《人教版高中物理必修Ⅰ教学指导意见解读:运动的描述和匀变速直线运动的研究》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中物理必修Ⅰ教学指导意见解读:运动的描述和匀变速直线运动的研究(102页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理必修高中物理必修教学指导意见解读教学指导意见解读 目前教学中存在的一些问题目前教学中存在的一些问题 2、教学难易把握的问题、教学难易把握的问题1、教学课时不足的问题、教学课时不足的问题3、学习方式改进的问题学习方式改进的问题 老师讲,学生听,学生练老师讲,学生听,学生练 既有老师讲,学生听,学生练,也有独立思考、同伴交既有老师讲,学生听,学生练,也有独立思考、同伴交流、师生互动。流、师生互动。4、开发教学资源的问题、开发教学资源的问题“前言前言”和和“绪论绪论” 一、一、“前言前言”的意义的意义 紫珠提出了一个紫珠提出了一个“科学问题科学问题” 黑柱、白胖、红孩分别提出黑柱、白胖、红孩
2、分别提出“猜想猜想”或或“假说假说”;蓝仔提出了实验改进建议;蓝仔提出了实验改进建议 猜想有争议,实验又未成功。请教老师。猜想有争议,实验又未成功。请教老师。 师生交流、讨论师生交流、讨论 观察实验数据,分析与论证观察实验数据,分析与论证 结论及意义结论及意义走进物理课堂之前走进物理课堂之前 这篇文章反映了科学探究的要素、科学研究的基本这篇文章反映了科学探究的要素、科学研究的基本方法和对科学探究的一些理解,值得教师体会。方法和对科学探究的一些理解,值得教师体会。n科学探究的基本要素:提出问题;猜想与假设;设计科学探究的基本要素:提出问题;猜想与假设;设计实验;进行实验与收集数据;分析论证;评估
3、;交流实验;进行实验与收集数据;分析论证;评估;交流与合作。与合作。 n一些科学方法:假设一些科学方法:假设验证方法;转化的方法;实验验证方法;转化的方法;实验方法;数学推理的方法;理想化方法等等方法;数学推理的方法;理想化方法等等 n对科学及其研究方法的有关理解:对科学及其研究方法的有关理解:n“对问题认识得越深刻,得到的规律就显得越简对问题认识得越深刻,得到的规律就显得越简 洁。洁。” “1:4:9:16:251:4:9:16:25是一种很优美的规律,是一种很优美的规律,而落体运动是匀加速运动则是一种更简洁的表达。而落体运动是匀加速运动则是一种更简洁的表达。”科学研究对于实验技术的依赖关系
4、科学研究对于实验技术的依赖关系闪光照片为顽闪光照片为顽童研究自由落体规律提供了技术支撑。童研究自由落体规律提供了技术支撑。科学对于技术、对于社会进步的推动作用科学对于技术、对于社会进步的推动作用“虽然虽然仅靠伽利略的落体定律还不能登月,但没有以伽利略仅靠伽利略的落体定律还不能登月,但没有以伽利略落体定律为代表的科学基础,人类社会是不会有今天落体定律为代表的科学基础,人类社会是不会有今天辉煌的科学技术成就的。辉煌的科学技术成就的。”1、科学探究不一定要有实验。既要重视实验探究,、科学探究不一定要有实验。既要重视实验探究, 也要重视理论探究。也要重视理论探究。 2、不要把探究当作一件很复杂、很麻烦
5、的事。、不要把探究当作一件很复杂、很麻烦的事。 4、科学探究是一种教学方法,是学习内容,是培养、科学探究是一种教学方法,是学习内容,是培养 一种创造精神。一种创造精神。科学探究注意:科学探究注意:3、科学探究,并非是学生自主性越强越好,新课程学、科学探究,并非是学生自主性越强越好,新课程学 习开始,探究宜采用启发、引导探究。习开始,探究宜采用启发、引导探究。 教学建议:教学建议:教师从中了解科学探究的基本教师从中了解科学探究的基本要素,知道探究是学生的天性,是学生的要素,知道探究是学生的天性,是学生的本能,并以此指导高中物理教学。对于学本能,并以此指导高中物理教学。对于学生,不必占用课时去专门
6、学习。生,不必占用课时去专门学习。二、物理学与人类文明二、物理学与人类文明n1、“物理学与人类文明物理学与人类文明”与原教材中与原教材中“绪言绪言”的比较的比较原教材中原教材中“绪言绪言”“物理学与人类文明物理学与人类文明”引言(几个实验)引言(几个实验)物理学物理学物理学物理学物理学是自然科学的基础之一物理学是自然科学的基础之一物理学与其他科学技术物理学与其他科学技术物理学是现代技术的重要基础物理学是现代技术的重要基础物理学与社会进步物理学与社会进步物理学对推动社会发展有重要作物理学对推动社会发展有重要作用用物理学与思维观念物理学与思维观念怎样学好物理学怎样学好物理学物理学的未来物理学的未来
7、“怎样学好物理怎样学好物理”是原来各种版本教科书中的传统内是原来各种版本教科书中的传统内容。主要内容有:要学好物理必须要容。主要内容有:要学好物理必须要“重视观察和实重视观察和实验验”、“要重在理解要重在理解”、“要学会运用知识要学会运用知识”、“要要做好练习做好练习”。 “物理学与人类文明物理学与人类文明”的主要内容的主要内容n物物理理学学。从从研研究究对对象象和和学学科科性性质质方方面面说说明明什什么么是是物理学。物理学。 n物物理理学学与与其其他他科科学学技技术术。用用8 8幅幅图图片片,说说明明了了物物理理学是其它科学技术的基础。学是其它科学技术的基础。 n物物理理学学与与社社会会进进
8、步步。用用7 7幅幅图图片片说说明明物物理理学学的的发发展展,孕孕育育了了技技术术的的革革新新,改改变变了了人人类类的的生生产产和和生生活活方方式,推动了社会的进步。式,推动了社会的进步。 n物理学的未来物理学的未来 n 威廉威廉汤姆孙的预言:汤姆孙的预言:“科学的大厦已经科学的大厦已经基本建成基本建成后辈物理学家只需做一些零后辈物理学家只需做一些零碎的修补工作就行了。碎的修补工作就行了。” 20世纪物理学世纪物理学的一系列重大发现。的一系列重大发现。 许多科学家的重要许多科学家的重要发现和发明,都是产生于风华正茂、思维发现和发明,都是产生于风华正茂、思维最敏捷的青年时期最敏捷的青年时期 “江
9、山代有人才出,江山代有人才出,各领风骚数百年。同学们,努力啊!各领风骚数百年。同学们,努力啊!”n物理学与思维观念物理学与思维观念用用7 7幅图片说明幅图片说明物理学改变了人类对物质世物理学改变了人类对物质世界的认识。也改变和扩展着人类的思维界的认识。也改变和扩展着人类的思维方式。方式。(1 1)教学目标)教学目标n增增强强学学生生学学习习物物理理的的兴兴趣趣,提提高高学学习习高高中中物物理理的的积极性。积极性。n使学生对物理学有概括的认识,初步知道它的研使学生对物理学有概括的认识,初步知道它的研究范围,知道它是现代科学和技术的重要基础,究范围,知道它是现代科学和技术的重要基础,知道它对社会发
10、展有重要的推动作用,知道物理知道它对社会发展有重要的推动作用,知道物理学的发展改变着人们的思想观念和思维方式,知学的发展改变着人们的思想观念和思维方式,知道物理学的发展有广阔的前景。道物理学的发展有广阔的前景。教学目标和教学方法教学目标和教学方法(2 2)教学方法)教学方法现在的学生知识面广阔,对各种东西都有所现在的学生知识面广阔,对各种东西都有所了解。如果教师采用按课文的体系依次讲了解。如果教师采用按课文的体系依次讲解的方法教学,不管教师讲得是多么的有解的方法教学,不管教师讲得是多么的有趣,都不会长时间地吸引学生。趣,都不会长时间地吸引学生。教师应该教师应该采用更为开放、更为灵活的教学方法,
11、激采用更为开放、更为灵活的教学方法,激发学生的兴趣,吸引学生参与到课堂学习发学生的兴趣,吸引学生参与到课堂学习和讨论中,从中体会物理学的奇妙和重大和讨论中,从中体会物理学的奇妙和重大作用。作用。 几种可参考的教学设计几种可参考的教学设计n演示几个有趣、奇妙的物理现象,激起学生的兴演示几个有趣、奇妙的物理现象,激起学生的兴趣,再让学生自学课文,教师作概括性的讲解。趣,再让学生自学课文,教师作概括性的讲解。n提供某一学生了解的,刚刚发生的科技事件的材提供某一学生了解的,刚刚发生的科技事件的材料,让学生讨论其中用到的物理知识,最后教师料,让学生讨论其中用到的物理知识,最后教师做概括性的讲解,课文作为
