人教版高中物理新教材简介

人教版高中物理新教材简介人教版高中物理新教材简介人民教育出版社人民教育出版社 课程教材研究所课程教材研究所物物 理理 课课 程程 教教 材材 研研 究究 开开 发发 中中 心心总主编总主编 张大昌张大昌编著编著人教版高中物理新教材简介人教版高中物理新教材简介新旧教科书对比新旧教科书对比教材体系结构设计 课标教材课标教材第一章第一章 运动的描述运动的描述第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第三章第三章 相互作用相互作用第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 第五章第五章 曲线运动曲线运动第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 现行教材现行教材 第一章 力第二章 直线运动第三章 牛顿运动定律 第四章 物体的平衡第五章 曲线运动 第六章 万有引力定律 第七章 机械能 必修必修1 1必修必修2 2 课标教材课标教材 电磁学电磁学 热学热学 力学（机械振动、机械波）力学（机械振动、机械波）光光 电磁学（电磁波）电磁学（电磁波）相对论简介相对论简介 力学（动量）力学（动量）原子物理原子物理3132333435 现行教材现行教材 力学（机械振动、机械波）力学（机械振动、机械波）热学热学 电磁学电磁学 光学光学 近代物理初步近代物理初步 人教版高中物理教科书人教版高中物理教科书编写思想编写思想一、落实新课程的理念一、落实新课程的理念二、体现科学探究的精神二、体现科学探究的精神 三、做教师的好帮手三、做教师的好帮手共同必修共同必修物理物理1 1、物理、物理2 2 注重力学基础性知识的学习。注注重力学基础性知识的学习。注重概念的重概念的科学性科学性，规律的，规律的准确性准确性，理，理论的论的严谨性严谨性，技能的，技能的规范性规范性。注重实。注重实验观察能力与逻辑思维能力的验观察能力与逻辑思维能力的综合培综合培养养。新课程实施中的问题出在哪里？新课程实施中的问题出在哪里？形式主义是目前推进新课形式主义是目前推进新课程的主要障碍之一！程的主要障碍之一！“重重结结果果”“轻轻过过程程”的的现现象象影影响响“三维三维”目标的落实。目标的落实。落实三维课程目标的前提落实三维课程目标的前提 学懂物理学！落实三维课程目标的前提落实三维课程目标的前提 如何把如何把“过程过程”的设计落实的设计落实到到对学生学习行为的设计上来对学生学习行为的设计上来？教科书中栏目的设计教科书中栏目的设计科学漫步科学漫步思考与讨论思考与讨论演示演示实验实验做一做做一做说一说说一说STS旁批旁批（科学足迹）（科学足迹）人教版高中物理新教材简介人教版高中物理新教材简介新旧教科书对比新旧教科书对比优化物理规律的教学第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究新旧教材内容不同处理的对比分析新旧教材内容不同处理的对比分析教材内容框架结构的设计教材内容框架结构的设计第二章教材框架结构的设计第二章教材框架结构的设计 匀变速直线运动的匀变速直线运动的位移与时间的关系位移与时间的关系匀变匀变速直速直线运线运动的动的位移位移与速与速度的度的关系关系自由落自由落体运动体运动匀变速直线运动的匀变速直线运动的速度与时间的关系速度与时间的关系伽利略对自伽利略对自由落体运动由落体运动的研究的研究实验：实验：探究探究小车小车速度速度随时随时间变间变化的化的规律规律一一个个教教学学中的实验中的实验一一个个历历史史上的实验上的实验 匀变速直线运动匀变速直线运动数学演绎数学演绎 （速度公式）（速度公式）现行教材速度公式的处理vvvv=v0+at匀变速直线运动匀变速直线运动科学过程科学过程（从特殊到一般的科学方法）从特殊到一般的科学方法）进行实验忠实记录小车在重物牵引下忠实记录小车在重物牵引下运动的时间与对应速度的数据运动的时间与对应速度的数据处理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匀变速直线运动匀变速直线运动科学过程科学过程（从特殊到一般的科学方法）从特殊到一般的科学方法）分析发现存在发现存在 vt 图象是图象是一条倾斜直线的一种运动。一条倾斜直线的一种运动。论证发现发现v-t t 图象所代表的运动是加速度图象所代表的运动是加速度不变的运动，给出匀变速直线运动的定义。不变的运动，给出匀变速直线运动的定义。匀变速直线运动匀变速直线运动科学过程科学过程（从特殊到一般的科学方法）从特殊到一般的科学方法）结论通过图象一般性地研究通过图象一般性地研究得出：得出：v v0+at把运动的描把运动的描述与运动的述与运动的成因分清楚成因分清楚。