高中物理必修一弹力

高中物理必修一弹力（共6篇）

1.高中物理必修一弹力 篇一

1.1 知识与技能：

知道形变和弹性形变，能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变。

知道弹力及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向。

知道胡克定律的图象的意义，掌握利用图象法计算劲度系数的方法。

1.2过程与方法 ：

根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力。

通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力。

知道实验数据处理中常用的方法，尝试使用图象法进行处理数据。

1.3 情感态度与价值观 ：

真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微小形变的过程中，体会放大法的实验思想，感受学习物理的乐趣。

通过学习弹力在生产和生活中的应用，发展将知识服务于人类的愿望。

从任何物体都能发生形变入手，培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。

2.高中物理必修一弹力 篇二

一、对高中物理新课程理念的理解

1. 在课程目标上注重提高全体学生的科学素养。

这是义务教育阶段物理教育目的的延续, 即高中物理课程的教育目的仍然侧重于提高全体学生的科学素养。尽管高中物理教育已不属于义务教育, 但仍属于基础教育, 因此提升全体学生的科学素养仍然是高中物理课程肩负的主要责任。高中物理课程仍然需要从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面培养学生, 为学生的终身发展、使其今后能应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。

2. 在课程结构上重视基础, 体现课程的选择性。

普通高中物理课程仍然是基础教育课程, 因此课程的基础性非常重要, 在建构高中物理课程时, 应该考虑到全体高中学生的学习需求, 确定基本的必修课程。但是, 高中物理课程不同于义务教育阶段的物理课程, 它不仅应考虑到全体学生的共同发展, 而且还应根据学生的学习兴趣、发展潜能和今后的职业需求构建不同类型的选修课程, 为学生提供选择的空间, 促进学生自主地、有个性地发展, 培养学生的人生规划能力。

3. 在课程内容上体现时代性、基础性、选择性。

高中物理课程内容需要加强与社会进步、科技发展的联系, 而且还应反映科技进步带来的如环保、可持续发展等社会热点问题, 体现课程的时代性。另外, 还应注重课程内容的基础性, 注重让学生学习对其终身发展有用的基础知识与技能, 学习基本的研究方法和科学思想, 养成一定科学态度与科学精神。课程的选择性不仅体现在课程结构上, 而且还体现在课程内容上, 给予学生一定的自由空间, 让其选择学习自己感兴趣的物理内容。

4. 在课程实施上注重自主学习, 提倡教学方式多样化。

在义务教育阶段的科学探究, 需要教师较多的指导和帮助, 而高中阶段则应给学生更多的空间, 让学生较独立地进行科学探究, 培养学生的自主探究、自主学习、自己解决问题的能力。课堂教学应该是多种教学方式的结合, 注意通过多样化的教学方式, 让学生学习物理知识与技能, 具有一定的科学探究能力, 养成一定的科学态度与科学精神。

5. 在课程评价上强调更新观念。

促进学生发展课程评价应始终围绕课程培养目标进行, 不仅评价学生掌握的知识与技能, 而且还应评价学生经历的过程与学得的方法, 评价学生形成的情感态度与价值观等。注重评价内容的多元化, 评价方式的多样化, 促进学生发展。应改革教学评价, 推动教师积极投入课程改革, 发挥教师的创造才能。

二、对高中物理必修模块的认识

1. 必修模块的构成。

高中物理由过去的第一册、第二册、第三册共3册教材, 变为现在分模块设制的共同必修2个模块、选修I系列2个模块、选修Ⅱ系列3个模块、选修Ⅲ系列5个模块共12个模块对应的12册教材。教材的巨大变革, 势必将对高中物理教学带来深刻的影响。在教学实践的过程中, 由于广大教师都是首次实施模块教学, 难免出现各种困惑和疑问:教学时间的安排、教学内容之间的衔接?学生对内容的掌握有何不同?学生在学习共同必修后, 如何在选修1-1、2-1和3-1中选择一个必修模块?模块教学与以往的单元教学有何不同?模块中的几个主题的关联度如何?如何根据主题来开展教学?在模块教学的方法上有哪些规律?模块教学有哪些优势?在实施中又存在那些困难?如何发挥模块教学的优势, 克服模块教学中出现的问题和困难等问题, 促进学生的全面发展等, 都是值得深入研究的课题。因此, 为了能尽快找到适合高中物理新课程模块教学的规律, 使高中物理教师适应新课程的模块教学, 就很有必要对高中物理新课程进行实践研究。