12、作业让学生课外自学。做概括性的讲解,课文作为作业让学生课外自学。 n放映教学参考书中的配套光盘,让学生提出问题放映教学参考书中的配套光盘,让学生提出问题讨论。讨论。新、旧教材的对比新、旧教材的对比 表表新教材新教材旧教材旧教材换 序序先先讲运运动,再,再讲力的相互作用力的相互作用先先讲力,再力,再讲直直线运运动改章名改章名第一章第一章 运运动的描述的描述第二章第二章 匀匀变速直速直线运运动的研究的研究第二章第二章 直直线运运动一、章节结构的对比一、章节结构的对比表表新教材新教材旧教材旧教材改改节名名第一章第一章1、质点点 参考系和坐参考系和坐标系系2、时间和位移和位移3、运、运动快慢的描述快慢
13、的描述速度速度4、实验:用打点:用打点计时器器测速度速度5、速度、速度变化的快慢化的快慢加速度加速度第二章第二章 1、实验:探究小:探究小车速度随速度随时间变化的化的规律律2、匀、匀变速直速直线运运动的速度与的速度与时间关系关系3、匀、匀变速直速直线运运动的位移与的位移与时间关系关系4、匀、匀变速直速直线运运动的位移与速度的位移与速度关系关系5、自由落体运、自由落体运动6 、伽利略、伽利略对自由落体运自由落体运动的研究的研究第二章第二章一、几个基本概念(参考系、一、几个基本概念(参考系、质点、点、时刻和刻和时间间隔、位移和路隔、位移和路程)程)二、位移与二、位移与时间关系关系三、运三、运动快慢
14、的描述快慢的描述 速度速度四、速度和四、速度和时间关系关系五、速度改五、速度改变快慢的描述加速度快慢的描述加速度六、匀六、匀变速直速直线运运动的的规律律七、匀七、匀变速直速直线运运动规律的律的应用用八、自由落体运八、自由落体运动两个两个实验:实验1:练习使用打点使用打点计时器器实验2:研究匀:研究匀变速直速直线运运动基本、重要概念旁基本、重要概念旁标有英文名称有英文名称表表新教材新教材旧教材旧教材换 序序1先先讲质点,再点,再讲参考系,增参考系,增加了坐加了坐标系系2时刻和刻和时间间隔隔第一第一节 先先讲参考系,再参考系,再讲质点点增增 加加坐坐标系、坐系、坐标、坐、坐标的的变化量化量变 更更
15、位移用位移用x表示表示位移用位移用s表示表示变 更更平均速度平均速度变 更更瞬时速度定义:如果瞬时速度定义:如果t非非常非常小,就认为常非常小,就认为 表表示的是物体在示的是物体在时刻刻t的速度的速度运运动物体物体经过某一某一时刻(或某一刻(或某一位置)的速度位置)的速度表表新教材新教材旧教材旧教材改改 名名用打点用打点计时器器测速度速度练习使用打点使用打点计时器器变 更更测量点(量点(计数点)数点)计数点数点表表新教材新教材旧教材旧教材变更更改名改名2.1 探究小探究小车速度随速度随时间变化化的的规律律实验四:研究匀四:研究匀变速直速直线运运动增加增加2.5 伽利略伽利略对自由落体运自由落体
16、运动的的研究研究变更更二、栏目、编写形式对比二、栏目、编写形式对比新新 教教 材材旧旧 教教 材材实 验节标题为“实验”(全体学生必做(全体学生必做实验):探究小):探究小车速度随速度随时间变化的化的规律律实 验学生学生实验均安排在均安排在书末末实验1:练习使用打点使用打点计时器器实验2:研究匀:研究匀变速直速直线运运动节内的内的“实验”栏目目随堂学生随堂学生实验节内的内的“实验”栏目目演示演示实验节内的内的“演示演示”栏目目做一做(拓展性的小做一做(拓展性的小实验)(2+6)做一做(拓展性的小做一做(拓展性的小实验)(2)“问题与与练习”中的中的实验性性题目目难度比难度比“做一做做一做”中的
17、低些中的低些P.27、P.36 47(1+2)没有安排没有安排旁批旁批旁批旁批新新 教教 材材旧旧 教教 材材思考与思考与讨论5+1思考与思考与讨论(1)说一一说(用自己的(用自己的语言解言解释或或阐述述某一某一问题)()(4+2)科学漫步(知科学漫步(知识拓展)(拓展)(3+0)阅读材料(材料(3)提示框(提示框(9+7)提示框(提示框(5)STS ( 1+1)问题与与练习(9)()(题数数19+17)练习与与习题(8+1)()(题数数33+12)本章小本章小结(1)插插图 ( 68)(其中)(其中9个未个未编号)号)插插图(29)(其中)(其中1个未个未编号)号)三、总体感觉三、总体感觉(
18、一)结构方面(结构和思路作了合理的调整)(一)结构方面(结构和思路作了合理的调整) 将原来运动学一分为二将原来运动学一分为二 运动学提到静力学前面运动学提到静力学前面(二)内容方面(二)内容方面n物理学科与数学等其它学科相比较,从核心内容和体物理学科与数学等其它学科相比较,从核心内容和体系结构看,是变化最小的,即基本上继承了原来的物理系结构看,是变化最小的,即基本上继承了原来的物理学科大纲和教材的主要优点学科大纲和教材的主要优点。(与原教材大体相同注重基础性、连贯性、探究性和(与原教材大体相同注重基础性、连贯性、探究性和实践性)实践性) 知识呈现的顺序更符逻辑知识呈现的顺序更符逻辑 知识点间的
19、衔接更为自然知识点间的衔接更为自然 物理实验的地位更加明确物理实验的地位更加明确 课外作业的功能更多纬度课外作业的功能更多纬度 物理概念的表述更为精准物理概念的表述更为精准 教材结构和内容更趋统整教材结构和内容更趋统整 章节教材分析章节教材分析 第一章第一章 运动的描述运动的描述一、课程标准内容一、课程标准内容1通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。2理解位移、速度和加速度。理解位移、速度和加速度。二、各节教材分析和教学建议二、各节教材分析和教学建议第一章集中了
20、几个概念,主要是运动学的基本第一章集中了几个概念,主要是运动学的基本概念,未涉及规律。概念,未涉及规律。第第1 1节节 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系基本基本要求要求了解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型了解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型初步体会物理模型在探索自然规律中的作用初步体会物理模型在探索自然规律中的作用理解参考系概念,理解参考系概念,知道对于不同的参考系,运动的描知道对于不同的参考系,运动的描述可能是不同的述可能是不同的理解坐标系概念,理解坐标系概念,会用一维坐标系定量描述物体的位会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化置以及位置的变化发展发展要求要
21、求根据选择的参考系描述物体的运动根据选择的参考系描述物体的运动,根据对运动的描根据对运动的描述判断所选择的参考系述判断所选择的参考系会用二维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化会用二维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化说明说明不要求在三维坐标系中不要求在三维坐标系中定量描述定量描述物体的位置及位置的物体的位置及位置的变化变化不要求理解与掌握全球卫星定位系统(不要求理解与掌握全球卫星定位系统(GPS)的工作的工作原理原理对运动描述的转换只要求参考系与物体运动方向在同对运动描述的转换只要求参考系与物体运动方向在同一直线上一直线上一、怎样对物体进行简化一、怎样对物体进行简化 质点质点1、强调一