匀变速直线运动匀变速直线运动数学演绎数学演绎 （位移公式）（位移公式）现行教材位移公式的处理vvvvv0t 匀变速直线运动匀变速直线运动科学探究科学探究 （位移公式）（位移公式）（改变学习方式）（改变学习方式）思考与讨论思考与讨论 一一次次课课上上，老老师师拿拿来来了了一一位位往往届届同同学学所所做做的的“探探究究小小车车的的运运动动规规律律”的的测测量量记记录录（见见下下表表），表表中中“速速度度v”一一行行是是这这位位同同学学用用某某种种方方法法（方方法法不不详详）得得到到的的物物体体在在0、1、25几几个个位位置置的的瞬瞬时时速速度度。原原始始的的纸纸带带没没有有保保存存。以以下下是是关关于于这这个个问问题题的讨论。的讨论。老老师师：能能不不能能根根据据表表中中的的数数据据，用用最最简简便便的的方方法法估估算算实实验验中中小小车从位置车从位置0到位置到位置5的位移？的位移？学生学生A：能。可以用下面的办法能。可以用下面的办法估算估算：x 0.380.1 0.630.1 0.880.1 1.110.1 1.380.1 位移公式位移公式改变学习方式改变学习方式思考与讨论思考与讨论学学生生B：这这个个办办法法不不好好。从从表表中中看看出出，小小车车的的速速度度在在不不断断增增加加，0.38只只是是0时时刻刻的的瞬瞬时时速速度度，以以后后的的速速度度比比这这个个数数值值大大。用用这这个个数数值值乘乘以以0.1 s，得得到到的的位位移移比比实实际际位位移移要要小小。后后面面的的几几项项也也有有同样的问题。同样的问题。学生学生A：老师要求的是老师要求的是“估算估算”，这样做是可以的。，这样做是可以的。老老师师：你你们们两两个个人人说说得得都都有有道道理理。这这样样做做的的确确会会带带来来一一定定误误差差，但但在在时时间间间间隔隔比比较较小小、精精确确程程度度要要求求比比较较低低的的时时候候，可可以以这样估算。这样估算。要要提提高高估估算算的的精精确确程程度度，可可以以有有多多种种方方法法。其其中中一一个个方方法法请请大大家家考考虑虑：如如果果当当初初实实验验时时时时间间间间隔隔不不是是取取0.1 s，而而是是取取得得更更小小些些，比比如如0.06 s，同同样样用用这这个个方方法法计计算算，误误差差是是不不是是会会小小一一些？如果取些？如果取0.04 s、0.02 s 误差会怎样？误差会怎样？欢迎大家发表意见。欢迎大家发表意见。匀变速直线运动匀变速直线运动科学探究科学探究 （位移公式）（位移公式）（改变学习方式）（改变学习方式）x=v0t+教学的目标之一应关注得出公式的过程。教学的目标之一应关注得出公式的过程。人教版高中物理新教材简介人教版高中物理新教材简介新旧教科书对比新旧教科书对比优化物理概念的教学第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律新旧教材内容不同处理的对比分析新旧教材内容不同处理的对比分析教材内容框架结构的设计教材内容框架结构的设计第七章教材框架结构的设计第七章教材框架结构的设计 功率功率功功追追寻寻守守恒恒量量探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式机械能守机械能守恒定律恒定律重力势能重力势能能量能量守恒守恒定律定律与能与能源源实实验验:探探究究功功与与速度变化的关系速度变化的关系动能和动能定理动能和动能定理功能关系实验：验证机实验：验证机械能守恒定律械能守恒定律第七章教材框架结构的设计第七章教材框架结构的设计 功率功率功功追追寻寻守守恒恒量量探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式机械能守机械能守恒定律恒定律重力势能重力势能能量能量守恒守恒定律定律与能与能源源实实验验：探探究究功功与与速度变化的关系速度变化的关系动能和动能定理动能和动能定理功能关系实验：验证机实验：验证机械能守恒定律械能守恒定律追寻守恒量追寻守恒量科学价值观科学价值观以往教学引入能量概念的教学线索及特点以往教学引入能量概念的教学线索及特点特点：特点：容易让人感到，定义容易让人感到，定义“功功”是为了定义是为了定义“能能”，先有功的概念，才会有能量的概念。而事实不是这样。先有功的概念，才会有能量的概念。而事实不是这样。定义功的概念并给出功的表达式。定义功的概念并给出功的表达式。一个物体能对外做功，就说它具有能。一个物体能对外做功，就说它具有能。举例说明，做功伴随着能量的变化，举例说明，做功伴随着能量的变化，进而得出进而得出“功是能量变化的量度功是能量变化的量度”。追寻守恒量追寻守恒量科学价值观科学价值观新教科书引入能量概念的教学线索及特点新教科书引入能量概念的教学线索及特点 科学概念的力量在科学概念的力量在于它具有解释和概括于它具有解释和概括一大类自然现象的能一大类自然现象的能力。在这方面能量概力。在这方面能量概念的作用十分独特。念的作用十分独特。由伽利略理想实验引入能量概念。由伽利略理想实验引入能量概念。给出动能、势能的定性含义。给出动能、势能的定性含义。