式及其意義。然后，從牛頓第二定律出發(fā)，建立向心加速度的概念和推導(dǎo)向心加速度的公式。對(duì)部分理科思維水平較高的學(xué)生可以通過(guò)“發(fā)展空間”自學(xué)向心加速度的理論推導(dǎo)過(guò)程。教科版教材的一些做法采用先向心力再向心加速度的結(jié)構(gòu)。13二、關(guān)于實(shí)施探究教學(xué)的建議關(guān)注多種教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合！二、關(guān)于實(shí)施探究教學(xué)的建議關(guān)注多種教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合！14【案例】曲線運(yùn)動(dòng)1.通過(guò)觀察和回憶，了解什么是曲線運(yùn)動(dòng)，知道曲線運(yùn)動(dòng)是十分常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式。（可以讓學(xué)生舉例）（a）汽車(chē)在環(huán)形立交橋上的運(yùn)動(dòng)（b）過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)（c）飛機(jī)的飛行表演圖1-1-2形形色色的曲線運(yùn)動(dòng)【案例】曲線運(yùn)動(dòng)1.通過(guò)觀察和回憶，了解什么是曲線運(yùn)動(dòng)15【案例】曲線運(yùn)動(dòng)2.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?？梢杂密浰芰瞎芴娲??！景咐壳€運(yùn)動(dòng)2.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。16【案例】曲線運(yùn)動(dòng)3.理論探究：從割線到切線的變化過(guò)程的分析。4.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的條件。根據(jù)牛頓第二定律和教材旁批的提示問(wèn)題做出猜想，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！景咐壳€運(yùn)動(dòng)3.理論探究：從割線到切線的變化過(guò)程17【案例】曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)論得出后，就兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行交流和討論。【案例】曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)論得出后，就兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行交流和討論。18【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究前面已經(jīng)介紹了平拋運(yùn)動(dòng)探究的整體思路，這里再介紹一下其中的實(shí)驗(yàn)探究部分。1.準(zhǔn)備：通過(guò)觀察討論提出猜想；2.觀察平拋豎落的實(shí)驗(yàn)：在同一高度，不同的路徑，但同時(shí)落地；改變平拋速度，仍然同時(shí)落地；改變高度，仍同時(shí)落地?！景咐科綊佭\(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究前面已經(jīng)介紹了平拋運(yùn)動(dòng)探究的整體思19【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：平拋物體運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上與自由落體運(yùn)動(dòng)有相同的規(guī)律，可視為自由落體運(yùn)動(dòng)。3.觀察頻閃照片，討論：照片為我們提供了哪些信息？水平方向和豎直方向上做什么運(yùn)動(dòng)？【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：平拋物體運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上與20【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究4.用理論的方法得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。5.學(xué)生（分組）實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)。不是用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律，而是用實(shí)驗(yàn)的方法描出運(yùn)動(dòng)軌跡，驗(yàn)證規(guī)律和應(yīng)用規(guī)律，求平拋的初速度。【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究4.用理論的方法得出平拋運(yùn)動(dòng)21案例評(píng)析案例的設(shè)計(jì)貫穿科學(xué)探究和認(rèn)知建構(gòu)的思想，力求突出本質(zhì)特征，而不在意探究的形式，也沒(méi)有千篇一律的程序。關(guān)注外在活動(dòng)（觀察實(shí)驗(yàn)）與內(nèi)在活動(dòng)（思考與理論分析）的結(jié)合，以交流和討論為結(jié)合點(diǎn)。重視實(shí)驗(yàn)，提供動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，各類(lèi)、各層次實(shí)驗(yàn)結(jié)合。關(guān)注過(guò)程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性思考。案例評(píng)析案例的設(shè)計(jì)貫穿科學(xué)探究和認(rèn)知建構(gòu)的思想，力求突出本質(zhì)22【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)計(jì)思想：從感性到理性；從定性到定量，關(guān)注對(duì)概念規(guī)律的理解和對(duì)有關(guān)概念的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。1.活動(dòng)：感受向心力。采用在水平桌面上的定性實(shí)驗(yàn)，避免對(duì)以后學(xué)習(xí)圓錐擺模型造成的干擾。為學(xué)習(xí)向心力的概念提供感性認(rèn)識(shí)?！景咐刻骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)計(jì)思想：從感性到理性；從定23【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力2.通過(guò)對(duì)月球繞地球運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)秋千圖片的觀察，交流討論可能是什么力使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)：使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力不可能沿切線方向；不改變速度大??；只能是指向圓心。這個(gè)力可能由彈力提供，也可能由其他性質(zhì)的力提供；可以是一個(gè)力也可以是幾個(gè)力的合力提供。這個(gè)指向圓心的合力就叫做向心力?！景咐刻骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力2.通過(guò)對(duì)月球繞地球運(yùn)24【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力3.實(shí)驗(yàn)探究：探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系。教材上采用廠制儀器的演示實(shí)驗(yàn)，觀察：保持角速度和半徑相同，探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系；保持質(zhì)量和半徑相同，探究向心力與角速度的關(guān)系；保持角速度和質(zhì)量相同，探究向心力與半徑的關(guān)系；【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力3.實(shí)驗(yàn)探究：探究向心25【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力該實(shí)驗(yàn)裝置可用廠制學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器，改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)。也可以用手搖轉(zhuǎn)盤(pán)的自制教具做定性的演示。橡皮筋m1m2轉(zhuǎn)盤(pán)【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力該實(shí)驗(yàn)裝置可用廠制學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀26【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力4.陳述說(shuō)明，精確實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)論和向心力大小的兩種表達(dá)式。5.交流與討論：兩種表達(dá)式中，一式中向心力大小與半徑成正比，而另一式中向心力大小卻與半徑成反比，它們相互矛盾嗎？