22、般性的科学方法、强调一般性的科学方法建立物理模型建立物理模型2、从质点教学上来说没有本质区别,但在教学中要进一步创、从质点教学上来说没有本质区别,但在教学中要进一步创设问题情景,展示研究的科学思维过程,来建立质点概念。设问题情景,展示研究的科学思维过程,来建立质点概念。 新教材:新教材:从实际出发,提出问题,合理简化,建立模型。从实际出发,提出问题,合理简化,建立模型。旧教材:旧教材:强调质点的定义和判定。强调质点的定义和判定。 据报道,据报道,“神舟神舟” 5号飞船载人舱长号飞船载人舱长7.4m,直径直径2.8m,用长用长58m、重达重达480t的的“长征长征”2号火箭发射。升空后,显示号火
23、箭发射。升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家研究它在在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时,可以把它简化成一个有质量的点吗?题时,可以把它简化成一个有质量的点吗? 乒乓球小而轻,直径仅乒乓球小而轻,直径仅4cm,质量约质量约2.7g,运动员研究运动员研究各种旋转球的打法时,要关注球的受力部位和受力方向对各种旋转球的打法时,要关注球的受力部位和受力方向对旋转的影响。这种情况下,可否把它简化为一个点?旋转的影响。这种情况下,可否把它简化为一个点?质点教学案例
24、质点教学案例没有参考系,无法判断物体的运动与静止没有参考系,无法判断物体的运动与静止没有坐标系,无法定量地描述和研究物体的运动没有坐标系,无法定量地描述和研究物体的运动二、理解参考系和坐标系二、理解参考系和坐标系第第2 2节节 时间和位移时间和位移基本基本要求要求了解时刻与时间间隔的区别和联系,会在具体的情境了解时刻与时间间隔的区别和联系,会在具体的情境下识别时间间隔和时刻下识别时间间隔和时刻理解位移概念,知道位移是矢量,会用有向线段表示理解位移概念,知道位移是矢量,会用有向线段表示位移的大小和方向位移的大小和方向知道矢量与标量运算的差异,会进行一维情况下的矢知道矢量与标量运算的差异,会进行一
25、维情况下的矢量运算量运算了解位置、位移、路程等概念的区别与联系了解位置、位移、路程等概念的区别与联系知道时间间隔与位移、路程,时刻与位置之间的对应知道时间间隔与位移、路程,时刻与位置之间的对应关系关系理解理解x-t图象的物理意义图象的物理意义,会利用会利用x-t图象计算匀速直线图象计算匀速直线运动的速度运动的速度发展发展要求要求掌握位移大小与路程相等的条件掌握位移大小与路程相等的条件说明说明本章只要求一维情况下的位移矢量运算本章只要求一维情况下的位移矢量运算三、怎样描述物体位置变化三、怎样描述物体位置变化 位移位移质点质点在在t1时刻在时刻在A点,坐标点,坐标x1=10 m,质点质点在在t2时
26、刻在时刻在B点,坐标点,坐标x2=30 m 质点的位移是有向线段质点的位移是有向线段AB,线段的长度线段的长度20 m表示位移表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向。的大小,有向线段的方向表示位移的方向。 x=x2-x1=20 m,x的绝对值表示位移的绝对值表示位移AB的大小,的大小,x为正值表示位移为正值表示位移AB的方向与的方向与x轴正方向相同。轴正方向相同。为了加深对位置和位移的理解,我们还可考虑设置下列问题:为了加深对位置和位移的理解,我们还可考虑设置下列问题: 1、质点、质点t1时刻在时刻在C点,点,t2时刻在时刻在D点;点;2、质点、质点t1时刻在时刻在E点,点,t2时刻在时
27、刻在F点;点;3、质点、质点t1时刻在时刻在G点,点,t2时刻在时刻在H点;点;x = x2 - x1四、怎样进行矢量教学四、怎样进行矢量教学 (2)思考与讨论:)思考与讨论: 一位同学从操场中心中发,向北走一位同学从操场中心中发,向北走了了40 m,到达到达C点,然后又向东走了点,然后又向东走了30 m,到达到达B点点 你能通过这个实例总你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗?(此时还不要结出矢量相加的法则吗?(此时还不要求得出这个法则,但要思考。)求得出这个法则,但要思考。)(1) 位移:位移: 指出它叫做矢量指出它叫做矢量-大小、方向。大小、方向。(教学不宜一步到位)(教学不宜一步到位)
28、 (4)给出矢量的定义强调两点:)给出矢量的定义强调两点: 有方向有方向 平行四边形定则平行四边形定则(3)实验:)实验: 探究求合力的方法探究求合力的方法 总结力的合成分解的法则总结力的合成分解的法则 (5 5)说一说)说一说 一个物体的速度一个物体的速度 v1 在一小段时间内发生了变化,变成了在一小段时间内发生了变化,变成了v2 ,你能根据你能根据 v1、v2 ,按照三角形定则找出变化量按照三角形定则找出变化量 v 吗?吗? 为后面向心加速度的学习为后面向心加速度的学习“搭台阶搭台阶”(6 6)矢量概念的进一步运用)矢量概念的进一步运用第第3 3节节 运动快慢的描述运动快慢的描述速度速度基
29、本基本要求要求理解理解速度概念,领会速度概念的比值定义方法速度概念,领会速度概念的比值定义方法理解理解平均速度概念,会利用平均速度的定义式计算物体的平均速平均速度概念,会利用平均速度的定义式计算物体的平均速度度知道瞬时速度是表示某一时刻的速度,了解平均速度与瞬时速度知道瞬时速度是表示某一时刻的速度,了解平均速度与瞬时速度的区别与联系的区别与联系理解速度的矢量性,知道速度的方向即物体运动的方向理解速度的矢量性,知道速度的方向即物体运动的方向知道速度与速率的区别与联系知道速度与速率的区别与联系发展发展要求要求体会体会平均速度概念的平均速度概念的等效思想方法等效思想方法在讨论平均速度和瞬时速度联系的
30、过程中,体会在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中,体会近似处理的思想近似处理的思想方法方法说明说明不要求用极限的方法定义瞬时速度不要求用极限的方法定义瞬时速度不要求计算多过程和多物体运动中需要联立方程求解的问题不要求计算多过程和多物体运动中需要联立方程求解的问题不要求选用变速运动物体作参考系求解问题不要求选用变速运动物体作参考系求解问题不要求引入平均速率的概念不要求引入平均速率的概念五、怎样理解五、怎样理解“变变”与与“不变不变”的思的思想(平均速度和瞬时速度的教学)想(平均速度和瞬时速度的教学) 极限思想的渗透极限思想的渗透极限不只是知识、更是一种方法、一种观念。极限不只是知识、更是一种方法
31、、一种观念。要让学生掌握用这种思想去分析问题方法要让学生掌握用这种思想去分析问题方法 。本节的重点和难点是瞬时速度概念的理解。本节的重点和难点是瞬时速度概念的理解。瞬时速度概念的建立,对于学好高中物理,提高思维瞬时速度概念的建立,对于学好高中物理,提高思维能力,都是至关重要的。能力,都是至关重要的。瞬时速度教学案例瞬时速度教学案例 n通过对滑块在倾斜气垫导轨上的研究建立瞬时速通过对滑块在倾斜气垫导轨上的研究建立瞬时速度的概念。度的概念。OABC复习复习:初中学习的匀速直线运动和速度概念。初中学习的匀速直线运动和速度概念。演示:滑块在倾斜的气垫导轨上,从静止开始加速演示:滑块在倾斜的气垫导轨上,
32、从静止开始加速下滑。指下滑。指 出它是变速运动。出它是变速运动。 问:有没有学过什么物理量,用来描述变速直线运问:有没有学过什么物理量,用来描述变速直线运动的快慢的呢?(平均速度)动的快慢的呢?(平均速度)实验:实验:滑块从滑块从O点开始下点开始下滑,测出滑块通过滑,测出滑块通过AC=50cm=50cm和和AB=30cm=30cm的时的时间间tC和和tB ,学生算出学生算出平均速度平均速度vAC和和vAB。 OABC师师:对对于于匀匀速速运运动动,速速度度能能完完全全描描述述出出物物体体的的运运动动情情况况。对对于于这这里里滑滑块块的的运运动动,平平均均速速度度 能能完完全全地、真实地反映它在
