普通高中物理课标教科书(人教版)介绍

普通高中物理课标教科书（人教版）介绍

《必修1》第一章

一、内容概述

1.建立为描述物体的运动所必须有的几个基本概念：质点、参考系、坐标系、时刻、时间、位置、位移、速度、加速度及标量和矢量。

2.初步认识理想模型及其意义

3.理解速度：描述物理（质点）运动的状态参量之一；描述质点位置随时间变化的快慢和方向，即位置的时间变化率

4.理解加速度：描述物体（质点）速度变化的快慢和方向的物理量即速度的时间变化率

5.会测速度

二、重点、难点、疑点的分析与解读

1.为什么在《力学》中先学习“运动学”。

·亚里士多德：“不了解运动，就不了解自然。”

·伽利略把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肇启和标识，而这正是从对运动的研究中实现的。

·历史学家巴特菲《现代科学的起源》：“在我看来，过去15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。”

·对运动的研究必然导致对“力”的研究，但力实际上是一个极为抽象的概念，而且没有对物体运动状态及其改变的研究，就无法研究力。事实上，力的概念和量度是伴随牛顿运动定律才确定起来的。第一定律给出了力的概念，第二定律解决了力（和质量）的量度问题。牛顿第二定律并非是在有了力和质量的量度之后的纯粹意义上的实验定律。

·牛顿《原理》前言：“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——以运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。”

2.质点的概念与理想模型

·关于质点概念的理解：质点概念源于描述物体运动状态的复杂性

—“能否把物体看成质点，取决于物体的形状、大小对于所讨论的问题产生的影响是否可以忽略”

—“能否把物体看成质点，还取决于所研究的运动特性。例如，在研究刚体的平动时，尽管刚体是有形状、大小的，但由于刚体内各点的运动相同，因而可用刚体上任一点的运动作代表来描述”

—理论的自洽性要求两者不能互相否定

·质点概念的重要性还在于它的建立揭示了“理想模型”在物理学中的必要性和一般原则。建立理想化的物理模型，是进行科学抽象的一种重要形式，也是一种深刻的科学思想方法。它是一种抽象的理想客体，原则上只能在思维中才能实现。但没有它，科学将无法面对错综复杂的现实世界。一句话，没有理想模型，就没有科学。

3.参考系和坐标系

·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

·坐标系是参考系的数学抽象，体现一种一般性的科学方法

—把实际问题抽象成物理模型。坐标系也是一种模型。

—赋予物理模型一种数学表述。

—寻求物理问题的解答

4.位置、位移及其在坐标系中的表示

·采用科学中的通用符号表示“位置”和“位移”

—直线运动中：位置xi；位移xxi1xi

—“”的使用，便于区分物理量D及其变化量D。符号是科学中的一种语言，要善于运用

—当xxx0，且x00时（通常选t00时，x00），x也代表位移。

—在非直线运动中，位置暂用A、B、C……表示，位移用AB、BC…表示

·位移是矢量与矢量的一般概念：从位移讲矢量的直观性

5.速度与变化率

·变化率概念的普适性（科学漫步）

·速度也是一种变化率，是位置的变化率

·平均速度与瞬时速度的概念、区别与联系

—概念的理解与思维能力培养。芝诺悖论。

—没有平均速度就没有瞬时速度

—没有瞬时速度就没有科学的运动学

6.加速度与变化率

·加速度难在哪里？

—在日常生活中，对于运动物体可以问它走了多远，这是路程或位移的概念；还可以问它走得多快，这是速度的概念；但是在生活中，没有与加速度对应的词语。

·加速度也是一种变化率，是速度的变化率。从变化率去理解加速度是科学的，也是可行的。

·加速度教学中应注意的问题：加速度的方向（正、负）与速度方向（正、负）的关系；会用图示法画出v1、v2及v。

7.速度的测量

·两种方法

·平均速度和瞬时速度的“界限”？

《必修1》第二章

一、内容概述

1.从实验入手探究小车速度随时间变化的关系，并从中建立匀变速直线运动的概念

2.匀变速直线运动的规律：三个关系

3.自由落体运动的研究及其在物理学发展中的地位和意义

二、重点、难点和疑点的分析与解读

1.一种新的研究思路

vtv0t，再假定a不变的情况下，从公式变形得出vtv0at

·不是根据平均加速度的定义

a·研究一种实际运动：小车在重物牵引下的运动

—测量在一系列时刻t的一系列速度v，作出vt图

—发现vt图为一斜直线

—从vt图求a，发现a不随t而变，从而定义匀变速直线运动

—求斜直线方程，得出vtv0at

1xv0tat22（此法有逻辑倒置之嫌）而是从匀速直线运动中的xvt相·不是从xvt出发，求得

当于vt图线下的“面积”获得启发，遵循“化整为零，以恒代变；积零为整，再取极限”的方法，

1xv0tat22求得。

·进而求得

2vt2v02ax

·此种研究的特点

—本质上是一种科学探究

—提供了一种研究变量问题的典型思维方式和方法

—既有过程又有方法，既有行为，又有思维。实验观察能力和理性思维统一于一个科学问题的

解决之中

2.自由落体运动的教学

·不能认为只是匀变速运动的一个特例

·自由落体运动的表层教学

—概念

—性质及规律

—g之特点

·自由落体运动的深层意涵

—落体运动司空见惯，何以成为物理学的源头之一

—智慧博学如亚氏者，何以铸成大错，且一错近二千年。可悲的是谁？可怕的是什么？

—伽利略的高明之处是什么

—自由落体运动的研究在科学史中的地位、作用和意义

—自由落体运动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？

3.伽利略的科学生涯给予物理教学的启示

·离开引向研究结果的发展本身去把握结果，就几乎等于没有结果

·在科学前进的道路上，永恒的是思想而不是结果

·高斯的绰号：数学之狐

·麦克斯韦谈安培与法拉第

·教师不能成为“科学之狐”