2. 对有关概念的理解。

“模块”:“模块是基于明确的教学目标, 围绕某一特定内容, 整合学生经验和相关内容, 所构成的相对完整的学习单元”在普通高中新课程中, 模块是构成科目的基本单位。以往的高中物理教材, 基本上是按照“力学、热学、电学、光学、原子物理”的框架统一编排的, 有很强的逻辑性和系统性, 文科学生和理科学生都比较系统的了解了物理学各领域的基础知识。高中物理新课程则是将高中物理知识划分为12个模块, 其中, 必修2个模块、选修设三个系列10个模块。高中物理新课程体现了很强的选择性和多样化, 学生可根据自己的情况选修相关模块。

“教学”:一般意义上, 教学是指以课程内容为中介的师生双方教和学的统一活动, 它包含教师教和学生学两个方面。这里所讨论的“教学”主要是指基于模块下教师课堂教学中引起、维持或者促进学生学习的所有行为。

3.高中物理必修一弹力 篇三

力

弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。查字典物理网为大家推荐了高一级物理必修一第三章课后练习题及答案，请大家仔细阅读，希望你喜欢。

1.下列关于弹力的说法正确的是()

A.只有弹簧才有可能施加弹力

B.施加弹力的物体一定有形变

C.物体的形变越大(弹性限度内)，产生的弹力也越大

D.形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大

解析:有弹力必有形变，弹力的大小不仅跟形变的大小有关，还跟劲度系数有关，不同的材料，其劲度系数是不同的。答案:BC

2.关于弹性形变，下列说法正确的是()

A.物体形状的改变叫弹性形变

B.一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变

C.物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变

D.物体受外力作用后的形变叫弹性形变

解析:所谓弹性形变就是发生形变的物体撤去外力后，能够恢复到原状。

答案:C

3.(广东广州模拟)下列关于弹力产生的条件的说法中正确的是()

A.只要两个物体接触就一定产生弹力 B.只要两个物体相互吸引就一定产生弹力

C.只要物体发生形变就一定产生弹力

D.只有发生弹性形变的物体才能产生弹力

解析:弹力是接触力，因此要有弹力产生两物体必须接触，故选项B不正确。当物体互相接触但不发生形变，即虚接触，物体之间也无弹力，选项A错误。当物体发生了形变，但不恢复形变，也无弹力产生，只有当物体发生弹性形变时，物体之间才会有弹力。选项C不正确，选项D正确。

答案:D

4.一弹簧测力计的量程是10 N，刻度的总长度是5 cm，该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是()

A.200 N/m B.2 N/m C.50 N/m D.5 000 N/m

解析:知道最大弹力和最大伸长量，利用胡克定律f=kx即可求出。答案:A

5.一辆汽车停放在水平地面上，下列说法正确的是()

A.汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了向上的形变

B.汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变

C.地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变

D.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了向下的形变

解析:弹力的定义是发生形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力作用，因此，汽车受到的弹力是因为地面要恢复形变，地面受到弹力是因为汽车要恢复形变。

答案:BC

6.(经典回放)如图3-2-19所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻弹簧，R为跨过定滑轮的轻绳，系统静止，则下列说法中正确的有()