33、地、真实地反映它在AB段的运动情况吗?段的运动情况吗?学生:不能。学生:不能。 师:为什么?师:为什么?生:因为滑块的运动是越来越快的。生:因为滑块的运动是越来越快的。师:你们说滑块的运动是越来越快的,等于说滑块师:你们说滑块的运动是越来越快的,等于说滑块通过通过B点时比通过点时比通过A点时快,通过点时快,通过C点时比通过点时比通过B点点快。这里包含着一个重要的假设,那就是物体通快。这里包含着一个重要的假设,那就是物体通过各个点是有快慢的。确实,我们的感觉器官和过各个点是有快慢的。确实,我们的感觉器官和大脑能感觉到物体通过空间各点的运动快慢。大脑能感觉到物体通过空间各点的运动快慢。vAB师师:
34、请请反反思思实实验验观观察察或或生生活活经经验验,我我们们是是如如何何感感觉觉物体通过某一点的快慢?物体通过某一点的快慢?生生:根根据据在在一一定定时时间间内内物物体体通通过过的的路路程程大大小小;根根据据通过一小段路程所用时间的长短。通过一小段路程所用时间的长短。师:师:也就是说,人们是根据物体通过某一点附近一也就是说,人们是根据物体通过某一点附近一小段时间内或一小段路程内的平均速度来反映物小段时间内或一小段路程内的平均速度来反映物体通过这一点的运动快慢的。体通过这一点的运动快慢的。定义:定义:物体在某点附近一小段距离(或一小段时间)物体在某点附近一小段距离(或一小段时间)内的平均速度叫做物
35、体通过这一点的瞬时速度内的平均速度叫做物体通过这一点的瞬时速度实验:实验:取取x x=10cm=10cm,测量瞬时速度测量瞬时速度v v2 2。师:师:对这样定义的瞬时速度,你们有什么疑问?对这样定义的瞬时速度,你们有什么疑问?学生问题:学生问题:(1 1)既然是一小段距离内的平均速度,为什么说是)既然是一小段距离内的平均速度,为什么说是A A点的瞬时速度呢?点的瞬时速度呢?(2 2)一小段距离到底要多短呢?)一小段距离到底要多短呢?(3 3)一小段距离取得不同,测出的平均速度是否相)一小段距离取得不同,测出的平均速度是否相同?同? 实验:实验:换用换用5cm 5cm 、3cm3cm的挡光板,
36、测出平均速度。的挡光板,测出平均速度。从数据看出:从数据看出:不断减小测量距离,测出的平均速度不断减小测量距离,测出的平均速度越来越接近。取两位有效数字,后三个平均速度越来越接近。取两位有效数字,后三个平均速度相等,取三位有效数字,后两个平均速度相等。相等,取三位有效数字,后两个平均速度相等。回答回答学生的三个问题。学生的三个问题。师师:为为什什么么距距离离减减小小到到一一定定程程度度之之后后,再再减减小小距离测出的平均速度就几乎不变了呢?距离测出的平均速度就几乎不变了呢?学学生生能能想想出出:时时间间足足够够短短,物物体体的的运运动动快快慢慢变变化已经很小了,可以看作是匀速运动了。化已经很小
37、了,可以看作是匀速运动了。理理解解:运运动动物物体体在在某某一一时时刻刻的的瞬瞬时时速速度度,等等于于假假想想物物体体从从这这一一时时刻刻之之后后做做匀匀速速直直线线运运动动的的速度。速度。ABO巩固练习(略)巩固练习(略)学生自由提问:学生自由提问:有些学生提出了一小段与所要描述有些学生提出了一小段与所要描述的点的关系问题,有如图三种情况。的点的关系问题,有如图三种情况。AAA第第4 4节节 实验:用打点计时器测速度实验:用打点计时器测速度基本基本要求要求知道电磁打点(电火花)计时器的外观结构及名称知道电磁打点(电火花)计时器的外观结构及名称知道电磁打点(电火花)计时器的作用知道电磁打点(电
38、火花)计时器的作用,说出所使用的电源电压及打点说出所使用的电源电压及打点计时器打相邻两个点的时间间隔计时器打相邻两个点的时间间隔掌握电磁打点(电火花)计时器的使用方法掌握电磁打点(电火花)计时器的使用方法能设计能设计“用打点计时器测速度用打点计时器测速度”的实验记录表的实验记录表会根据纸带上点迹的疏密判断速度的大小,计算物体运动的平均速度会根据纸带上点迹的疏密判断速度的大小,计算物体运动的平均速度理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法,会用前述思想方法计会用前述思想方法计算瞬时速度算瞬时速度能运用实验数据描绘能运用实验数据描绘v-t图象图象,并会根
39、据画出的图象说明物体运动快慢并会根据画出的图象说明物体运动快慢发展发展要求要求会合理选取计算瞬时速度时的时间间隔会合理选取计算瞬时速度时的时间间隔 说明说明不要求了解电磁(电火花)打点计时器内部结构和技术细节不要求了解电磁(电火花)打点计时器内部结构和技术细节不要求理解借助传感器用计算机测速度的原理不要求理解借助传感器用计算机测速度的原理不要求理解气垫导轨和数字计时器研究运动的原理不要求理解气垫导轨和数字计时器研究运动的原理六、用图象表示六、用图象表示vt关系关系实验目的:实验目的:要求学生通过教科书和阅读要求学生通过教科书和阅读“说明卡说明卡”观察仪器,掌握使用观察仪器,掌握使用打点计时器在
40、纸带上记录时间和位移的技能,并运用这一技能测定平均打点计时器在纸带上记录时间和位移的技能,并运用这一技能测定平均速度,画出速度,画出v-t图象。了解用图象研究物理问题的方法。图象。了解用图象研究物理问题的方法。 手拉纸带的速度手拉纸带的速度时间图象时间图象实验:用打点计时器测速度实验:用打点计时器测速度距离距离d/m时间时间t/s速度速度v/(ms-1)00290010029003830200380044903004500459040046004590500460056006005600578070058005620800560057809005800574100057第第5 5节节 速度变化
41、快慢的描述速度变化快慢的描述加速度加速度基本基本要求要求知道加速度是用来描述物体运动速度变化快慢的物理量知道加速度是用来描述物体运动速度变化快慢的物理量了解加速度的定义式和单位了解加速度的定义式和单位了解加速度的矢量性,会根据速度与加速度方向的关系判断了解加速度的矢量性,会根据速度与加速度方向的关系判断运动性质运动性质通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程,了通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用解和体会比值定义法在科学研究中的应用会利用加速度定义式计算匀变速直线运动的加速度会利用加速度定义式计算匀变速直线运动的加速度发展发展要求要求
42、会利用会利用v-t图象计算加速度的大小和判断加速度的方向图象计算加速度的大小和判断加速度的方向理解加速度的概念理解加速度的概念,区别速度、速度变化量和速度变化率区别速度、速度变化量和速度变化率说明说明不要求用极限的方法求加速度不要求用极限的方法求加速度不要求引入平均加速度的概念不要求引入平均加速度的概念不要求讨论加速度变化问题不要求讨论加速度变化问题七、加速度的引入七、加速度的引入 加速度是力学中重要的概念,但它的引入始终加速度是力学中重要的概念,但它的引入始终是一个难点。是一个难点。赵凯华教授和罗蔚茵教授在赵凯华教授和罗蔚茵教授在新概念新概念物理教程物理教程力学力学中明确指出:中明确指出:“
43、这是人类认识史这是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念不易真正掌握的概念”。爱因斯坦指出:。爱因斯坦指出:“今天我今天我们难以估量,在精确地建立加速度概念的公式并且们难以估量,在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时,该显示出多大的想象力。认识它的物理意义时,该显示出多大的想象力。” 教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程,教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程,让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性认识。教材还展示飞机的起飞过程,要求学生从具认识。教材还