【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力4.陳述說(shuō)明，精確實(shí)驗(yàn)27幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明1.活動(dòng)：探究位移合成的規(guī)律（P6）幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明1.活動(dòng)：探究位移合成的規(guī)律（P6）28幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易可行，只要一支筆、一把尺、一張紙即可，通常畫(huà)出的軌跡是不規(guī)則的，但連接曲線首尾得到筆尖走過(guò)的位移，與兩個(gè)分位移比較，可以得到它們的關(guān)系，即遵循矢量合成的定則。有利于區(qū)分路徑與位移的概念，結(jié)論具有普遍性。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易可行，只要一支筆、一把29幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明2.活動(dòng)：研究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系（P69）動(dòng)能定理并不是實(shí)驗(yàn)得來(lái)的規(guī)律，它是應(yīng)用功的概念和牛頓第二定律得到的推論，因此教材中把實(shí)驗(yàn)置于驗(yàn)證的地位。這個(gè)活動(dòng)也不要求重做實(shí)驗(yàn)，而是利用牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)得到的打點(diǎn)紙帶，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，從而得到與理論推導(dǎo)一致的關(guān)系式。這樣的安排更符合科學(xué)發(fā)現(xiàn)的多樣性和教學(xué)的效率要求。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明2.活動(dòng)：研究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)30幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)（分組）：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的一條重要規(guī)律，由于對(duì)學(xué)生難以做出較嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，因此安排實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是必要的。實(shí)驗(yàn)采用自由落體打點(diǎn)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，由于在必修1中沒(méi)有做過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，因此這里要求做實(shí)驗(yàn)。圖4-5-6幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)（分組）：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定31幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明在對(duì)紙帶處理中，沒(méi)有要求以靜止點(diǎn)為原點(diǎn)，只要求在紙帶點(diǎn)跡清晰的部分，沿下落方向依次取若干個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，標(biāo)為0、1、2、3、4等。用“平均速度為中點(diǎn)時(shí)刻瞬時(shí)速度”的方法求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度和對(duì)應(yīng)的動(dòng)能。由學(xué)生任選某一點(diǎn)為計(jì)算重力勢(shì)能的參考點(diǎn)，量出各點(diǎn)至參考點(diǎn)的距離（注意取值正負(fù)），再算出對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能。再驗(yàn)證是否符合機(jī)械能守恒定律，并討論誤差的來(lái)源。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明在對(duì)紙帶處理中，沒(méi)有要求以靜止點(diǎn)為原點(diǎn)，只要求32對(duì)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”的案例評(píng)析該實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行（2人一組）。實(shí)驗(yàn)給學(xué)生較多的自主權(quán)，各組的實(shí)驗(yàn)會(huì)不一樣（所選的0點(diǎn)和參考點(diǎn)不同）。不必要考慮選紙帶的靜止點(diǎn)到其后一點(diǎn)距離要求。通過(guò)自主處理數(shù)據(jù)和匯報(bào)交流，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)與理論的理解會(huì)更深刻。對(duì)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”的案例評(píng)析該實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行（2人一33三、關(guān)于科學(xué)思想與人文精神的滲透挖掘物理學(xué)原本存在的教育因素關(guān)注三維目標(biāo)的有機(jī)融合三、關(guān)于科學(xué)思想與人文精神的滲透挖掘物理學(xué)原本存在的教育因素34（一）萬(wàn)有引力的案例（一）萬(wàn)有引力的案例35萬(wàn)有引力定律建立的偉大意義17世紀(jì)后期，牛頓等建立了萬(wàn)有引力定律，它使人們第一次用統(tǒng)一的理論來(lái)認(rèn)識(shí)神秘的天上運(yùn)動(dòng)和地上運(yùn)動(dòng)。它不僅在當(dāng)時(shí)的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮著基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)作用，也為人類(lèi)實(shí)現(xiàn)飛出地球的夢(mèng)想指出了方向。聯(lián)系到此前發(fā)生的圍繞宇宙圖景的近代科學(xué)革命，后人看到了科學(xué)對(duì)人類(lèi)精神文明發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)。因此萬(wàn)有引力這一章的意義遠(yuǎn)比了解一些知識(shí)更重要。萬(wàn)有引力定律建立的偉大意義17世紀(jì)后期，牛頓等建立了萬(wàn)有引力36傳統(tǒng)教材的不足但是，我們卻沒(méi)有感受到這一章的重要，雖然我們很佩服牛頓，他是偉大的天才，但好象萬(wàn)有引力定律也只是復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)的結(jié)果。因?yàn)槲覀儼涯繕?biāo)定位在定律本身上了。而看不到牛頓的智力苦斗，看不到他的創(chuàng)造性思維的過(guò)程。傳統(tǒng)教材的不足但是，我們卻沒(méi)有感受到這一章的重要，雖然我們很37教科版“萬(wàn)有引力定律”的編寫(xiě)意圖分為四節(jié)：天體運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；人造衛(wèi)星，宇宙速度?？缭搅藦墓糯浆F(xiàn)代的歷史進(jìn)程，反映了探究的歷程及其對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的影響。第二節(jié)，分為三部分：與引力有關(guān)的思考；萬(wàn)有引力定律；引力常量。首先討論了萬(wàn)有引力是怎樣被提出來(lái)的，再揭示了定律推導(dǎo)的思路和定律本身的內(nèi)容，然后介紹定律的直接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和引力常量的意義。這對(duì)于物理科學(xué)發(fā)現(xiàn)是不可缺少的基本環(huán)節(jié)。教科版“萬(wàn)有引力定律”的編寫(xiě)意圖分為四節(jié)：天體運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力38萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的三個(gè)階段思想孕育階段：萬(wàn)有引力的提出。定律推演階段；萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。下面是“與引力有關(guān)現(xiàn)象的思考”教學(xué)的分析與建議。萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的三個(gè)階段思想孕育階段：萬(wàn)有引力的提出。39萬(wàn)有引力的提出，序?qū)π行沁\(yùn)動(dòng)問(wèn)題了解得比較清楚之后，人們更深入地思考是什么原因使行星繞著太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)？

