高中物理第一册2.docx
- 文档编号:5357518
- 上传时间:2022-12-15
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:23.04KB
高中物理第一册2.docx
《高中物理第一册2.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理第一册2.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中物理第一册2
高中物理第一册《第五章 曲线运动》教材分析与教学建议
金陵中学 张政宗
一.教材结构和地位
运动和力的关系是力学的主题,研究力学最基础知识和核心规律已在教材的前三章作了初步的阐述,因此,力学体系的知识框架、分析方法已具雏形。
《曲线运动》与前三章构成了派生和包容的关系。
《曲线运动》是牛顿第二运动定律在研究不同运动形式的扩展和延伸,将进一步加深对速度、加速度及其关系的理解,加深对牛顿运动第二定律的理解,提高应用牛顿运动定律分析和解决实际问题的能力。
学生认知结构中已具备了同化这章新知识、新概念的支撑点。
二.教材特点
新概念的获取,应具备三个主观条件:
具有有意义学习的心向,即学生积极主动地将新知识与他知识结构中原有的知识加以联系;学生认知结构中必须具有适当知识,以便与新知识联系;学生必须积极主动地使这种具有潜在意义的新知识与他认知结构中有关知识发生相互作用。
概括说,学生作为学习的主体,应有学习的兴趣,具有学习新知识的知识基础,同时要主动积极地动手、动脑、动口参与学习过程中。
教材体现了这种新的教学理念,以人为本,关注学生心理认知的发展,具有鲜明的时代性和可操作性。
1.激发学生的求知欲望和探究心理
教材一反过去“严谨”“学究”的面孔,改变传统教材中单纯传播知识的功能,增强了趣味性、探索性,教材编写不拘一格。
设立的“实验”、“阅读材料”、“思考与讨论”、“做一做”、“旁批”等栏目,依照学生的心理认知的发展和教材内在的逻辑结构,与正文的分析论述有机配置,交相辉映,且图文并茂,令人赏心悦目。
教材加强了实验,除了课文中必做的6个演示实验、一个学生实验外,还介绍了“做一做”两个小实验,而与教材配套的录像带,还介绍了教学和实验室中不易观察的现象和实验过程。
这既体现了学科特点,又利于培养学生的动手动脑能力,新增加的许多新栏目,非常有利于开阔学生的眼界。
这章例题及编拟的习题,异常关注学生身边熟悉的许多生活、生产的实际问题,拉近了学生和“物理”的距离。
如火车转弯,汽车过拱桥,飞机俯冲、投弹,洗衣机的脱水筒,离心器,以及教参上的荡秋千,跳台滑雪,双人花样滑冰等,使学生将理论知识同生活、生产实际密切联系起来,必将激发他们对科学的探究心理。
2.注意新旧知识的铺垫和呼应;注重物理过程、物理情景的分析
教材注意新旧知识的铺垫,注意初高中知识的衔接。
《平抛物体的运动》充分利用了运动合成和分解的方法,将一个较为复杂的曲线运动分解为很熟悉很简单的两个直线运动,进而用牛顿第二运动定律定量描述,最后再用实验验证。
《匀速圆周运动的实例分析》《离心现象及其应用》这两节从内容到例题的编拟,都有一定的寓意,都很强化力学体系已学过的主干知识在新知识、新情景中应用。
突出对思路的分析及解决问题的方法。
这里的主干知识就是力的概念的认识、受力分析方法、矢量合成分解法、运动和力的分析方法、牛顿运动的三个定律和匀变速直线运动的规律。
教材这样前后知识的有机衔接、铺垫、讲清问题的来龙去脉,不仅有利于学生知识结构的完善,而且在这样知识体系的潜移默化的熏陶中,培养分析、解决问题的能力。
教材更加注重由易到难,由简到繁,更符合学生的认知规律。
《运动的合成和分解》删去原教材中学生不熟悉的渡船问题,改用蜡块在水平移动的玻璃管上浮的演示实验,引导学生观察,得到运动合成和分解规律,非常直观,易为学生接受理解。
向心加速度公式,教材是直接给出的。
其公式的推导过程由阅读材料说明。
教材首先通过向心力演示器,引导学生观察、思考向心力大小与那些因素有关,在得到F=mrω2后,再引入牛顿第二运动定律
F=ma,这样很自然得到向心加速度公式a=rω2,教材作这样的淡化处理,在认知的逻辑上是可以接受的,学生也好理解。
这种处理,降低了学生学习新知识的困难,符合学生认知发展规律。
3.重视基本规律、基本方法的归纳及应用。
这章内容的另一个特点是应用性强、联系广、热点多。