44、展示飞机的起飞过程,要求学生从具体问题中了解体问题中了解“速度快速度快”“速度变化大速度变化大”“速度变速度变化快化快”的含义不同,又在旁批中指出的含义不同,又在旁批中指出“物体运动的物体运动的快慢快慢”与与“运动速度变化的快慢运动速度变化的快慢”不同。在此基础不同。在此基础上再说明平均加速度的意义,进而说明瞬时加速度。上再说明平均加速度的意义,进而说明瞬时加速度。对重要的对重要的v-t图象,教材又设置一个图象,教材又设置一个“思考与讨论思考与讨论”,让学生通过,让学生通过v-t图象加深对加速度的认识和对图象图象加深对加速度的认识和对图象的理解。的理解。教科书作了如下安排:教科书作了如下安排:
45、1、汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要、汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要指标;指标;2、汽车的制动距离也是反映汽车性能的一项指标;、汽车的制动距离也是反映汽车性能的一项指标;3、研究速度变化快慢是有意义的;、研究速度变化快慢是有意义的;4、需要引入一个物理量来描述速度变化的快慢。、需要引入一个物理量来描述速度变化的快慢。引入一:引入一:利用教材描述的小型轿车和旅客列车加速利用教材描述的小型轿车和旅客列车加速情况的比较,组织同学思考、讨论,要求学生明确:情况的比较,组织同学思考、讨论,要求学生明确: 年龄年龄女童女童(cm)增加量增加量(cm)增加快慢增加快慢(cm/y)2岁岁
46、 89.8 2.5岁岁 94.7 4.99.83岁岁 98.1 4.69.24岁岁 105.7 7.63.06岁岁 119.5 13.86.9初速度初速度末速度末速度加速度加速度飞机机0 0300km/h300km/h( (相当于相当于83m/s)83m/s)炮炮弹0 0250m/s250m/s引入二:引入二:儿童(女)身高随年龄变化表儿童(女)身高随年龄变化表引入三:引入三:变化的大小与变化的快慢变化的大小与变化的快慢2001年年2002年年2003年年2004年年2005年年105117132156175表表:绍兴人均支配收入(单位:万元):绍兴人均支配收入(单位:万元)2001年年8月月
47、2002年年11月月2003年年7月月2004年年12月月2005年年10月月15003000400052005800表表:绍兴:绍兴类地段房价(单位:元类地段房价(单位:元/平方米)平方米)引入四:引入四:交通工具速度变化的大小与变化的快慢交通工具速度变化的大小与变化的快慢 一架飞机以一架飞机以200m/s200m/s的速度匀速飞行;一列火车从的速度匀速飞行;一列火车从静止开始经过静止开始经过60s,60s,速度达到速度达到15m/s15m/s;一位运动员从静止一位运动员从静止开始经过开始经过1s1s,速度达到速度达到8m/s8m/s,问:问:(1 1)谁的速度变化大?)谁的速度变化大?(2
48、 2)谁的速度变化快?判断的依据是什么?)谁的速度变化快?判断的依据是什么?(3 3)能否用速度变化的大小来描述速度变化的快慢?)能否用速度变化的大小来描述速度变化的快慢?建议学生列表分析建议学生列表分析初速度初速度v v0 0 末速度末速度v vt t速度变化速度变化vv所用时间所用时间tt谁的速度谁的速度变化大变化大谁的速度谁的速度变化快变化快飞机飞机火车火车运动员运动员 以上三个问题让学生课前自主探究,上课时老师提问并以上三个问题让学生课前自主探究,上课时老师提问并讲述;紧接着我们又引出以下几个问题(根据学生课前提出讲述;紧接着我们又引出以下几个问题(根据学生课前提出的问题整理得到)的问
49、题整理得到) 课时分配建议课时分配建议1、质点、质点 参考系和坐标系参考系和坐标系1课时课时2、时间和位移、时间和位移1课时课时3、运动快慢的描述、运动快慢的描述 速度速度1课时课时4、实验:练习使用打点计时器、实验:练习使用打点计时器2课时课时5、速度改变快慢的描述、速度改变快慢的描述 加速度加速度1课题课题复习复习1课时课时检测检测1课时课时一、课时建议一、课时建议教学建议教学建议 二、教法建议二、教法建议3、本章安排的学生分组实验、本章安排的学生分组实验“用打点计时器测速度用打点计时器测速度”是学生是学生在高中物理学习中进行的第一个分组实验,由于浙教版初中在高中物理学习中进行的第一个分组
50、实验,由于浙教版初中科学科学教材上没有实验误差方面的内容,高中物理实验相对教材上没有实验误差方面的内容,高中物理实验相对于初中实验要求上有较大的提高。所以,实验之前可以安排于初中实验要求上有较大的提高。所以,实验之前可以安排1课时,对学生进行实验常识的教育,如实验对物理学研究和物课时,对学生进行实验常识的教育,如实验对物理学研究和物理学习的意义;实验的基本要求;实验误差和有效数字,等等。理学习的意义;实验的基本要求;实验误差和有效数字,等等。1、加强对这些概念的比较,使学生在认识相近概念的共同性、加强对这些概念的比较,使学生在认识相近概念的共同性、差异性和相互联系中,达到对每个概念的透彻理解。
51、差异性和相互联系中,达到对每个概念的透彻理解。2、学生在初中已学习过参照物、路程、时间、速度、平均速、学生在初中已学习过参照物、路程、时间、速度、平均速度等概念,所以,本章教学时既要充分利用学生已有的认识,度等概念,所以,本章教学时既要充分利用学生已有的认识,又要根据高、初中知识之间的差异,对学生已有的知识进行提又要根据高、初中知识之间的差异,对学生已有的知识进行提高和拓展。高和拓展。4、为了理解打点计时器的功能和作用,教师可参考教科、为了理解打点计时器的功能和作用,教师可参考教科书书27页的页的“自制模拟打点计时器自制模拟打点计时器”内容,在课堂中组织内容,在课堂中组织学生活动,将活动与问题
52、思考结合起来,通过学生的体学生活动,将活动与问题思考结合起来,通过学生的体验,领悟打点计时器的工作原理和作用。建议活动由两验,领悟打点计时器的工作原理和作用。建议活动由两个学生合作进行,一个学生拉纸带,另一个学生用铅笔个学生合作进行,一个学生拉纸带,另一个学生用铅笔打点(角色应互换),为了使打点不受到干扰,可让打打点(角色应互换),为了使打点不受到干扰,可让打点的学生闭上眼睛。点的学生闭上眼睛。5、本章、本章蕴含着丰富的科学方法教育的因素蕴含着丰富的科学方法教育的因素,如以,如以质点为代表的质点为代表的理想化理想化方法、以短时间内的平均速度代替方法、以短时间内的平均速度代替瞬时速度为代表的瞬时
53、速度为代表的近似近似方法、以方法、以比值定义比值定义法为代表的数法为代表的数学方法、以平均速度为代表的学方法、以平均速度为代表的等效代替等效代替方法,等等。教方法,等等。教学时要充分利用这些因素,对学生进行科学方法的教育,学时要充分利用这些因素,对学生进行科学方法的教育,使学生了解这些方法对科学研究的意义和适用条件,提使学生了解这些方法对科学研究的意义和适用条件,提高学生的物理思维能力。但由于学生刚刚学习高中物理,高学生的物理思维能力。但由于学生刚刚学习高中物理,他们的认知水平相对较低,对科学方法也有一个从体验他们的认知水平相对较低,对科学方法也有一个从体验到认识,再到运用,以及逐步积累、逐渐
54、深化的过程,到认识,再到运用,以及逐步积累、逐渐深化的过程,所以,在本章教学中不宜提出过高的要求。比如质点、所以,在本章教学中不宜提出过高的要求。比如质点、匀速直线运动等都是理想化模型,但理想化模型方法的匀速直线运动等都是理想化模型,但理想化模型方法的教育应当重点放在质点概念的教学上。教育应当重点放在质点概念的教学上。第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究一一 、课程标准内容、课程标准内容1、通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识、通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。实验对物理学发展的推动作用。2、经历匀变速直线运动的实验研究过程,