在開(kāi)普勒時(shí)代有些人對(duì)此的回答是：小天使在后面拍打翅膀，推動(dòng)著行星沿軌道飛行。而牛頓為代表的一些科學(xué)家則意識(shí)到太陽(yáng)可能是支配行星運(yùn)動(dòng)的那些力的淵源。萬(wàn)有引力的提出，序?qū)π行沁\(yùn)動(dòng)問(wèn)題了解得比較清楚之后，人們更深40創(chuàng)造性思考的開(kāi)端牛頓22歲在劍橋大學(xué)取得學(xué)士學(xué)位后，由于瘟疫流行，回到了自家的農(nóng)場(chǎng)。在此后的18個(gè)月中，牛頓經(jīng)過(guò)不斷地思考和論證，奠定了萬(wàn)有引力理論的基礎(chǔ)。

創(chuàng)造性思考的開(kāi)端牛頓22歲在劍橋大學(xué)取得學(xué)士學(xué)位后，由于瘟疫41教科版高中物理必修2課件42牛頓在思考過(guò)程中得到的認(rèn)識(shí)蘋(píng)果下落和月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)都來(lái)自于同一種力，那就是地球的引力；這種引力不只存在于地球和月球之間，還存在于太陽(yáng)系中太陽(yáng)與各行星之間以及行星與衛(wèi)星之間；這種引力不只限于天體，還存在于地球上的一切物體之間；推而廣之，宇宙間的每一對(duì)物體之間都存在這種引力的作用。牛頓在思考過(guò)程中得到的認(rèn)識(shí)蘋(píng)果下落和月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)都來(lái)自于43討論交流

對(duì)于上述萬(wàn)有引力的概念，你有什么困惑和看法？蘋(píng)果下落，為什么月球不落下？月球繞地旋轉(zhuǎn)，蘋(píng)果也能繞地旋轉(zhuǎn)嗎？為什么我們沒(méi)有察覺(jué)地球上物體之間有引力？討論交流對(duì)于上述萬(wàn)有引力的概念，你有什么困惑和看法？44蘋(píng)果與月球有共同之處嗎？牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究工作首先是從研究月球軌道開(kāi)始的。蘋(píng)果和月球除了兩者大致都是圓的以外，可能再也找不出它們的共同點(diǎn)，牛頓卻看到了它們的相同之處。牛頓認(rèn)為蘋(píng)果在往下掉，月球也在往下掉，你同意這種看法嗎？蘋(píng)果與月球有共同之處嗎？牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究工作首先是從研究45思考與交流

月球?yàn)槭裁床粫?huì)飛出去？思考與交流

月球?yàn)槭裁床粫?huì)飛出去？46誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？如上圖所示，當(dāng)一個(gè)蘋(píng)果落向地面時(shí)，它必定受到地球?qū)λ睦ψ饔?，蘋(píng)果的速度和加速度的方向以及地球的引力方向，都指向地心。月球是繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的，它的速度方向環(huán)繞地球而不是指向地心。由牛頓第一定律，如果月球沒(méi)有受到任何力的作用，它就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，月球?qū)?huì)飛出地球（圖中由A向B運(yùn)動(dòng)）。誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？如上圖所示，當(dāng)一個(gè)蘋(píng)果落向地面時(shí)，它必定受47誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？而實(shí)際上月球卻是沿圓周運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。使月球偏離直線運(yùn)動(dòng)，必須有一個(gè)指向地心的力作用于它，牛頓假設(shè)這個(gè)力與拉蘋(píng)果向下的力的來(lái)源相同，就是地球的引力。名人名言：當(dāng)每個(gè)人都認(rèn)為月亮不往下掉的時(shí)候，只有牛頓這樣的人才看到月亮正在往下掉?！呷R里（1871-1945，法國(guó)詩(shī)人和哲學(xué)家）誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？而實(shí)際上月球卻是沿圓周運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。使月球偏48說(shuō)明

實(shí)際上，牛頓還從另一角度思考了引力的問(wèn)題：蘋(píng)果也可以不落向地面嗎？說(shuō)明實(shí)際上，牛頓還從另一角度思考了引力的問(wèn)題：49牛頓的又一論證如果我們水平地拋出一個(gè)物體，由于受地球引力的作用，它將沿彎曲的路徑落向地面。如果拋出的速度越大，則它繞過(guò)地球表面的落點(diǎn)越遠(yuǎn)?？梢韵胂?，拋出的速度大到一定程度，物體就會(huì)進(jìn)入地球軌道而不落下。正是由于這樣的原因，月球雖受地球的引力而不落到地球上。