用牛顿动力学的语言描述伽利略理想实验不完整用牛顿动力学的语言描述伽利略理想实验不完整把守恒思想的渗透贯穿于能量学习的全过程。把守恒思想的渗透贯穿于能量学习的全过程。追寻守恒量追寻守恒量科学价值观科学价值观追寻守恒量追寻守恒量科学价值观科学价值观科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系18011801年年 戴维发现电流的化学效应戴维发现电流的化学效应(电和化学的联系电和化学的联系)18201820年年 奥斯特发现电流的磁效应奥斯特发现电流的磁效应(电和磁的联系电和磁的联系)18211821年年 塞贝克发现温差电现象塞贝克发现温差电现象(热和电的联系热和电的联系)18311831年年 法拉第发现电磁感应现象法拉第发现电磁感应现象(电和磁的联系电和磁的联系)18401840年年 焦耳发现电流的热效应焦耳发现电流的热效应(电和热的联系电和热的联系)18421842年年 迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值的数值(力和热的联系力和热的联系)18431843年年 焦耳测定了热功当量的数值焦耳测定了热功当量的数值(力和热的联系力和热的联系)18471847年年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律第七章教材框架结构的设计第七章教材框架结构的设计 功率功率功功追追寻寻守守恒恒量量探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式机械能守机械能守恒定律恒定律重力势能重力势能能量能量守恒守恒定律定律与能与能源源实实验验：探探究究功功与与速度变化的关系速度变化的关系动能和动能定理动能和动能定理功功能能关关系系实验：验证机实验：验证机械能守恒定律械能守恒定律功、功率功、功率科学知识科学知识 功的概念起源于早期功的概念起源于早期工业革命的需要。即比较工业革命的需要。即比较蒸汽机效益的办法。功的蒸汽机效益的办法。功的重要意义在于它可以决定重要意义在于它可以决定能量的变化能量的变化强调功与强调功与能量变化的联系能量变化的联系。第七章教材框架结构的设计第七章教材框架结构的设计 功率功率功功追追寻寻守守恒恒量量探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式机械能守机械能守恒定律恒定律重力势能重力势能能量能量守恒守恒定律定律与能与能源源实实验验:探探究究功功与与速度变化的关系速度变化的关系动能和动能定理动能和动能定理功功能能关关系系实验：验证机实验：验证机械能守恒定律械能守恒定律“功和能功和能”教学线索及特点教学线索及特点通过四个实例讲解通过四个实例讲解 “功是能量转化的量度功是能量转化的量度”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；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；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；有多少内能转化为机械能；起重机提升重物起重机提升重物,钢绳的拉力对重物做了多少功，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。就有多少电能转化为机械能。特点：特点：特点：特点：“功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度”是作为事实提出的普遍性结论。是作为事实提出的普遍性结论。是作为事实提出的普遍性结论。是作为事实提出的普遍性结论。（原教科书）（原教科书）“动能和动能定理动能和动能定理”教学线索及特点教学线索及特点根据根据“飞机牵引力做了多少功，飞机的动能就增加飞机牵引力做了多少功，飞机的动能就增加 多少多少”来确定动能表达式。来确定动能表达式。推导得出推导得出 ，确定动能的表达，确定动能的表达式。式。把上述表达式的结论称为动能定理。把上述表达式的结论称为动能定理。特点：特点：特点：特点：动能的表达式，是由动能的表达式，是由动能的表达式，是由动能的表达式，是由“功是能量转功是能量转功是能量转功是能量转 化的量度化的量度化的量度化的量度”的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。“重力势能重力势能”教学线索及特点教学线索及特点根据重力的功根据重力的功 确定重力势能表达式为确定重力势能表达式为mgh。说明重力做功和物体势能变化的关系。说明重力做功和物体势能变化的关系。说明重力做功跟路径无关。说明重力做功跟路径无关。特点：特点：特点：特点：重力势能的表达式，是由重力势能的表达式，是由重力势能的表达式，是由重力势能的表达式，是由“功是能功是能功是能功是能 量转化的量度量转化的量度量转化的量度量转化的量度”的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。