55、了解匀变速直、经历匀变速直线运动的实验研究过程,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。3、能用公式和图象描述匀变速直线运动,体会数学在研、能用公式和图象描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。究物理问题中的重要性。第一节第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律实验:探究小车速度随时间变化的规律基本基本要求要求知道实验目的,说出实验中各器材的作用,正确布列器知道实验目的,说出实验中各器材的作用,正确布列器材进行实验操作材进行实验操作会选择点迹清晰的纸带,标出合理的测量点会选择点迹清晰的纸带,标出合理的测量点(计数点
56、计数点),测量各测量点测量各测量点(计数点计数点)间的距离间的距离会近似计算各测量点的瞬时速度会近似计算各测量点的瞬时速度能建立标度合适的能建立标度合适的v-t坐标系,并正确地描点,能用一条坐标系,并正确地描点,能用一条曲线(包括直线)拟合图象中的点曲线(包括直线)拟合图象中的点发展发展要求要求能根据图象说出小车速度随时间变化的规律能根据图象说出小车速度随时间变化的规律能根据小车速度变化的情况预测图象的基本特点能根据小车速度变化的情况预测图象的基本特点说明说明不要求用计算机绘制不要求用计算机绘制v-t图象图象二、各节教材分析和教学建议二、各节教材分析和教学建议第二节第二节 匀变速直线运动的速度
57、与时间的关系匀变速直线运动的速度与时间的关系基本基本要求要求理解匀变速直线运动的含义理解匀变速直线运动的含义识别匀变速直线运动的识别匀变速直线运动的v-t图线图线能根据加速度的定义,推导匀变速直线运动的速度公式,能根据加速度的定义,推导匀变速直线运动的速度公式,理解公式中各物理量的含义理解公式中各物理量的含义 能用匀变速直线运动速度公式解决简单问题能用匀变速直线运动速度公式解决简单问题发展发展要求要求能用能用v-t图象描述物体运动规律图象描述物体运动规律能根据能根据v-t图象理解加速度的物理意义并计算物体的加速图象理解加速度的物理意义并计算物体的加速度度说明说明非匀变速直线运动的非匀变速直线运
58、动的v-t图不作要求图不作要求不要求运用不要求运用v-t图象解决实际问题图象解决实际问题探究实验探究实验 n第一节实验:探究小车速度与时间变化的规律第一节实验:探究小车速度与时间变化的规律,n要求学生:要求学生:明确实验目的是探究小车速度与时间明确实验目的是探究小车速度与时间变化的规律,研究对象是小车;变化的规律,研究对象是小车;n理解实验原理,即小车、细线、钩码与纸带连成理解实验原理,即小车、细线、钩码与纸带连成一个整体,任何时刻小车的速度与纸带的速度是一一个整体,任何时刻小车的速度与纸带的速度是一样,所以我们可以通过研究纸带的速度得知小车的样,所以我们可以通过研究纸带的速度得知小车的速度;
59、速度;n体验实验数据的处理,经历了选纸带、设计表格、体验实验数据的处理,经历了选纸带、设计表格、记录数据、作图等过程;记录数据、作图等过程;n体验分析实验数据,如为什么大部分的点大致落体验分析实验数据,如为什么大部分的点大致落在一条直线上,而有些点落在很远的地方,用计算在一条直线上,而有些点落在很远的地方,用计算机绘制结果是否一样;机绘制结果是否一样;n体验下结论。做完实验能得到一个什么结论,如体验下结论。做完实验能得到一个什么结论,如何用科学术语下结论等等何用科学术语下结论等等.通过实验忠实记录小车在重物牵引下运动时,通过实验忠实记录小车在重物牵引下运动时,时间与对应的速度的数据时间与对应的
60、速度的数据 作出速度与时间关系的图象作出速度与时间关系的图象 发现存在着这样一种运动,它的发现存在着这样一种运动,它的v-t图象是一图象是一条倾斜的直线条倾斜的直线 发现直线发现直线v-t图象所代表的运动,是加速度不图象所代表的运动,是加速度不变的运动,给出匀变速运动的定义变的运动,给出匀变速运动的定义 通过图象一般性地研究匀变速直线运动,得通过图象一般性地研究匀变速直线运动,得出出v=v0 + at教材的思路如下教材的思路如下: 与现行教材讲法不同。是否过于烦琐?区别在于与现行教材讲法不同。是否过于烦琐?区别在于实际上是看问题出发点的差别。如果眼睛只盯着知识实际上是看问题出发点的差别。如果眼
61、睛只盯着知识的掌握,那么,从加速度的定义的掌握,那么,从加速度的定义a (v-v0)/t 出发,出发,经过简单的代数式变形,马上就可以得到经过简单的代数式变形,马上就可以得到vv0+at,于是就能用来解题了。于是就能用来解题了。 这段教材虽然不与人类对此问题的认识过程完全这段教材虽然不与人类对此问题的认识过程完全一致,但对于作为个体的人,它却是一个学习、认识一致,但对于作为个体的人,它却是一个学习、认识科学规律的好例子。它强化了从实验得出规律的一般科学规律的好例子。它强化了从实验得出规律的一般性过程,练习了用图象分析问题的通用方法,逻辑线性过程,练习了用图象分析问题的通用方法,逻辑线索清晰。它
62、在价值观及科学过程、科学方法上的教育索清晰。它在价值观及科学过程、科学方法上的教育价值高于现行课程。价值高于现行课程。 教材在其他一些地方,例如匀变速直线运动教材在其他一些地方,例如匀变速直线运动位移与时间的关系、功与物体动能变化的关系、位移与时间的关系、功与物体动能变化的关系、重力势能的引入、万有引力定律的得出、加速度重力势能的引入、万有引力定律的得出、加速度与物体受力及物体质量的关系等,出发点都是强与物体受力及物体质量的关系等,出发点都是强调过程与方法、情感态度与价值观这两方面的课调过程与方法、情感态度与价值观这两方面的课程目标。教学中不要为节省时间把学习过程简单程目标。教学中不要为节省时
63、间把学习过程简单化。化。第三节第三节 匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系第四节第四节 匀变速直线运动的位移与速度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系基本基本要求要求知道知道v-tv-t图象中图象中“面积面积”与位移的对应关系与位移的对应关系掌握匀变速直线运动位移公式,理解公式的意义及正负号掌握匀变速直线运动位移公式,理解公式的意义及正负号的含义的含义能用匀变速直线运动位移公式解决简单问题能用匀变速直线运动位移公式解决简单问题能用位移与速度的关系式能用位移与速度的关系式 解决简单问题解决简单问题发展发展要求要求经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,体会无限逼近经历
64、匀变速直线运动位移规律的探究过程,体会无限逼近的方法的方法会用会用v-tv-t图象导出匀变速直线运动的位移公式图象导出匀变速直线运动的位移公式说明说明追及、相遇问题不作要求追及、相遇问题不作要求不要求理解光电计时器研究自由落体运动的技术原理不要求理解光电计时器研究自由落体运动的技术原理不要求用初速为零的匀变速直线运动的推论分析解决问题不要求用初速为零的匀变速直线运动的推论分析解决问题不要求掌握匀变速直线运动的不要求掌握匀变速直线运动的x-tx-t图象图象匀变速直线运动的位移与时间的规律的由来匀变速直线运动的位移与时间的规律的由来不是从不是从 出发,求得出发,求得从匀速直从匀速直线运运动中的中的
65、 相当于相当于 图线下的图线下的“面积面积”获得启发,遵循获得启发,遵循“化整为零,以恒代变;积零为整,再取化整为零,以恒代变;积零为整,再取极限极限”的方法,求得的方法,求得 。微积分初步思想的渗透微积分初步思想的渗透新教材突出图像功能新教材突出图像功能第五节第五节 自由落体运动自由落体运动基本基本要求要求经历自由落体运动模型建立的过程,知道自由落体运动的条件经历自由落体运动模型建立的过程,知道自由落体运动的条件通过分析打点计时器记录的纸带信息,判断自由落体运动的性通过分析打点计时器记录的纸带信息,判断自由落体运动的性质质知道自由落体加速度的大小和方向,知道自由落体加速度就是知道自由落体加速