牛頓的又一論證如果我們水平地拋出一個(gè)物體，由于受地球引力的作50從蘋(píng)果、月球與地球到天體的推廣牛頓還作出了更具有普遍性的思考。正像月球繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)一樣，行星繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)對(duì)每一個(gè)行星都有引力的作用。根據(jù)牛頓第三定律，每一個(gè)行星也對(duì)太陽(yáng)產(chǎn)生引力的作用。任意兩個(gè)天體之間都有引力的作用。

從蘋(píng)果、月球與地球到天體的推廣牛頓還作出了更具有普遍性的思考51進(jìn)一步的推廣引力不只限于天體之間。地球上的任意兩個(gè)物體之間也存在引力的作用，不過(guò)物體之間的引力很小罷了，使你感覺(jué)不到這個(gè)力的存在。因此牛頓指出，引力是普遍（萬(wàn)有）存在的力——每個(gè)物體都吸引任何其他的物體。這就是牛頓引力理論的中心思想。

進(jìn)一步的推廣引力不只限于天體之間。地球上的任意兩個(gè)物體之間也52萬(wàn)有引力定律部分的分析前面主要介紹了牛頓對(duì)引力問(wèn)題的思考，在這一段的開(kāi)頭，引伸介紹了其他科學(xué)家的貢獻(xiàn)和牛頓的獨(dú)特工作。教材中數(shù)學(xué)推導(dǎo)的過(guò)程不是牛頓的推導(dǎo)過(guò)程，他應(yīng)用微積分的方法解決了橢圓軌道下的表達(dá)式。教材從高中學(xué)生的水平出發(fā)，簡(jiǎn)化了推導(dǎo)過(guò)程。最后指出定律是幾代科學(xué)家長(zhǎng)期探索、研究的結(jié)果，牛頓是一個(gè)集大成者。正確地評(píng)價(jià)了科學(xué)家個(gè)人的作用。萬(wàn)有引力定律部分的分析前面主要介紹了牛頓對(duì)引力問(wèn)題的思考，在53名人名言在地球上摘朵花，你就移動(dòng)了最遠(yuǎn)的星球！——狄拉克

想象，太奇妙了！名人名言54（二）“萬(wàn)有引力”案例評(píng)析（二）“萬(wàn)有引力”案例評(píng)析55天才的智力苦斗不要認(rèn)為萬(wàn)有引力定律只是數(shù)學(xué)天才的邏輯演繹結(jié)果。正如愛(ài)因斯坦所言：“只有通過(guò)那種以對(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴的理解為依據(jù)的直覺(jué)，才能得到這些定律。”

“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象（力）概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說(shuō)，想象（力）是科學(xué)研究中的實(shí)在因素?！?/p>

天才的智力苦斗不要認(rèn)為萬(wàn)有引力定律只是數(shù)學(xué)天才的邏輯演繹結(jié)果56對(duì)本案例的評(píng)析如何利用物理學(xué)史的寶貴資源？借鑒歷史，但不是簡(jiǎn)單陳述歷史事實(shí)。把學(xué)生帶進(jìn)歷史的探究中去。在過(guò)程中理解知識(shí)。在過(guò)程中領(lǐng)悟方法和培養(yǎng)能力。把歷史和現(xiàn)代的發(fā)展聯(lián)系起來(lái)。對(duì)本案例的評(píng)析如何利用物理學(xué)史的寶貴資源？57四、關(guān)注面向全體學(xué)生和照顧不同學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)四、關(guān)注面向全體學(xué)生和58注意層次區(qū)別教材分必學(xué)和選學(xué)兩部分，如斜拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)與人類(lèi)文明、了解相對(duì)論、初識(shí)量子論都是選學(xué)要求。教材中的練習(xí)和習(xí)題，分為：①“練習(xí)與評(píng)價(jià)”，多為節(jié)后的概念辨析、定律的理解以及基本應(yīng)用練習(xí)；②章后的“習(xí)題”，比前者稍有提高，以及章內(nèi)的基本綜合應(yīng)用題；③“發(fā)展空間”，除了某些知識(shí)的拓展和加深，還有一些研究性的課題和要求適當(dāng)提高的習(xí)題?！鞍l(fā)展空間”不是對(duì)全體學(xué)生的要求。注意層次區(qū)別教材分必學(xué)和選學(xué)兩部分，如斜拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)與人59注意控制面向全體學(xué)生的深度要求例如，斜拋運(yùn)動(dòng)，知道用合成和分解的方法，但不要求討論斜拋的軌道方程。知道彈性勢(shì)能及與那些因素有關(guān)，不要求推導(dǎo)彈性勢(shì)能的公式。知道向心加速度，但不要求用極限的方法推導(dǎo)其公式。有的是在過(guò)程中提高的，不要一次到位。注意控制面向全體學(xué)生的深度要求例如，斜拋運(yùn)動(dòng)，知道用合成和分60向一定特長(zhǎng)的學(xué)生推薦適合的課題向一定特長(zhǎng)的學(xué)生推薦適合的課題61向一定特長(zhǎng)的學(xué)生推薦適合的課題估測(cè)太陽(yáng)的密度，可推薦給喜歡實(shí)驗(yàn)和有一定思維能力的學(xué)生。估測(cè)人在水平路面上行走時(shí)克服重力做功的功率，估測(cè)上拋石塊所做的功，可對(duì)喜歡實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。鼓勵(lì)網(wǎng)上查閱資料，如軍事題材、航天題材、永動(dòng)機(jī)題材等，以小論文的形式進(jìn)行整理、交流。向一定特長(zhǎng)的學(xué)生推薦適合的課題估測(cè)太陽(yáng)的密度，可推薦給喜歡實(shí)62謝謝各位！謝謝各位！63普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理必修2》（教科版）教材分析與教學(xué)建議劉炳昇普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理必修2》（教科版）教材64一、必修2教材結(jié)構(gòu)分析一、必修2教材結(jié)構(gòu)分析65必修結(jié)構(gòu)必修1必修2小結(jié)運(yùn)動(dòng)的描述→勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律力力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律機(jī)械能和能源經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性必修結(jié)構(gòu)必修1運(yùn)動(dòng)的描述→勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律力力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)66必修2教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)第一章拋體運(yùn)動(dòng)第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)第三章萬(wàn)有引力定律第四章機(jī)械能和能源第五章經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性不同于有的教材把拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)合為一章；有的教材把機(jī)械能放在最前一章；有的教材把經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性放在機(jī)械能的前面，萬(wàn)有引力之后。必修2教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)第一章拋體運(yùn)動(dòng)67我們的想法1.拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)同屬于曲線運(yùn)動(dòng)，但從加速度來(lái)分類(lèi)，它們是兩種不同的運(yùn)動(dòng)，分為兩章更有利于理解和教學(xué)。2.拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)是必修1中直線運(yùn)動(dòng)的自然延伸和運(yùn)動(dòng)定律的拓展應(yīng)用，邏輯聯(lián)系緊密，學(xué)生理解比較順暢。況且學(xué)生學(xué)過(guò)力的合成和分解，緊接著學(xué)習(xí)拋體運(yùn)動(dòng)，有利于矢量運(yùn)算方法的遷移。3.如果把機(jī)械能放在前面或插在中間，從內(nèi)在邏輯和學(xué)生思維角度看都顯得生硬。我們的想法1.拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)同屬于曲線運(yùn)動(dòng)，但從加68我們的想法4.學(xué)過(guò)了直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)，再學(xué)習(xí)機(jī)械能，對(duì)于豐富和深化對(duì)機(jī)械能的理解是有益的，也有利于領(lǐng)會(huì)應(yīng)用機(jī)械能解決問(wèn)題的意義。5.經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性作為必修1和必修2模塊全部?jī)?nèi)容的總結(jié)，放在最后一章是比較合適的。我們的想法4.學(xué)過(guò)了直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)，再學(xué)習(xí)機(jī)械能，69教材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)科邏輯、學(xué)生認(rèn)知、學(xué)生情感這三個(gè)因素，體現(xiàn)學(xué)科、學(xué)生認(rèn)知和心理發(fā)展的統(tǒng)一。