·温伯格谈“科学的科学”

·伽利略对科学的贡献

—倡导新的科学思维和研究方法：认为自然界是一个有秩序的服从某种规律的整体，要了解它，就必须进行系统的、定量的实验观察，找出精确的数量关系。为此，他倡导了教学与实验相结合的

研究方法。

—展现了这种方法的一般步骤：（1）先从现象中提取主要的直观认识，并用数学公式表示出来，以建立量的概念；（2）从公式出发，根据数学导出（另）一易于为实验证实的数量关系；（3）通过实验证实（或证伪）这种关系。

—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。

《必修1》第三章

一、内容概述

1.四种基本相互作用与几种常见力的基本特征

2.力的合成与分解

3.深化对矢量的认识

二、重点、难点和疑点的分析与解读

1.一个基本观念：自然界的四种基本相互作用决定了物质世界的一切过程

2.力是一个抽象的概念

·物体间相互作用的方式是多种多样的，其内部机制也是复杂微妙的

·牛顿的高明之处在于把物体间复杂多样的相互作用抽象为一个“力”

3.教科书中引入四种基本相互作用的思路与要求

4.四种相互作用的统一之路

·麦克斯韦与爱因斯坦·温伯格、格拉肖、萨拉姆·施瓦茨、格林（弦）·威腾（膜）

5.力的合成与分解的本来意义

·从本来意义上说，力的合成源于力的叠加原理，或说力的独立作用原理。有些教科书，如北师大漆安慎的《力学》中写道：“有一条经验定律：如在一质点上同时作用几个力，则这些力各自产生自己的效果而不互相影响，叫做力的独立作用原理。”

·力的叠加原理之所以存在，还源于牛顿第二定律以及作为矢量的位移、速度和加速度的可叠加性，它们的叠加都遵守平行四边形法则。鉴于牛顿第二定律Fma中，F与a成线性关系，这就保证了力的矢量性及可叠加性，从而许可在解决实际力学问题时对力F实行合成与分解。如果牛顿第二定律不是这种线性关系，力的叠加原理不再成立，力的合成与分解不再有意义。

6.力的合成与分解的实际教学

在讲授牛顿第二定律之前，力的合成与分解的教学只能按现行教科书的讲法进行，但要注意几点：

·两个或多个力作用在一个质点上产生一个效果，而不再是两个力单独存在时的效果

·作用在质点上的一个力只能产生一个效果，这个效果是也只能是使该质点产生加速度

·一个力可以按平行四边形法则分解为两个分力，以方便问题的解决，但说“作用在物体上的一个力往往产生几个效果”则是不正确的。举例说明之。

必修1》第四章

一、内容概述

1.牛顿第一定律与三个概念

2.在探究加速度与力和质量关系的基础上认识牛顿第二定律

3.牛顿第三定律及其意义

4.牛顿运动定律应用举例

二、重点、难点和疑点的分析与解读

1.牛顿第一定律的认识

·一个不亚于日心说的科学革命

·牛一律表述简短而内涵丰富：引发出的几个问题

—采用什么物理量来描述物体的运动状态，以使运动状态的改变具有明确的意义（运动之量）

—采用什么物理量来表（体）现他物的作用，以使这种作用与运动状态的改变之关系有一个明确的定量表达（力）

—物体具有保持自己运动状态不变的内在属性，是否可以用一个物理量给予量度（惯性及惯性质量）

—牛一律对哪个参考系而言（惯性系与非惯性系）

·牛顿第一定律与引力定律的确立

·牛顿物理学的基石，力学的第一原理

2.牛顿第二定律的几个内涵

·牛顿第二定律的实验基础

—a之产生是由于F之存在：Fa

—同一F，a之大小与物之惯性大（m）有关：ma

·牛顿第二定律的人为约定：解决F和m的量度问题

—选择标准物理（P），设其惯性大小为m0，作用一系列F，当aa0时，F0m0a0；a2a0时，

F2F0……约定了F与a为线性关系，且方向一致，即Fa

—选择作用一系列物体m,当为反比关系

F0aa0时，其物

mm0；

aa02时，其物m2m0……约定了m与aaFmm，但这个关系对其—解决了F和的量度问题，是以对标准物体P的选定为基础约定了

他物体都成立吗？

·牛顿第二定律的客观性问题：不是一个纯粹意义下的实验定律，却是一个客观的规律

aFmm。 —用已经被量度过的任意F作用于已被量度过的任意物体（），所得结果均有

—爱因斯坦谈科学中的约定：“约定是我们精神的自由活动的产品，但自由并非任意之谓，它要受到实验事实的引导和避免一切矛盾的限制；约定是我们强加于科学的，并未强加于自然界……约定有巨大的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实验上升到原理时，则更加显著。”

·牛顿第二定律的教学

—实际上只做第三个方面

3.牛顿第三定律的认识

·牛一为基石，牛二为核心，牛三为支柱

·牛三律与动量守恒定律相联系

dm2v2dm1v1F21dt；dt；F12F21

—

F12—

mviii0

·牛三律的广义现代模式

—任何影响其他事物的物质客体都会受到那个事物的影响

—“时空告诉物质怎样运动；物质告诉时空怎样弯曲”