66、度的大小和方向,知道自由落体加速度就是重力加速度重力加速度运用匀变速直线运动规律得出自由落体运动计算公式运用匀变速直线运动规律得出自由落体运动计算公式运用自由落体运动的规律解决简单问题运用自由落体运动的规律解决简单问题知道用频闪摄影研究运动的基本原理,会根据频闪照片分析自知道用频闪摄影研究运动的基本原理,会根据频闪照片分析自由落体运动由落体运动. .发展发展要求要求知道地球上不同地方重力加速度大小的差异知道地球上不同地方重力加速度大小的差异体会实验在物理问题研究中的重要作用体会实验在物理问题研究中的重要作用说明说明只要求解决一个物体作自由落体运动的有关问题只要求解决一个物体作自由落体运动的有关
67、问题n科学探究二例科学探究二例n1.说一说说一说:为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同?关于这个问题,你有什么落的情况不同?关于这个问题,你有什么假设或猜想?假设或猜想?n2.你从表中发现了什么规律吗?你能尝试解释这个规律吗?你从表中发现了什么规律吗?你能尝试解释这个规律吗?尝试解释就是做出尝试解释就是做出假设和猜想。假设和猜想。第六节第六节 伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究基本基本要求要求了解伽利略研究落体运动的思路和方法了解伽利略研究落体运动的思路和方法知道伽利略在力学上的主要贡献知道伽利略在力学上的主要贡献认识伽
68、利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想认识伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法方法发展发展要求要求初步领会初步领会 提出假设、数学推理、实验验证和合理外推提出假设、数学推理、实验验证和合理外推 的科学研究方法的科学研究方法说明说明不要求掌握伽利略对自由落体进行实验研究的具体细节不要求掌握伽利略对自由落体进行实验研究的具体细节 伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究 绵延两千年的错误绵延两千年的错误 逻辑的力量逻辑的力量 猜想与假设猜想与假设 实验验证实验验证 伽利略的科学方法伽利略的科学方法 根据学生交流、讨论的情况,教师也可做些点拨,如伽根据学生交流、讨论的情况,教
69、师也可做些点拨,如伽利略研究自由落体运动的几个重要的步骤是:利略研究自由落体运动的几个重要的步骤是:通过理想实验的方法揭露了重物下落快的错误;通过理想实验的方法揭露了重物下落快的错误;从从“自由落体运动应该是简单的自由落体运动应该是简单的”认识出发,猜想认识出发,猜想 v x 和和 v t 两种可能性,但经过推理判定两种可能性,但经过推理判定vx不正确;不正确;从逻辑推理得出检验从逻辑推理得出检验 v t 即是检验即是检验 x t2;巧妙设计斜面实验检验巧妙设计斜面实验检验 xt2。让学生思考:伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的让学生思考:伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的?设
70、想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题。?设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题。最后,作为作业可让每个学生写一篇短文,谈谈自己的认识、最后,作为作业可让每个学生写一篇短文,谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题。体会和受到启发而想到的问题。伽利略对科学的贡献伽利略对科学的贡献 2、展现了教学与实验相结合的研究方法的一般步骤、展现了教学与实验相结合的研究方法的一般步骤 1、倡导新的科学思想和研究方法、倡导新的科学思想和研究方法3、以科学实验检验科学假说的正确与否,是他及后、以科学实验检验科学假说的正确与否,是他及后 人在科学研究中不断取得重大成果的源泉人在科学研究中不断取得重大成果的源泉 学
71、习伽利略研究落体运动要了解自由落体运动的深层意涵学习伽利略研究落体运动要了解自由落体运动的深层意涵伽利略的科学生涯给予物理教学有什么启示?伽利略的科学生涯给予物理教学有什么启示?落体运动司空见惯,何以成为物理学的源头之一?落体运动司空见惯,何以成为物理学的源头之一? 亚氏何以铸成大错,且一错近二千年。可悲的是谁?亚氏何以铸成大错,且一错近二千年。可悲的是谁?可怕的是什么?可怕的是什么?伽利略的高明之处是什么?伽利略的高明之处是什么? 自由落体运自由落体运动的研究可以迁移到其他天体上的研究可以迁移到其他天体上吗?g值的不同可能导致何种现象?值的不同可能导致何种现象? 第二章课时分配建议第二章课时
72、分配建议1 1、实验:探究小车速度随时间变化的规律、实验:探究小车速度随时间变化的规律1 1课时课时2 2、匀变速直线运动的速度与时间的关系、匀变速直线运动的速度与时间的关系1 1课时课时3 3、匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的位移与时间的关系4 4、匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的位移与时间的关系2 2课时课时5 5、自由落体运动、自由落体运动1 1课时课时6 6、伽利略对自由落体运动的研究、伽利略对自由落体运动的研究1 1课时课时复习评估复习评估1 1课时课时1、课时建议、课时建议三、教学建议三、教学建议(1)本章主要是引导学生探究最简单的变速运动和学习
73、匀加)本章主要是引导学生探究最简单的变速运动和学习匀加速直线运动(自由落体运动)的规律。通过教学要使学生明确速直线运动(自由落体运动)的规律。通过教学要使学生明确利用实验来探究一种运动的特点和规律的科学思维方法:即提利用实验来探究一种运动的特点和规律的科学思维方法:即提出问题出问题设计实验方案设计实验方案进行实验进行实验获取数据获取数据处理数据(作处理数据(作出图象、分析图象)出图象、分析图象)得出结论。在实验过程中可结合获取数得出结论。在实验过程中可结合获取数据过程进行实事求是的科学态度教育。据过程进行实事求是的科学态度教育。2、教法建议、教法建议(2)匀变速直线运动的速度与时间关系式,位移
74、与时间关系)匀变速直线运动的速度与时间关系式,位移与时间关系式的导出均利用了第一节实验探究中所得到的式的导出均利用了第一节实验探究中所得到的v-t图象,教学中图象,教学中要鼓励学生大胆猜想,交流评价,注意科学推理的过程,理解要鼓励学生大胆猜想,交流评价,注意科学推理的过程,理解其物理意义,避免把物理公式简单理解为数学表达式。其物理意义,避免把物理公式简单理解为数学表达式。(3)对于教科书涉及的由)对于教科书涉及的由vt图推出图推出Xt公式及从一张照公式及从一张照片估算照相机曝光的时间,可组织学生在充分讨论之后得到片估算照相机曝光的时间,可组织学生在充分讨论之后得到结论,这两处较好地渗透了结论,
75、这两处较好地渗透了“变变”与与“不变不变”的转化思想,的转化思想,教师要通过组织学生的小组讨论活动,引导学生进一步领会教师要通过组织学生的小组讨论活动,引导学生进一步领会这种思想。这种思想。(4)匀变速直线公式(包括自由落体运动公式)的运用对)匀变速直线公式(包括自由落体运动公式)的运用对培养学生应用数学的能力有很大作用,但学生能力的提高培养学生应用数学的能力有很大作用,但学生能力的提高要注意循序渐进,切不可一步到位。在应用运动学规律解要注意循序渐进,切不可一步到位。在应用运动学规律解决问题的过程中,应逐步使学生明确解决运动学问题的基决问题的过程中,应逐步使学生明确解决运动学问题的基本方法和步
