PAGEPAGE5人教版高中物理必修②教材及必修模塊物理實驗分析黃恕伯2007.1.16第一部分：必修2教材分析和教學建議一、第五章機械能及其守恒1.新、舊教材章節結構對比新教材新教材第五章機械能及其守恒定律1追尋守恒量2功3功率

4重力勢能5探究彈性勢能的表達式

6探究功與物體速度變化的關系

7動能和動能定理8機械能守恒定律9實驗：驗證機械能守恒定律10能量守恒定律與能源原教材第八章機械能一、功

二、功率

三、功和能

四、動能動能定理

五、重力勢能

六、機械能守恒定律

七、機械能守恒定律的應用*八、伯努利方程

實驗：驗證機械能守恒定律·原教材以“功是能量轉化的量度”結論為理論基礎展開對動能、重力勢能的探討；·新教材從追尋守恒量入手，在逐步了解重力勢能和彈性勢能有關知識的基礎上，從實驗和理論兩方面探究功與物體速度變化的關系，得出動能和動能定理的表達式；·新教材增加“探究彈性勢能的表達式”，但對結論不作要求。2.對具體教材的分析（1）重力勢能、彈性勢能、動能與動能定理的教學線索新教材沒有采用對“功是能量轉化的量度”這一知識結論進行演繹的方式來討論勢能和動能，而是從重力做功的特點入手，講授重力勢能的意義及重力功與重力勢能的關系，再用相似的思維學習彈性勢能，在此基礎上，展開對動能表達式的探求，得出動能定理。對功和能的關系的認識是通過個例滲透不斷深入的，它比較符合人們對自然規律認識的邏輯。（2）動能表達式、動能定理知識的建立在探求動能的定量表達式時，動能表達式和動能定理是捆綁在一起討論得出的，既不是根據動能表達式推導出動能定理，也不是根據動能定理推導出動能表達式。而是根據功能關系的設想同時建立這兩個知識，不會造成邏輯上的混亂。（3）新增加兩節課文的教學目標“探究彈性勢能的表達式”和“探究功與物體速度變化的關系”是新增加的兩節課文，要把握這兩節課的教學設計，需要分析它們的教學目標。①知識上“探究彈性勢能的表達式”不要求學生掌握探究的結論，但本課始終貫穿著“物體克服彈力所做的功等于彈簧彈性勢能的增加量”這種認識，該認識是“重力功與重力勢能的關系”的延伸，也為下一個課題“外力功與物體動能關系”的學習進行了一次鋪墊和滲透。“探究功與物體速度變化的關系”是尋求動能表達式的實驗探究過程，下一節課“動能和動能定理”中的推導是尋求動能表達式的理論探究過程，通過這兩節課的學習，學生尋求到了動能的表達式，同時獲得了功與物體動能變化關系的結論。②過程與方法上“探究彈性勢能的表達式”是學生首次接觸到的一個理論探究課題，它讓學生經歷一次對“彈簧的彈性勢能跟哪些物理量有關”的科學猜想過程；讓學生經歷一次關于變力做功的分析過程，把“一個變化過程的極短時間可以看為不變”的思想，從速度的變化遷移到力的變化；讓學生經歷一次用圖象來處理變化過程的累積效果問題，把根據變速運動的v-t圖象求位移的方法遷移為根據變力移動的F-l圖象求變力的功；讓學生經歷一次根據理論探究的結果來概括物理結論的過程。“探究功與物體速度變化的關系”是一個實驗探究課題，在“探究的思路”小標題中，教材通過實驗方案的舉例和分析，培養學生設計實驗的能力；在“操作的技巧”小標題中，引導學生思考實驗設計中減小誤差的方法；教材引導學生探討正確處理實驗數據的方法；教材讓學生經歷一次通過圖象來確定個物理量之間定量關系的數據處理過程，體驗一下如何改變坐標軸的設定，使得繪制的圖象是一條直線。（4）對“探究功與物體速度變化的關系”實驗的分析和建議（此處略）。（5）關于“實驗：驗證機械能守恒定律”的寫法。新教材改變了原教材過分重視結果的寫法，通過四個“要注意的問題”，引導學生自主實驗。二、第六章曲線運動1.新、舊教材章節結構對比原教材原教材第八章機械能一、曲線運動