考慮但不過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科結(jié)構(gòu)邏輯的嚴(yán)密性。關(guān)注學(xué)生的心理特點(diǎn)、認(rèn)知水平和思維方式，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。教材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)科邏輯、學(xué)生認(rèn)70單元結(jié)構(gòu)及微觀呈現(xiàn)模式的討論學(xué)生對(duì)教材宏觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)開(kāi)始時(shí)是比較粗略的，學(xué)到一定的時(shí)候再回過(guò)頭來(lái)看自己學(xué)過(guò)的知識(shí)，如同爬山到了山頂俯視全景，就會(huì)清晰得多。對(duì)于微觀知識(shí)學(xué)生會(huì)感覺(jué)比較實(shí)在，但卻容易“井底觀天”，看不清微觀知識(shí)之間的聯(lián)系。因此，教材中觀的單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更為重要，它指導(dǎo)教師幫助學(xué)生不斷地?cái)U(kuò)展和深化認(rèn)知建構(gòu)的量和質(zhì)的水平。

單元結(jié)構(gòu)及微觀呈現(xiàn)模式的討論學(xué)生對(duì)教材宏觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)開(kāi)始時(shí)是71關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)的討論勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律占有重要的基礎(chǔ)性地位，是教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。常規(guī)的研究思路是：運(yùn)動(dòng)的描述→運(yùn)動(dòng)的規(guī)律→運(yùn)動(dòng)變化的原因→力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。即，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度（角速度）→向心加速度→向心力→向心力與向心加速度的關(guān)系。關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)的討論勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律占有重72從必修1到必修2研究思路可能的變化必修1中運(yùn)動(dòng)類(lèi)型局限于直線運(yùn)動(dòng)，研究的思路是先研究運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題再研究動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。但不意味對(duì)其他類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)都要按常規(guī)思路（例如對(duì)振動(dòng)問(wèn)題的思路就與其相反），必修1所學(xué)知識(shí)已經(jīng)為下面思路的變化提供了準(zhǔn)備，創(chuàng)造了可能性。從必修1到必修2研究思路可能的變化必修1中運(yùn)動(dòng)類(lèi)型局限于直線73看一看“平拋運(yùn)動(dòng)”的研究思路觀察思考：猜想平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證猜想。理論探究：為什么可以做這樣的分解？建立水平和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)方程?？梢钥闯?，在對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究時(shí)，介入了動(dòng)力學(xué)規(guī)律的思考和應(yīng)用?？匆豢础捌綊佭\(yùn)動(dòng)”的研究思路觀察思考：猜想平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。74對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思考如果先建立向心加速度的概念，學(xué)生缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的感受，也很難用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究。對(duì)于向心加速度的理論探究，回避不了矢量方向變化中的極限問(wèn)題，從而加大了學(xué)習(xí)的抽象程度和理解難度，這對(duì)大多數(shù)學(xué)生，不是一個(gè)好的決策。對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思考如果先建立向心加速度的概念，學(xué)生75教科版教材的一些做法采用先向心力再向心加速度的結(jié)構(gòu)。對(duì)向心力，學(xué)生容易獲得直觀感受，也比較容易用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行定性或半定量的探究，在此基礎(chǔ)上陳述向心力的表達(dá)式及其意義。然后，從牛頓第二定律出發(fā)，建立向心加速度的概念和推導(dǎo)向心加速度的公式。對(duì)部分理科思維水平較高的學(xué)生可以通過(guò)“發(fā)展空間”自學(xué)向心加速度的理論推導(dǎo)過(guò)程。教科版教材的一些做法采用先向心力再向心加速度的結(jié)構(gòu)。76二、關(guān)于實(shí)施探究教學(xué)的建議關(guān)注多種教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合！二、關(guān)于實(shí)施探究教學(xué)的建議關(guān)注多種教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合！77【案例】曲線運(yùn)動(dòng)1.通過(guò)觀察和回憶，了解什么是曲線運(yùn)動(dòng)，知道曲線運(yùn)動(dòng)是十分常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式。（可以讓學(xué)生舉例）（a）汽車(chē)在環(huán)形立交橋上的運(yùn)動(dòng)（b）過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)（c）飛機(jī)的飛行表演圖1-1-2形形色色的曲線運(yùn)動(dòng)【案例】曲線運(yùn)動(dòng)1.通過(guò)觀察和回憶，了解什么是曲線運(yùn)動(dòng)78【案例】曲線運(yùn)動(dòng)2.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?？梢杂密浰芰瞎芴娲??！景咐壳€運(yùn)動(dòng)2.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。79【案例】曲線運(yùn)動(dòng)3.理論探究：從割線到切線的變化過(guò)程的分析。4.實(shí)驗(yàn)探究：曲線運(yùn)動(dòng)的條件。根據(jù)牛頓第二定律和教材旁批的提示問(wèn)題做出猜想，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！景咐壳€運(yùn)動(dòng)3.理論探究：從割線到切線的變化過(guò)程80【案例】曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)論得出后，就兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行交流和討論?！景咐壳€運(yùn)動(dòng)結(jié)論得出后，就兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行交流和討論。