教学时时应充分注意前后知识的联系,重视基本规律、基本方法的归纳及应用。
三.教学要求和实施建议
1.全章教学要求
本章在直线运动的基础上,以平抛运动和匀速圆周运动为例,研究物体做曲线运动的条件和规律,学习研究曲线运动的基本方法:
运动的合成和分解。
了解并知道运动的合成和分解、曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向,且必须有加速度;理解并掌握平抛运动、匀速率圆周运动、线速度、角速度、周期、向心力、和向心加速度概念。
通过本章教学,使学生能进一步认识到:
牛顿运动定律对不同的机械运动是普遍适用的,并体会到,研究不同的运动要注意各自的特点,对具体问题进行具体分析,要学会将知识在不同情况下进行迁移和灵活应用。
2.单元课时划分
本章可划分三个单元,共12课时。
第一单元《曲线运动》1课时;第二单元《运动的合成和分解》1课时,《平抛物体的运动》2课时;第三单元《匀速圆周运动》2课时,《向心力,向心加速度》1课时;复习,1课时;测试讲评,2课时
3.教学设计建议
教材体现了现阶段高中生认知结构的状况,体现了教学中学生主体地位的确立,体现了学生主动积极地获取知识,完善认知结构的发展过程。
教材对应的课堂教学模式,理应留给学生更多的时间,更大的空间。
不论什么教学手段,都应根据学生的实际,调动学生学习的积极性,引导学生动脑、动口、动手,最终使学生乐学、学会、会学。
简言之,教师不能主宰课堂,不能包办代替。
这章内容的教学应充分利用学生已有的知识和方法,着力培养学生阅读自学能力,独立分析物理新情景,建立新概念的能力,以及实验观察动手能力。
在这一主体思想的指导下实施教学设计,这章知识结构大体可以分为两个类型:
一是新概念、新规律的建立,二是概念规律的应用。
(1)新概念教学的一般模式
① 实验探索建立概念
教材在研究《曲线运动》中速度方向和条件,《运动的合成和分解》“向心力”概念,“向心力大小与哪些因素有关”,都是在实验观察、探索的基础上建立的概念。
其教学过程的模式是:
先提出课题,进行猜想或提出假设,设计实验方案,实验检验,得出结论。
这里以《运动合成和分解》为例。
课题引入
[演示实验]蜡块在玻璃管内匀速上浮的同时随玻璃管一道水平匀速运动.
[提出问题]蜡块在空间运动的轨迹是什么?
是怎样运动的?
引导学生观察,讨论并得到:
蜡块斜向上运动;蜡块的运动可看成同时参与了两个不同方向的运动.
[学生阅读教材P84第一段]
[教师小结]给出分运动.合运动概念.明确蜡块沿玻璃管竖直向上的运动和随玻璃管做的水平方向的运动是分运动,蜡块实际发生的运动是合运动.合运动可以看成是上述两个分运动合成的结果.
运动的合成和分解
[提出问题]蜡块的两个分运动间是什么关系?
两个分运动和合运动间又有怎样的关系?
[演示实验] =1\*GB3①让玻璃管竖直固定,观察蜡块匀速上浮过程,记下蜡块到管口的位移S1和时间t1. =2\*GB3②在蜡块匀速上浮过程的同时,玻璃管水平匀速运动;在蜡块上升到管口时记录运动时间t2.玻璃管位移S2及蜡块空间位移S.
[分析讨论]通过实验观察.数据分析.由同学得到结论:
=1\*GB3①合运动与每一个分运动所用时间相同(运动的等时性)
=2\*GB3②每个分运动彼此独立互不干扰(运动的独立性)
=3\*GB3③位移和速度都是矢量,分位移和分速度的合成遵从平行四边形定则
引导学生作出蜡块运动过程位移和速度矢量合成的示意图,进一步明确矢量合成的平行四边形定则.
[巩固应用]让学生看例题2,由学生得出:
运动分解是运动合成的逆运算,同样遵从平行四边形定则.
用分运动的性质判定合运动的性质和轨迹
[提出问题] =1\*GB3①两个不同方向的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动,为什么?
=2\*GB3②如果水平加速移动玻璃管,蜡块将做什么运动?
其运动轨迹是怎样的?
[实验演示]蜡块匀速上浮的同时随玻璃管做水平加速运动.用动画课件再模拟上述实验,在不同时刻定格观察蜡块在空间的位置.
引导学生分析:
合运动的性质和轨迹由初始合速度方向和合外力方向决定.
小结
两个直线运动的合运动可以是直线运动,反过来一个曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动.这样通过较简单的直线运动的分析,就可知道作为合运动的曲线运动的规律.下一节我们将用这种运动分解的方法研究平抛运动.