的结论演绎得来的。重力势能重力势能科学过程、理性思维科学过程、理性思维重力做功跟路径无关（证明后得出结论）重力做功跟路径无关（证明后得出结论）为什么讨论重为什么讨论重力做功的特点力做功的特点？理性思维！理性思维！重力势能重力势能科学过程、理性思维科学过程、理性思维 定义重力势能定义重力势能Epmgh。原因是原因是mgh 这个物理量的特殊意义在于它一方面与这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随重力所做的功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化，恰与势能的基本特高度的变化而变化，恰与势能的基本特征一致。征一致。概括得出重力做的功与重力势能的概括得出重力做的功与重力势能的关系关系WGEp1 Ep2重力势能重力势能科学过程、理性思维科学过程、理性思维 说明重力势能的大小具有相说明重力势能的大小具有相对性，势能属于系统所共有。对性，势能属于系统所共有。特特点点：重重力力做做的的功功和和重重力力势势能能的的关关系系，是是学学生生第第一一次次接接触触到到的的功功能能关关系系的的例例子子，功功能能关关系系的的知知识识从从此开始渗透。此开始渗透。探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 （1 1）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？举重时杠铃举重时杠铃所受的重力所受的重力与它的位置与它的位置无关无关 弹簧的拉弹簧的拉力与拉伸力与拉伸的长度有的长度有关关 弹力与重力的变弹力与重力的变化规律不一样，化规律不一样，弹性势能与重力弹性势能与重力势能的表达式很势能的表达式很可能也不一样。可能也不一样。探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 科学过程、理性思维科学过程、理性思维（2 2）弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能与与拉拉力所做的功有什么关系？力所做的功有什么关系？（3 3）怎怎样样计计算算拉拉力力所做的功？所做的功？探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 类比重力与重力势能的关系，明确弹性类比重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。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。对弹力做功的表达式进行理论探究。特特点点：弹弹簧簧的的弹弹力力做做功功也也跟跟路路径径无无关关，用用相相同同的的思思路路分分析析弹弹力力做做的的功功跟跟弹弹性性势势能能的的关关系系，对对功功能能关系的知识关系的知识 进行了一次巩固和拓展。进行了一次巩固和拓展。实验：探究功与物体速度变化的关系实验：探究功与物体速度变化的关系 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 物体动能的变化只能决定于外物体动能的变化只能决定于外力的功。由于物体因具有速度而获力的功。由于物体因具有速度而获动能，所以寻求表达式必须分析外动能，所以寻求表达式必须分析外力功与物体速度变化关系。力功与物体速度变化关系。实验：探究功与物体速度变化的关系实验：探究功与物体速度变化的关系 科学过程、理性思维科学过程、理性思维橡皮筋法橡皮筋法重力法重力法通过通过改变力改变力获得成倍数的功获得成倍数的功通过通过改变位移改变位移获得变化的功获得变化的功实验：探究功与物体速度变化的关系实验：探究功与物体速度变化的关系 科学过程、理性思维科学过程、理性思维实验实验方案方案设计设计功的测量功的测量速度测量速度测量橡皮筋法橡皮筋法重力法重力法位移相同力不同位移相同力不同力相同位移不同力相同位移不同水平牵引水平牵引斜面下滑斜面下滑打点计时器打点计时器光电门光电门实验：探究功与物体速度变化的关系实验：探究功与物体速度变化的关系 科学过程、理性思维科学过程、理性思维思路：用用1 1条、条、2 2条、条、3 3条条橡皮筋弹射橡皮筋弹射小车，得到对应的几小车，得到对应的几个速度（用打点计时个速度（用打点计时器）作出器）作出Wv图象。图象。数据处理：W v、W v2、W v3、W 实验：探究功与速度变化的关系实验：探究功与速度变化的关系 科学过程、理性思维科学过程、理性思维背背景景：已已知知重重力力做做的的功功跟跟重重力力势势能能、弹弹力力做做的的功功跟跟弹弹性性势势能能的的变变化化关关系系，若若不不考考虑虑势能，外力对物体做功产生什么效果？势能，外力对物体做功产生什么效果？