81【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究前面已經(jīng)介紹了平拋運(yùn)動(dòng)探究的整體思路，這里再介紹一下其中的實(shí)驗(yàn)探究部分。1.準(zhǔn)備：通過(guò)觀察討論提出猜想；2.觀察平拋豎落的實(shí)驗(yàn)：在同一高度，不同的路徑，但同時(shí)落地；改變平拋速度，仍然同時(shí)落地；改變高度，仍同時(shí)落地?！景咐科綊佭\(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究前面已經(jīng)介紹了平拋運(yùn)動(dòng)探究的整體思82【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：平拋物體運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上與自由落體運(yùn)動(dòng)有相同的規(guī)律，可視為自由落體運(yùn)動(dòng)。3.觀察頻閃照片，討論：照片為我們提供了哪些信息？水平方向和豎直方向上做什么運(yùn)動(dòng)？【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：平拋物體運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上與83【案例】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究4.用理論的方法得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。5.學(xué)生（分組）實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)。不是用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律，而是用實(shí)驗(yàn)的方法描出運(yùn)動(dòng)軌跡，驗(yàn)證規(guī)律和應(yīng)用規(guī)律，求平拋的初速度?！景咐科綊佭\(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究4.用理論的方法得出平拋運(yùn)動(dòng)84案例評(píng)析案例的設(shè)計(jì)貫穿科學(xué)探究和認(rèn)知建構(gòu)的思想，力求突出本質(zhì)特征，而不在意探究的形式，也沒(méi)有千篇一律的程序。關(guān)注外在活動(dòng)（觀察實(shí)驗(yàn)）與內(nèi)在活動(dòng)（思考與理論分析）的結(jié)合，以交流和討論為結(jié)合點(diǎn)。重視實(shí)驗(yàn)，提供動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，各類(lèi)、各層次實(shí)驗(yàn)結(jié)合。關(guān)注過(guò)程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性思考。案例評(píng)析案例的設(shè)計(jì)貫穿科學(xué)探究和認(rèn)知建構(gòu)的思想，力求突出本質(zhì)85【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)計(jì)思想：從感性到理性；從定性到定量，關(guān)注對(duì)概念規(guī)律的理解和對(duì)有關(guān)概念的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。1.活動(dòng)：感受向心力。采用在水平桌面上的定性實(shí)驗(yàn)，避免對(duì)以后學(xué)習(xí)圓錐擺模型造成的干擾。為學(xué)習(xí)向心力的概念提供感性認(rèn)識(shí)?！景咐刻骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)計(jì)思想：從感性到理性；從定86【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力2.通過(guò)對(duì)月球繞地球運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)秋千圖片的觀察，交流討論可能是什么力使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)：使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力不可能沿切線方向；不改變速度大?。恢荒苁侵赶驁A心。這個(gè)力可能由彈力提供，也可能由其他性質(zhì)的力提供；可以是一個(gè)力也可以是幾個(gè)力的合力提供。這個(gè)指向圓心的合力就叫做向心力?！景咐刻骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力2.通過(guò)對(duì)月球繞地球運(yùn)87【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力3.實(shí)驗(yàn)探究：探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系。教材上采用廠制儀器的演示實(shí)驗(yàn)，觀察：保持角速度和半徑相同，探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系；保持質(zhì)量和半徑相同，探究向心力與角速度的關(guān)系；保持角速度和質(zhì)量相同，探究向心力與半徑的關(guān)系；【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力3.實(shí)驗(yàn)探究：探究向心88【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力該實(shí)驗(yàn)裝置可用廠制學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器，改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)。也可以用手搖轉(zhuǎn)盤(pán)的自制教具做定性的演示。橡皮筋m1m2轉(zhuǎn)盤(pán)【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力該實(shí)驗(yàn)裝置可用廠制學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀89【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力4.陳述說(shuō)明，精確實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)論和向心力大小的兩種表達(dá)式。5.交流與討論：兩種表達(dá)式中，一式中向心力大小與半徑成正比，而另一式中向心力大小卻與半徑成反比，它們相互矛盾嗎？【案例】探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力4.陳述說(shuō)明，精確實(shí)驗(yàn)90幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明1.活動(dòng)：探究位移合成的規(guī)律（P6）幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明1.活動(dòng)：探究位移合成的規(guī)律（P6）91幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易可行，只要一支筆、一把尺、一張紙即可，通常畫(huà)出的軌跡是不規(guī)則的，但連接曲線首尾得到筆尖走過(guò)的位移，與兩個(gè)分位移比較，可以得到它們的關(guān)系，即遵循矢量合成的定則。有利于區(qū)分路徑與位移的概念，結(jié)論具有普遍性。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易可行，只要一支筆、一把92幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明2.活動(dòng)：研究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系（P69）動(dòng)能定理并不是實(shí)驗(yàn)得來(lái)的規(guī)律，它是應(yīng)用功的概念和牛頓第二定律得到的推論，因此教材中把實(shí)驗(yàn)置于驗(yàn)證的地位。