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【人教版】高一物理必修1教材介绍(朱霖/王文超)
  作者:朱霖/王文超   发布者:学科专家  发布时间:2012-02-03

    高一物理新课标教材总共有四章内容,依次是:第一章:运动的描述,第二章:匀变速直线运动的研究.,第三章:相互作用,第四章:牛顿运动定律。可以说这四章内容是环环相扣,紧密结合,安排的相当合理。第一章我认为主要介绍了一些物理概念;第二章主要介绍了公式,主要是匀变速直线运动的速度公式和位移公式;第三章主要介绍了工具,主要是受力分析方法.力的合成和力的分解;第四章主要是前三章内容的应用。

    下面结合一些资料谈一下我对物理必修1各章内容的认识。

    第四章:牛顿运动定律

    第1节:牛顿第一定律

    一些人不重视牛顿第一定律的教学,有两个原因,一是认为初中已经学过,二是认为牛顿第一定律实际上只是第二定律的一个特例。针对这种情况,本书用了较多的笔墨。

    首先,学习牛顿第一定律不只要明白定律本身说的是什么,还要了解人类进行探究的历史,本书对此做了比较详细的介绍。这种处理源于本书对过程与方法的重视。第二,指出牛顿第一定律在实际上定义了一个参考系,在这样的参考系中,不受力的物体将……这是牛顿时空观的基础。为了强调第二点,本书还引入了惯性参考系的概念。惯性系与非惯性系的差别,可以让学生阅读74页的“科学漫步”来自己学习。

    对于惯性系和非惯性系,要求很低,只要通过“科学漫步”有所了解就可以了。

    第2节:探究加速度与力、质量的关系

    这是一节学生实验课,它的写法与过去实验课的写法有很大的不同。

    书中没有给出确定的实验方案,要学生自己设计,但是给出了实验的基本思路。作为提示,书中还提醒注意两方面的问题:怎样测量(或比较)物体的加速度;怎样提供和测量物体所受的恒力。作为进一步的提示,还给出了一个案例,学生可以照办,这是最省事的办法,也是最低的要求,但最好能够自己设计出不同的方案。对于数据处理的方法也有提示。编者认为,给学生一定的自由度但又不撒手不管,这是提高学生实验和探究能力的较好途径。

    这个实验又一次要求用图象处理数据,即用曲线拟合测量点,找出规律。比过去麻烦的是,从最初的图象看,a与m的关系不是简单的线性关系,这就要尝试作出a-、a-……甚至a-等的图象,寻找合适的拟合曲线。如果用计算机来拟合就会方便得多,应该鼓励学生试一试。

    值得注意的是,这节课所做的工作不能叫做“探究牛顿第二定律”。牛顿定律不是通过一两次实验就能探究出来的,它是大量事实的总结,包括对天体运动的总结,而它的正确性更是由于其预言与事实的一致性才得到确认。

    第4节:力学单位制

    这节的教学思路与过去大致一样,学过之后,解题过程中就可以不把单位写在算式里了。但这不是本节的主要教学目的。通过这节的学习,学生应该体会到,物理量是由数值和单位两部分组成的,二者缺一不可。运算时,数值有加减乘除,单位也要参加运算,只是在一定的单位制中我们可以事先知道单位运算的结果,所以运算过程可以省略。

    根据这个道理,可以用单位间的关系查出运算中的错误。85页的“说一说”就是一例。

    第5节:牛顿第三定律

    87页用传感器研究作用力与反作用力的关系,能演示两个力的动态关系,效果比过去的实验更好,应该创造条件去做。

    88页“说一说”是一个开放性的问题,同学们可以各抒己见。这里没有采用拔河的例子,是因为拔河的胜负还涉及脚与地面之间的作用力,情景比较复杂。

    多数越野汽车可以分别由前轮或后轮驱动,甚至可以个轮同时驱动。有的车身上写“4-drive”、“4WD”或“4×4”,都是这个意思。

    第6节、第7节:用牛顿定律解决问题

    第6节讲的是动力学的两类问题,与过去的做法相同。

    第7节分为两部分,第一部分是从动力学的角度研究共点力的平衡,第二部分是用牛顿第二定律研究超重和失重。

    可能有人觉得在实际装置中不容易找到图4.7-2所示的简单结构,其实它也是一种理想模型。图4.7-1与图4.7-2的关系就像实际物体与质点的关系。这里我们假设图4.7-2中三个边都是直线,横着的是刚性轻杆,斜着的是无质量的软线,目的都是抓住主要矛盾,把实际物体简化。这是一个很重要的科学思想,教学中应该向学生说明。