76、骤,并注意速度公式和位移公式的矢量性、公本方法和步骤,并注意速度公式和位移公式的矢量性、公式选择的合适性和结果的合理性。式选择的合适性和结果的合理性。(5)自由落体运动是一种最简单的匀变速直线运动,也是)自由落体运动是一种最简单的匀变速直线运动,也是一种理想化的运动。学生易受日常经验的影响,对重物体下一种理想化的运动。学生易受日常经验的影响,对重物体下落快、轻物体下落慢的印象很深。为克服学生的前概念,要落快、轻物体下落慢的印象很深。为克服学生的前概念,要注意充分暴露学生的认知过程,应用实验与分析、推理相结注意充分暴露学生的认知过程,应用实验与分析、推理相结合的科学方法,清除生活中得来的错误观念
77、。合的科学方法,清除生活中得来的错误观念。(6)伽利略对自由落体运动的研究,蕴含丰富的物理思想,)伽利略对自由落体运动的研究,蕴含丰富的物理思想,是方法教育和情感教育的好素材,建议让学生找一些课外资是方法教育和情感教育的好素材,建议让学生找一些课外资料进行自主学习,教师也可积极创设情景,采用料进行自主学习,教师也可积极创设情景,采用“溯源法溯源法”引导学生体会伽利略引导学生体会伽利略“提出假设、数学推理、实验验证和合提出假设、数学推理、实验验证和合理外推理外推”的研究方法,激发科学的探索精神。的研究方法,激发科学的探索精神。 树立正确的教材观,努力把握教材的设计思路与意图,树立正确的教材观,努
78、力把握教材的设计思路与意图,以教材作为主要的教学线索,展开物理学习活动。树立用教以教材作为主要的教学线索,展开物理学习活动。树立用教材来教物理,而不是来教教材的教学思想,要根据课堂教学材来教物理,而不是来教教材的教学思想,要根据课堂教学实际,主动地附加一些例子、或选取其他的思考途径等,积实际,主动地附加一些例子、或选取其他的思考途径等,积极灵活地使用教材。极灵活地使用教材。 同时要清醒的认识到教材是学生学习物理的重要资源,但同时要清醒的认识到教材是学生学习物理的重要资源,但不是惟一资源,教材不可能满足所有学生学习物理的需求;只不是惟一资源,教材不可能满足所有学生学习物理的需求;只使用教材通常不
79、能够学使用教材通常不能够学“通通”物理。物理。 按照建构主义的理论,教材只是教师教学活动的一条线索,按照建构主义的理论,教材只是教师教学活动的一条线索,并非教学活动的圣经。教师要从学生的具体情况出发进行再度创并非教学活动的圣经。教师要从学生的具体情况出发进行再度创造,教材只是参考,符合学生具体情况的我们可以参考,不符合造,教材只是参考,符合学生具体情况的我们可以参考,不符合的我们可以完善或者改变教材,甚至自己设计。的我们可以完善或者改变教材,甚至自己设计。 亚里士多德:亚里士多德:“不了解运动,就不了解自然。不了解运动,就不了解自然。” 伽利略伽利略把精心设计实验和数学的、逻辑的推演相结合,把
80、精心设计实验和数学的、逻辑的推演相结合,是近代物理学研究的标识,而这正是从对运动的研究中是近代物理学研究的标识,而这正是从对运动的研究中实现的。实现的。 历史学家巴特菲历史学家巴特菲现代科学的起源现代科学的起源:“在我看来,过在我看来,过去去15个世纪里,人类心灵遇到并克服的所有智力障碍中,个世纪里,人类心灵遇到并克服的所有智力障碍中,最富有魅力和最举足轻重的,是运动的问题。最富有魅力和最举足轻重的,是运动的问题。” 牛顿牛顿原理原理前言:前言:“我奉献这一作品,作为哲学的数学我奉献这一作品,作为哲学的数学原理;因为哲学的全部责任似乎在于原理;因为哲学的全部责任似乎在于以运动的现象去以运动的现
81、象去研究自然界中的力,然后从这些力去说明其他现象。研究自然界中的力,然后从这些力去说明其他现象。” 极限思想在教材中的渗透极限思想在教材中的渗透AB石石子子下下落落径径迹迹分析与解分析与解: 由图可知径迹由图可知径迹ABAB长度约等于照片中长度约等于照片中2 2块砖厚度,块砖厚度, 所以在曝光时间内石子下落的距离所以在曝光时间内石子下落的距离h hABAB约为约为12cm。设曝光时间为设曝光时间为t,石子从开石子从开始下落点到达始下落点到达A点的时间为点的时间为tA,则则径迹表示的长度约径迹表示的长度约x=012 m解答二:解答二:AB石石子子下下落落径径迹迹(1998全国高考)来自质子源的质
82、子全国高考)来自质子源的质子(初速度为零初速度为零),经加速电,经加速电压为压为 800 kV的直线加速器加速,形成电流强度为的直线加速器加速,形成电流强度为1 mA的细柱形的细柱形质子流,已知质子电荷质子流,已知质子电荷e = 1.601019 C。这束质子流每秒打到这束质子流每秒打到靶上的质子数为靶上的质子数为_。在质子源到靶之间的加速电场是均。在质子源到靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中,与质子源相距匀的。在质子束中,与质子源相距l和和4l的两处,各取一段极短的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和和n2,则,则n1与与n2
83、之之比为比为 _ 。极限思想在高考题中的渗透极限思想在高考题中的渗透思路:思路:质子在全过程中做匀加速运动(速度变);质子在全过程中做匀加速运动(速度变); 在极短长度内可看为做匀速运动(速度不变)。在极短长度内可看为做匀速运动(速度不变)。知识:知识:匀加速运动匀加速运动 v2 2al 匀速运动匀速运动 s vt 相等长度下相等长度下n与与v成反比成反比难点:难点:学生没有掌握思维方法。学生没有掌握思维方法。高考统计:高考统计:得分率得分率0.093,主要错在后一问。,主要错在后一问。多数学生不会运用多数学生不会运用“变与不变变与不变”的思想分析具体的问题的思想分析具体的问题(高考题高考题)
84、图图1所示,在真空中速度为所示,在真空中速度为v=6.4107m/s的电子束连续的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度地射入两平行极板之间,极板长度l=8.010-2m,间距为间距为d=5.010-3m两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板上加频率为过在两极板上加频率为50Hz的交变电压的交变电压u = Umsint,如果所如果所加电压的最大值加电压的最大值Um超过某一值超过某一值UC时,将开始出现以下现象:电时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板,有时间断不能通过子束有时能通过两极板,有时间断不能通过(1)求求UC的大小
85、;的大小;(2)求求Um为何值时,才能使通过时间和间断的时间之比为为何值时,才能使通过时间和间断的时间之比为2 1分析与解:分析与解: 加交变电场之后,电子在沿板方向上仍以初速度加交变电场之后,电子在沿板方向上仍以初速度v作匀速直线运动,电子穿越板间电场所需时间为作匀速直线运动,电子穿越板间电场所需时间为t,则则交变电场的周期交变电场的周期T为:为: 显然有显然有Tt,因此相对粒子在电场因此相对粒子在电场中的运动来说,所加交变电场为低频交中的运动来说,所加交变电场为低频交变电场对于这种情况,可作如下处理,变电场对于这种情况,可作如下处理,即近似认为一个电子在两板间运动期间,即近似认为一个电子在两板间运动期间,电场来不及发生变化,因此就一个电子电场来不及发生变化,因此就一个电子来说,它相当于穿过一个恒定的电场,来说,它相当于穿过一个恒定的电场,对前后不同的电子来说,它们所穿越的对前后不同的电子来说,它们所穿越的是场强不同的恒定电场,而不同的电场是场强不同的恒定电场,而不同的电场强度是由该电子穿越时,两板的电压值强度是由该电子穿越时,两板的电压值所决定的所决定的