這個(gè)活動(dòng)也不要求重做實(shí)驗(yàn)，而是利用牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)得到的打點(diǎn)紙帶，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，從而得到與理論推導(dǎo)一致的關(guān)系式。這樣的安排更符合科學(xué)發(fā)現(xiàn)的多樣性和教學(xué)的效率要求。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明2.活動(dòng)：研究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)93幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)（分組）：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的一條重要規(guī)律，由于對(duì)學(xué)生難以做出較嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，因此安排實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是必要的。實(shí)驗(yàn)采用自由落體打點(diǎn)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，由于在必修1中沒(méi)有做過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，因此這里要求做實(shí)驗(yàn)。圖4-5-6幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)（分組）：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定94幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明在對(duì)紙帶處理中，沒(méi)有要求以靜止點(diǎn)為原點(diǎn)，只要求在紙帶點(diǎn)跡清晰的部分，沿下落方向依次取若干個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，標(biāo)為0、1、2、3、4等。用“平均速度為中點(diǎn)時(shí)刻瞬時(shí)速度”的方法求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度和對(duì)應(yīng)的動(dòng)能。由學(xué)生任選某一點(diǎn)為計(jì)算重力勢(shì)能的參考點(diǎn)，量出各點(diǎn)至參考點(diǎn)的距離（注意取值正負(fù)），再算出對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能。再驗(yàn)證是否符合機(jī)械能守恒定律，并討論誤差的來(lái)源。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明在對(duì)紙帶處理中，沒(méi)有要求以靜止點(diǎn)為原點(diǎn)，只要求95對(duì)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”的案例評(píng)析該實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行（2人一組）。實(shí)驗(yàn)給學(xué)生較多的自主權(quán)，各組的實(shí)驗(yàn)會(huì)不一樣（所選的0點(diǎn)和參考點(diǎn)不同）。不必要考慮選紙帶的靜止點(diǎn)到其后一點(diǎn)距離要求。通過(guò)自主處理數(shù)據(jù)和匯報(bào)交流，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)與理論的理解會(huì)更深刻。對(duì)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”的案例評(píng)析該實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行（2人一96三、關(guān)于科學(xué)思想與人文精神的滲透挖掘物理學(xué)原本存在的教育因素關(guān)注三維目標(biāo)的有機(jī)融合三、關(guān)于科學(xué)思想與人文精神的滲透挖掘物理學(xué)原本存在的教育因素97（一）萬(wàn)有引力的案例（一）萬(wàn)有引力的案例98萬(wàn)有引力定律建立的偉大意義17世紀(jì)后期，牛頓等建立了萬(wàn)有引力定律，它使人們第一次用統(tǒng)一的理論來(lái)認(rèn)識(shí)神秘的天上運(yùn)動(dòng)和地上運(yùn)動(dòng)。它不僅在當(dāng)時(shí)的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮著基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)作用，也為人類(lèi)實(shí)現(xiàn)飛出地球的夢(mèng)想指出了方向。聯(lián)系到此前發(fā)生的圍繞宇宙圖景的近代科學(xué)革命，后人看到了科學(xué)對(duì)人類(lèi)精神文明發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)。因此萬(wàn)有引力這一章的意義遠(yuǎn)比了解一些知識(shí)更重要。萬(wàn)有引力定律建立的偉大意義17世紀(jì)后期，牛頓等建立了萬(wàn)有引力99傳統(tǒng)教材的不足但是，我們卻沒(méi)有感受到這一章的重要，雖然我們很佩服牛頓，他是偉大的天才，但好象萬(wàn)有引力定律也只是復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)的結(jié)果。因?yàn)槲覀儼涯繕?biāo)定位在定律本身上了。而看不到牛頓的智力苦斗，看不到他的創(chuàng)造性思維的過(guò)程。傳統(tǒng)教材的不足但是，我們卻沒(méi)有感受到這一章的重要，雖然我們很100教科版“萬(wàn)有引力定律”的編寫(xiě)意圖分為四節(jié)：天體運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；人造衛(wèi)星，宇宙速度。跨越了從古代到現(xiàn)代的歷史進(jìn)程，反映了探究的歷程及其對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的影響。第二節(jié)，分為三部分：與引力有關(guān)的思考；萬(wàn)有引力定律；引力常量。首先討論了萬(wàn)有引力是怎樣被提出來(lái)的，再揭示了定律推導(dǎo)的思路和定律本身的內(nèi)容，然后介紹定律的直接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和引力常量的意義。這對(duì)于物理科學(xué)發(fā)現(xiàn)是不可缺少的基本環(huán)節(jié)。教科版“萬(wàn)有引力定律”的編寫(xiě)意圖分為四節(jié)：天體運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力101萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的三個(gè)階段思想孕育階段：萬(wàn)有引力的提出。定律推演階段；萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。下面是“與引力有關(guān)現(xiàn)象的思考”教學(xué)的分析與建議。萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的三個(gè)階段思想孕育階段：萬(wàn)有引力的提出。102萬(wàn)有引力的提出，序?qū)π行沁\(yùn)動(dòng)問(wèn)題了解得比較清楚之后，人們更深入地思考是什么原因使行星繞著太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)？