    超重和失重的深入讨论应该涉及惯性力,课标对此的要求是“通过实验认识超重和失重现象”,是比较低的要求,所以有图4.7-7和93页例题的分析也就能够达到要求,也可以解决“问题与练习”中的相关问题了。

    有些人在讨论单个物体的运动时也常说物体所受的“外力”、“合外力”如何,言下之义,还有内力。然而,前面对于内力、外力并无定义。其实,对于质点,无所谓内力、外力,这种用法并不准确。因此本书只用物体所受的“力”、“合力”等说法,只在讨论动量的时候(选修3-5)才区分内力与外力,那时候将对内力与外力给出定义。

    学生实验

    这是学生实验的总论。这部分内容不仅指导整个高中阶段物理实验的学习,而且论述了物理实验的意义。它不宜作为一节课或几节课让学生学习,而应成为贯穿整个高中物理课程的内容,在学习的各个阶段都可以反复阅读,反复体会其中的含义。

    1.实验的重要性

     本书从两个方面论述实验的重要性。

     从物理学的发展来说,没有实验就没有物理学。书中举出了伽利略、法拉第、赫兹、吴健雄等人成功的工作作为例子。不但如此,学生还可以看到目前正在进行的,还很难说是否能够成功的例子(引力波的探测)。这是本书与过去的处理方式不同的地方。我们的科学课程不能只让学生看到科学的结果,还要让他们看正在进行中的科学。否则科学在学生的心中可能只是一些不变的教条。

    从物理课程的学习来说,中学生做实验的目的首先不是为了“巩固所学的概念和规律,练习实验操作方法”,而首先是为了“经历科学过程,体会科学方法,树立科学的价值观”,同时也是为了使学生“更加热爱科学,体验科学工作的乐趣”。我们的课程要超越单纯的功利目的,使学生在学习中享受到乐趣。

    2.怎样做好物理实验

    在这一部分,本书针对目前学生实验中存在的问题明确提出,做实验不仅要动手,更要动脑。操作技能固然重要,但科学实验,无论是科学前沿的实验还是学生所做的实验,它的成功首先还是智力劳动的成果。

    编者认为,学生中广泛存在的“凑数据”,甚至弄虚作假的现象,除了学习态度或者说做人的态度有问题外,还有另一层次的问题,即对科学理论与实际事物的关系的认识有偏差。多年来,我们的科学课程在学生中形成了绝对化和脱离实际的倾向。例如,研究物体的加速度与它所受力的大小的关系时,实际测量总会有误差,所绘的a-F曲线总不会精确地过原点。于是我们就盼望无限制地提高测量的精确度,学生在力求完美地过原点而又无法做到的情况下,难免想到一两个坏主意。如果我们认识到,任何测量的精度都是有限的,当我们提高测量精度后,对于是否过原点这个问题又有更高的标准来衡量……我们的心里就会比较坦然。当然,这样做有两个前提,一是实验的确是认真做的,另一个是,我们对科学理论的产生方式有正确的认识。从实验结果到科学理论的诞生,中间不是单纯的逻辑关系和简单的归纳关系。如果我们做了很多次实验,每次都几乎过了原点,那么,我们为什么不能得出这样的结论:在没有任何误差的情况下,a-F曲线将是一条准确地经过原点的直线?我们有什么理由拒绝这样简明而美好的结论呢?

    这里又一次涉及科学课程的三维目标。过去的课程忙于为学生填充知识、训练技能,顾不上琢磨怎样让学生去发现、去欣赏、去热爱。后者却是一个具有健全人格的人和具有创造性的人所必须具有的品质。

    课题研究

    我们建议每个学生在每册教材的学习中都进行一个课题的研究。这本书的后面以桥梁的研究为例做了介绍。课题研究的形式可以多种多样,可以通过实验研究某个问题,也可以通过社会调查收集资料进行研究,还可以自学某项与物理相关的理论知识。

    课题研究是学生发展自主学习、合作学习、探究式学习的好方式,书中的课题只是一个建议,师生可以另外选择其他课题用来研究。

    课外读物

    本书后面附有课外读物的书目,学生可以自找来阅读。它只是个建议,也可以阅读其他容易找到的图书。

    目前各种教辅图书比较多,有些写得比较好,读后可以加深课堂所学内容的理解。但是编者建议学生多读那些能够开扩眼界的读物,这从所列图书的内容简介就可以看出来。

 
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