二、運動的合成和分解

三、平拋物體的運動

四、勻速圓周運動

五、向心力向心加速度

六、勻速圓周運動的實例分析

七、離心現象及其應用學生實驗：研究平拋物體的運動新教材第六章曲線運動1曲線運動2運動的合成和分解3探究平拋運動的規律4拋體運動的規律5圓周運動

6向心加速度

7向心力8生活中的圓周運動方法等內容進行統一的陳述，并在可能的情況下，介紹幾種不同的實驗裝置和方法，供不同師生根據自己的條件選擇合適的實驗方案。這樣做，有利于使學生重視實驗的科學思想，有利于學生對實驗的理解，有利于學生根據多種案例的啟發創造性地設計自己的實驗方案，避免死記實驗裝置、步驟的條文。2.有利于獨立思考、合作交流新教材改變了傳統教材圍繞“如何操作？會得出什么結論？”編寫實驗課題的風格，避免學生根據教材“按方抓藥”。新教材根據實驗的思路，邏輯性地提出一些問題，這種行文有利于啟發學生的科學思維，為學生學習過程中的獨立思考、合作交流創造條件。3.不同欄目的要求不同新教材的物理實驗有四種不同的層次。（1）以實驗名稱作為課文“節標題”的實驗項目。這些實驗，大多數是課程標準所明確要求的實驗項目，整節課文圍繞著該實驗進行，是學生必須完成的。以實驗作為課文節的標題，物理①、物理②兩個模塊各有3個。（2）“演示”欄目和“實驗”欄目中的實驗這是課堂上需要做的實驗，物理①、物理②模塊各有6個。一般來說，“演示”欄目中的實驗以教師操作為主，“實驗”欄目中的實驗應創造條件讓學生操作。這些實驗是知識線索展開中的有機組成部分，相關知識結論形成，需要這些實驗的支撐。（3）“做一做”欄目中的實驗這些實驗，其主要功能是應用、拓展、體驗和聯系實際，物理①、物理②兩模塊中共有十幾個，它們不是必須做的（其排版字體的字號比“演示”、“實驗”欄目中的小），但讓學生動手做這些實驗對提高學生的基本素質很有益。（4）“問題與練習”中的實驗這是練習題中實驗，題目不多，在老師布置下學生課外操作完成（也是小的字號）。物理①、②模塊中上述四種實驗列出如下：〔節標題〕——以實驗項目作為節的標題·實驗：用打點計時器測速度·實驗：探究小車速度隨時間變化的規律·實驗：探究加速度與力、質量的關系·探究功與物體速度變化的關系·實驗：驗證機械能守恒定律·探究平拋運動的規律〔演示〕和〔實驗〕·真空中羽毛和金屬片的下落（演示）·用打點計時器測重物自由落體加速度（實驗）·桌面的微小形變（演示）·水平桌面上木塊所受摩擦力大小隨拉力的變化（演示）·探究求合力的方法（實驗）·探究作用力與反作用力的關系（實驗）·曲線運動速度的方向（演示）·物體做曲線運動的條件（演示）·運動的合成——紅蠟塊的運動（演示）·平拋物體的豎直分運動是什么運動？（實驗）*·獲得平拋運動軌跡的參考案例（實驗）·用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式（實驗）〔做一做〕·設計、測量自行車的行駛速度和蚊香的燃燒速度、評估結果·借助傳感器用計算機測速度·用計算機繪制v-t圖象·利用光電計時器研究自由下落物體的運動（用圖象尋找x和t的關系）·用刻度尺測反應時間·用懸掛法確定薄板的重心·拆卸、安裝自行車的滾珠軸承·用傳感器探究作用力與反作用力的關系·利用數表軟件進行數據處理（功與速度變化的關系）·觀察斜拋飛鏢速度的方向跟軌跡的關系·感受向心力大小跟半徑的關系〔問題和習題〕·自制模擬打點計時器（物理①P27）·用一把刻度尺測量鋼球沿桌邊飛出的速度（物理②P44）·根據自行車的傳動機構和腳踏板的周期，寫出自行車前進速度的表達式，計算前進速度，并跟實測的結果對比。（物理②P47）二、具體實驗的分析和建議●探究功與物體速度變化的關系（1）實驗的設計思路實驗方案實驗方案設計功的測量速度測量相同位移，比較不同力——變換橡皮筋根數相同力，比較不同位移——小車受恒力作用用打點計時器用傳感器＋電腦水平牽引斜面下滑根據功的測量和速度測量的不同思路，