在開(kāi)普勒時(shí)代有些人對(duì)此的回答是：小天使在后面拍打翅膀，推動(dòng)著行星沿軌道飛行。而牛頓為代表的一些科學(xué)家則意識(shí)到太陽(yáng)可能是支配行星運(yùn)動(dòng)的那些力的淵源。萬(wàn)有引力的提出，序?qū)π行沁\(yùn)動(dòng)問(wèn)題了解得比較清楚之后，人們更深103創(chuàng)造性思考的開(kāi)端牛頓22歲在劍橋大學(xué)取得學(xué)士學(xué)位后，由于瘟疫流行，回到了自家的農(nóng)場(chǎng)。在此后的18個(gè)月中，牛頓經(jīng)過(guò)不斷地思考和論證，奠定了萬(wàn)有引力理論的基礎(chǔ)。

創(chuàng)造性思考的開(kāi)端牛頓22歲在劍橋大學(xué)取得學(xué)士學(xué)位后，由于瘟疫104教科版高中物理必修2課件105牛頓在思考過(guò)程中得到的認(rèn)識(shí)蘋(píng)果下落和月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)都來(lái)自于同一種力，那就是地球的引力；這種引力不只存在于地球和月球之間，還存在于太陽(yáng)系中太陽(yáng)與各行星之間以及行星與衛(wèi)星之間；這種引力不只限于天體，還存在于地球上的一切物體之間；推而廣之，宇宙間的每一對(duì)物體之間都存在這種引力的作用。牛頓在思考過(guò)程中得到的認(rèn)識(shí)蘋(píng)果下落和月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)都來(lái)自于106討論交流

對(duì)于上述萬(wàn)有引力的概念，你有什么困惑和看法？蘋(píng)果下落，為什么月球不落下？月球繞地旋轉(zhuǎn)，蘋(píng)果也能繞地旋轉(zhuǎn)嗎？為什么我們沒(méi)有察覺(jué)地球上物體之間有引力？討論交流對(duì)于上述萬(wàn)有引力的概念，你有什么困惑和看法？107蘋(píng)果與月球有共同之處嗎？牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究工作首先是從研究月球軌道開(kāi)始的。蘋(píng)果和月球除了兩者大致都是圓的以外，可能再也找不出它們的共同點(diǎn)，牛頓卻看到了它們的相同之處。牛頓認(rèn)為蘋(píng)果在往下掉，月球也在往下掉，你同意這種看法嗎？蘋(píng)果與月球有共同之處嗎？牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究工作首先是從研究108思考與交流

月球?yàn)槭裁床粫?huì)飛出去？思考與交流

月球?yàn)槭裁床粫?huì)飛出去？109誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？如上圖所示，當(dāng)一個(gè)蘋(píng)果落向地面時(shí)，它必定受到地球?qū)λ睦ψ饔?，蘋(píng)果的速度和加速度的方向以及地球的引力方向，都指向地心。月球是繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的，它的速度方向環(huán)繞地球而不是指向地心。由牛頓第一定律，如果月球沒(méi)有受到任何力的作用，它就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，月球?qū)?huì)飛出地球（圖中由A向B運(yùn)動(dòng)）。誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？如上圖所示，當(dāng)一個(gè)蘋(píng)果落向地面時(shí)，它必定受110誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？而實(shí)際上月球卻是沿圓周運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。使月球偏離直線運(yùn)動(dòng)，必須有一個(gè)指向地心的力作用于它，牛頓假設(shè)這個(gè)力與拉蘋(píng)果向下的力的來(lái)源相同，就是地球的引力。名人名言：當(dāng)每個(gè)人都認(rèn)為月亮不往下掉的時(shí)候，只有牛頓這樣的人才看到月亮正在往下掉?！呷R里（1871-1945，法國(guó)詩(shī)人和哲學(xué)家）誰(shuí)說(shuō)月球沒(méi)有下落？而實(shí)際上月球卻是沿圓周運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。使月球偏111說(shuō)明

實(shí)際上，牛頓還從另一角度思考了引力的問(wèn)題：蘋(píng)果也可以不落向地面嗎？說(shuō)明實(shí)際上，牛頓還從另一角度思考了引力的問(wèn)題：112牛頓的又一論證如果我們水平地拋出一個(gè)物體，由于受地球引力的作用，它將沿彎曲的路徑落向地面。如果拋出的速度越大，則它繞過(guò)地球表面的落點(diǎn)越遠(yuǎn)