图3-2-19

A.弹簧N一定处于伸长状态 B.弹簧N可能处于原长状态

C.弹簧M一定处于压缩状态 D.弹簧M可能处于伸长状态

解析:跨过定滑轮的轻绳的弹力只能表现为拉力或无弹力，故弹簧N可能处于伸长状态也可能处于原长状态;a的大小和离地的高度不确定，所以弹簧M可能处于压缩状态，也可能处于伸长状态。

答案:BD

7.如图3-2-20所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N。若要指针正对刻度20 N，应悬挂的重物是()

图3-2-20

A.40 N B.30 N C.20 N D.不知弹簧的劲度系数，无法计算 解析:设在弹簧测力计刻度上，用长度a表示5 N大小的力，当挂80 N的重物时，根据胡克定律可得：

F1=kx1

其中F1=80 N，x1= a=8a

设当指针指在20 N刻度上时，所挂物体的重力为G,则有G=kx2,其中

x2= a=3a

解得G=30 N,故本题正确选项为B。

答案:B

8.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm;挂重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为______________cm，劲度系数为_____________N/m。

解析:弹簧上悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得知：弹簧的长度与弹簧伸长量呈正比，即F=kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于伸长后总长度减去原长L0，即x=L-L0。改变悬挂重物的质量,伸长量变化,这样可以列出两个方程,通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。

设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6 N的重物时弹簧的长度为L2,则L1=12 cm,L2=13 cm,由胡克定律得:

G1=k(L1-L0)

G2=k(L2-L0)

代入数据解得:L0=10 cm，k=200 N/m

即弹簧原长为10 cm,劲度系数为200 N/m。

答案:10 cm 200 N/m

9.如图3-2-21，GA=100 N，GB=40 N，弹簧的劲度系数为500 N/m。不计绳重和摩擦，求：物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。图3-2-21

解析:以物体B为研究对象，它受到绳子的拉力和重力，如左下图所示。根据二力平衡的知识，绳子的拉力等于B的重力，即F=GB=40 N;根据作用力和反作用力得到弹簧对物体A的拉力F=40 N;根据胡克定律得x= m=0.08 m=8 cm。对物体A受力分析如右下图所示，所以受的支持力N=(100-40)N=60 N，根据作用力和反作用力知道物体对支持面的压力大小等于60 N，方向竖直向下。

答案:60 N 8 cm

我综合 我发展

10.如图3-2-22所示，三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c。支点P、Q在同一水平面上，a球的重心为Oa，位于球心，b球和c球的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，三球均处于平衡状态。支点P对a球的弹力为Na，对b球和c球的弹力分别为Nb、Nc,则()

图3-2-22

A.Na=Nb=Nc B.Nb Nc

C.NbNb= Nc

解析:本题的干扰因素是三个球的重心在竖直方向的位置发生了变化(a在球心、b在球心上方、c在球心下方)，但是三个球的质量和直径都相等，重力方向均竖直向下，而且支点的支持力方向也完全相同，即垂直于过P点的球的切线而指向球心，所以它们的受力情况并未发生变化，支持力大小必然相同，故选项A正确。支持力的方向一定与接触面垂直(本题为沿半径方向)指向被支持的物体，与重心的位置无关。

答案:A

11.如图3-2-23所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓缓向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为()

图3-2-23

A.m1g/k1 B.m2g/k1 C.m1g/k2 D.m2g/k2

解析:由于两个弹簧都是轻弹簧，对下面的弹簧来说，它本来承受的是两个木块的总重力，当上面的木块刚要离开上面弹簧时，下面的弹簧将只承受m2的重力，所以下面的弹簧压缩量将减小，它会上升一段距离，也就是下面木块移动的距离为(m2g+m1g)/k2-m2g/k2，故选项C正确。

答案:C

12.如图3-2-24所示水平桌面上放一质量分布均匀的长木板，开始时木板全部在桌面内静止。当木板的2/3在桌面上静止时，试说明桌面对木板的弹力大小有无变化。

图3-2-24

解析:在两种情况下，木板的重力G不变，故所受弹力N也不变，其大小关系为N=G。

答案:无变化 13.(湖北宜昌模拟)一根大弹簧内套有一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2 m，它们一端平齐并固定，另一端自由，如图3-2-25(a)。当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图线如图3-2-25(b)所示,求大弹簧劲度系数k1和小弹簧劲度系数k2。