=2\*GB3②理论分析建立概念
《平抛物体的运动》,教材知识的结构为研究这两个课题的研究铺平了道路。
从理论角度通过分析,得到了平抛运动的规律。
再用实验给予验证。
这种教学程序的编排,对学生思维能力有很强的启发,能弄清问题的来龙去脉,在原有的认知结构同化新知识的过程中,使认知结构更加精细,更有层次,更为丰满。
这种教学模式在高中课堂教学中是必要的。
(2)概念应用教学的一般模式
这章内容集中了两节概念应用课,有《匀速圆周运动实例分析》《离心现象及其应用》这两节课突出概念应用的具体问题分析的一般思路、一般方法。
建议精心设计问题,指导学生阅读,通过讨论,最大限度地发挥学生的主体作用,获得分析问题,解决问题的思路和方法。
其教学过程的模式是:
设疑激趣,指导自学,讨论答辩,启发释疑,课后小结。
以《匀速圆周运动实例分析》为例。
课题引入复习:
匀速圆周运动的特点是什么?
作匀速圆周运动的向心力是什么力?
学生阅读、思考、讨论
1.引导学生自己看例题并思考:
两道例题具体研究的问题是什么?
在分析问题的过程中,;两道例题有哪些相同之处?
讨论分析由同学自己总结:
=1\*GB3①研究对象 =2\*GB3②运动状态分析
=3\*GB3③受力情况分析 =4\*GB3④列出动力学方程,合力即为向心力
(体会怎样读书,将教材具体的物理情景抽象.概括为一般的思路分析)
2.问题思考:
例1中若火车行驶速度v等于、大于、小于规定的速度v规,火车内、外轨对轮缘的侧压力如何?
从例2中可以看出,汽车行驶的速度越大,汽车对桥的压力越小。
试分析一下,当汽车的速度不断增大时,会有什么现象发生?
由上面分析汽车通过凸形桥的思路再分析汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。
这时的压力比汽车的重量大还是小?
同学交流讨论,明确:
=1\*GB3①正确对研究对象进行受力分析,明确向心力来源,求出指向圆心的合外力(向心力)。
=2\*GB3②理解合外力(向心力)与向心加速度、速度的关系,在具体分析中要明确哪些物理量是常量,哪些物理量是变量。
明确向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。
巩固应用
再给出不同情景的例题引导学生自己审题分析,进一步巩固分析和解题的思路
(根据学生具体情况,此题亦可用另一节课处理。
)
例题:
用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内作圆周运动,则下列说
法中正确的是 ( )
A.小球过最高点时,绳中张力可以为零
B.小球过最高点时的最小速度是零
C.小球刚好过最高点时速度是
D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反
在上例中,把绳子换成细杆时,则正确答案是 ( )
引导同学思考细绳、细杆的受力是两类不同的物理模型;小球过最高点时最小速度的临界条件—受力分析,小球过最高点时速度的变化对这两类不同模型所受的弹力有怎样的变化。
由同学讨论、分析得到结论。
教师小结:
强化解题过程中动态的受力分析和运动分析,这是分析临界条件的基本思路。
四.重、难点处理
1.运动的合成和分解
(1)实质:
运动是位置随时间的变化,通常用位移、速度、加速度等物理量来描述,所以运动的合成与分解实质就是对描述运动的上述物理量的合成与分解。
(2)定则:
由于描述运动的位移、速度、加速度等物理量均为矢量,运动的合成和分解也遵从“平行四边形定则”。
位移是一个纯空间量,速度与加速度则反映了时间和空间的关系。
在实施运动的合成与分解时,只是借助平行四边形定则将描述运动的上述物理量中所反映的空间部分进行合成与分解。
而对上述物理量中所包含的时间因素却无法合成与分解,这是分运动和合运动具备“同时性”特征的基础。
(3)运动分解和力分解在效果上是本质不同的分解,虽然都遵循平行四边形定则。
2.已知两个分运动性质和特点,如何判断合运动的性质和轨迹
引导学生将每个分运动的初始速度合成,加速度合成,最终依据初始的合速度和合加速度方向判定
3.平抛物体,其位置和速度如何随时间变化、轨迹如何形成?
在《运动的合成和分解》教学中,要使学生理解分运动和合运动的关系,在平抛运动分析时,可用假设法归纳平抛运动规律:
假设物体刚抛出的瞬间不受重力的作用,物体将会沿水平方向以初速度V0做匀速直线运动;假设物体没有V0,则物体在重力作用下做自由落体运动。
事实上,上述两方面的假设是不可能的。
做平抛运动的物体既具有初速度V0,又要在重力作用下运动。
因此平抛运动的物体将参与两个方向的运动。
这里最好用计算机设计飞机投弹的动画软件为学生模拟演示,通过慢动作及定格处理,运用运动分解法,注意观察弹在空间位置的变化。
4.向心力概念的建立
将教材“做一做“的小实验改做课堂分组实验,让学生对向心力有切身感受,实验时并提出问题,让同学思考:
小球受到什么力?