实实验验探探究究后后初初步步得得出出：外外力力对对静静止止物物体体做做的功跟物体获得速度的二次方成正比。的功跟物体获得速度的二次方成正比。动能和动能定理动能和动能定理 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 理论推导：分 析：就就 是是 我我 们们 寻寻 求求 的的 动动 能能 表表 达达 式式。称为动能定理。称为动能定理。特特点点：把把动动能能表表达达式式和和动动能能定定理理捆捆绑绑在在一一起起提提出出来来，比比较较符符合合逻逻辑辑，也也印印证证了了实实验验探探究究的的结结果果。它它是是功能关系的又一次渗透。功能关系的又一次渗透。动能和动能定理动能和动能定理 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 直接经验与逻辑分析缺一不可。人的认识不是直线式的。将实验探究的思路和成果转化成一个理论性课题。人教版高中物理新教材简介人教版高中物理新教材简介新旧教科书对比新旧教科书对比优化理性思维的训练曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维原教材曲线运动速度方向的教学设计原教材曲线运动速度方向的教学设计列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上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的水滴沿圆周切线飞出的事例得得出出结结论论：做做曲曲线线运运动动的的质质点点经经过过某某位位置置的的速速度度方向，在曲线过这点的切线方向上方向，在曲线过这点的切线方向上。讲解有关例题，布置有关习题。讲解有关例题，布置有关习题。曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维人人民民教教育育出出版版社社物物理理室室曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维新教材曲线运动速度方向的教学设计新教材曲线运动速度方向的教学设计 观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。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怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？速度方向？演示实验：通通过过钢钢球球在在具具有有任任意意曲曲线线形形状状的的导导轨轨内内的的运运动动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。把“过程”的设计落实到对学生学习行为的设计上来。曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维 钢钢珠珠由由轨轨道道的的一一端端滚滚入入，在在轨轨道道的的束束缚缚下下按按轨轨道道的的形形状状做做曲曲线线运运动动。在在轨轨道道的的出出口口A 处处放放一一张张白白纸纸，蘸蘸有有墨墨水水的的钢钢珠珠离离开开轨轨道道后后在在白白纸纸上上留留下下一一条条运运动动的的痕痕迹迹，它它记记录录了了钢钢珠珠在在A 点点的的运运动动方向。方向。取取去去一一段段短短轨轨道道，钢钢珠珠的的轨轨道道出出口口改改在在图图中中B 处处，同同样样的的方方法法可可以以记记录录钢钢珠在轨道珠在轨道B 点的运动方向。点的运动方向。钢珠运动轨迹跟曲线有什么关系？钢珠运动轨迹跟曲线有什么关系？演示演示 曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维理论分析：渗透极限的思想。由平渗透极限的思想。由平 均速度过渡到瞬时速度均速度过渡到瞬时速度。AB得出结论：做做曲曲线线运运动动的的质质点点经经过过某某位位置置的的速速度度方方向向，在在曲曲线线过过这这点点的切线方向上。的切线方向上。曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维实践体验：做做一一个个显显示示抛抛体体运运动动速速度度方方向向的的“飞镖飞镖”。(1)(1)观察在空中速度方向的变化；观察在空中速度方向的变化；(2)(2)观察飞镖插入泥土时的入射角。观察飞镖插入泥土时的入射角。曲线运动速度方向曲线运动速度方向 科学过程、理性思维科学过程、理性思维意识很难通过集中灌输来建立。新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成。实践活动：按图制按图制作飞镖，抛出后观作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的察飞镖飞行方向的变化和落地时插入变化和落地时插入泥土的方向。泥土的方向。