拉力方向有何特点?
一旦绳断或松手,球又如何?
并依次改变转动角速度、半径、小物体的质量,体验一下手拉细绳的力如何变化。
最后再引导学生例举生活实例说明向心力的来源,并说明向心力是合力,是效果力。
5.自行车在水平面转弯的向心力是什么力提供的?
自行车在转弯时向心力的来源有几种说法:
一是由于车身倾斜,重力不通过支点,而将重力分解为沿水平方向的分力和沿车倾斜方向的分力,因为沿车身方向的二力平衡,故重力在水平方向的分力提供了转弯时所需的向心力。
另一种说法与此类似,不过认为是向心力是重力和沿车身倾斜方向的支持力的合力。
这两种说法的共同点是地面的支持力不再像平直前进时那样竖直向上,而是斜向上了,这种说法是错误的,因为水平地面对车的支持力总是竖直向上的,支持力方向不会因为车身的倾斜而改变。
正确的说法是:
当转动把手迫使自行车转弯时,由于惯性,车有向弯道外侧移动的趋势,因而路面对它产生了一个指向内侧的静摩擦力。
正是因为这个静摩擦力提供了转弯时所需的向心力。
6.离心现象
离心现象一般是因为物体做匀速圆周运动时的速度增大时,所需要提供的向心力
也要增大,这是物体受到的附着力,或摩擦力,小于所需的向心力,不足以维持在原轨道上运动,产生一种离心倾向。
而不是有个什么离心力大于向心力的缘故。
7.两种曲线运动的比较
高中物理所介绍的平抛运动和匀速圆周运动,实际上分别代表着加速度恒定的“匀变速曲线运动”和加速度不断变化的“变加速曲线运动”这两类不同的曲线运动。
(1)受力特征的比较。
平抛运动中,物体只受恒定的重力mg的作用;
匀速圆周运动中,物体的受力情况较为复杂,就其效果而言,其合外力充当向心力,大小恒定:
方向则不断变化,但始终指向圆轨道的圆心。
(2)加速度特征的比较。
平抛运动中,物体在恒定的重力mg的作用下产生恒定的加速度g,因此平抛运动是加速度不变的“匀变速曲线运动”;
匀速圆周运动中,物体受到的合外力F向大小恒定、方向不断变化,因此产生的向心加速度a的大小恒定,方向不断变化,但始终指向圆轨道的圆心,因此匀速圆周运动实际上是加速度变化的“变变速曲线运动”。
(3)速率变化特征的比较。
平抛运动中,由于物体所受的合外力(重力mg)除在开始时与速度方向垂直外,其余任意时刻均与之夹一个锐角,所以合外力(重力mg)将对物体做正功而使其速率不断增大;
匀速圆周运动中,由于物体所受的合外力(向心力F向)始终与速度方向垂直,所以合外力(向心力F向)对物体不做功,物体的速率均保持恒定。
(4)速度变化特征的比较
平抛运动中,由于物体的加速度g和合外力mg均恒定,所以在任意相等的时间间隔内,物体的速度的增量均相等,
匀速圆周运动中,由于物体的加速度a向 和合外力F向均具备着“大小恒定、方向变化”的特征,所以在任意相等的时间间隔内,物体的速度的增量相应也都具备着“大小相等、方向不同”的特征,
5)分析方法的比较
对于平抛运动这类“匀变速曲线运动”,一般是“在固定的坐标系内正交分解其位移和速度”。
对于匀速圆周运动这类“变加速曲线运动”,一般是“在运动的坐标系内正交分解其力和
加速度”
五.几个注意问题
1.由于这章的知识决定了前三章知识的重要,从实际效果来看,学生已有分化现象,因此要及时做好差生的查漏补缺工作,防止新的知识分化。
2.教学活动应以学生为主,即学生要参与到课堂教学中,启发他们思维,尽量让错误和问题在课堂上暴露出来;有的课虽然以讲解为主,但仍要赋予启发性、思考性。
3.习题练习应以教材为主,适当参考教辅资料。
根据学生实际状况对教辅资料一定要有选择,有些过难的题、错题应及时告知同学,否则练习适得其反。
相关文章:
Cabri3D2009年5月21日
论文习作感受2009年5月21日
在Powerpoint中插入Cabri3D文件的方法2009年5月21日
平面的基本性质
(1)2009年5月21日
《导数在研究函数中的应用》学案2009年5月7日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 一册