图3-2-25

解析:压缩距离在00.2 m时，压力等于一根弹簧中的弹力。当压缩距离大于0.2 m时，压力等于两根弹簧的弹力之和。

由题中图(b)知，当x=0.2 m时，F1=2 N,由此得大弹簧的劲度系数为k1= N/m=10 N/m。

当大弹簧压缩0.3 m时，小弹簧压缩0.1 m,此时压力F2=5 N。

由此得：0.3k1+0.1k2=5,解得k2=20 N/m。

答案:k1=10 N/m k2=20 N/m

4.人教版高中物理必修一 篇四

第一章运动的描述

第一节 质点 参考系和坐标系

一、教学要求：

1、认识质点的概念，通过实例分析知道质点是一种科学抽象，是一个理想模型。在具体事例中认识在哪些情况下可以把物体看作质点，体会质点模型在研究物体运动中的作用。

2、知道参考系概念，通过实例的分析了解参考系的意义。

3、在具体问题中正确选择参考系，利用坐标系描述物体的位置及其运动。体会研究物理问题中建立参照系的重要性，体验数学工具在物理学中的应用。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：质点概念建立

2、难点：参考系选择及运动判断问题

3、疑点：质点模型确定

4、易错点：哪些情况下可以把物体看作质点的问题

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P.13 第3题

2、教材中的思想方法：理论联系实际,重视与科技、文化相渗透。

第二节 时间和位移

一、教学要求：

1、通过实例了解时刻和时间（间隔）的区别和联系。并用数轴表示时刻和时间（间隔），体会数轴在研究物理问题中的应用。

2、理解位移的概念。通过实例，了解路程和位移的区别，知道位移是矢量，路程是标量。知道时刻与、时间与位移的对应关系；用坐标系表示物体运动的位移。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：位移的矢量性、时间与时刻的理解

2、难点：位移的方向性、用坐标系表示物体运动的位移

3、疑点：位置、位移的关系

4、易错点：位移的方向表示，矢量性问题

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P.16 第4题

2、教材中的思想方法：

从生活出发考察位移、路程及时间、时刻问题，从生产生活出发体会引出矢量和标量的实际意义。

第三节 运动快慢的描述--速度

一、教学要求：

1、理解物体运动速度的意义，知道速度的定义式、单位和矢量性。

2、理解平均速度的意义，并用公式计算物体运动的平均速度，认识有关反映物体运动速度大小的仪表。

3、知道瞬时速度的意义，在具体问题中识别平均速度和瞬时速度，体会极限的数学思想。

4、知道速度和速率以及它们的区别。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：物体运动速度的概念，平均速度和瞬时速度理解

2、难点：瞬时速度的理解

3、疑点：速度、平均速度和瞬时速度关系

4、易错点：速度和速率区分、速度的矢量性

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P.21 第3题

2、教材中的思想方法：

微元思想、极限思想处于物理瞬时速度问题，从而利用时间间隔趋于零的平均速度替代瞬时速度。关注社会生活，理论联系实际。

第四节 用打点计时器测速度

一、教学要求：

1、理解测量速度的基本原理。

2、会处理实验数据。会用打点计时器测量物体运动的速度。

3、对于具体问题，使用v-t图像描述速度随时间的变化规律。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：会用打点计时器测量物体运动的速度

2、难点：打点计时器结构认识及使用、v-t图像描述速度随时间的变化规律

3、疑点：利用纸带信息求解瞬时速度、平均速度

4、易错点：瞬时速度问题、时间间隔选取

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P.27 第4题

2、教材中的思想方法：

教材引入做一做、科技漫步等信息贴近科学、技术与社会，注意培养学生实验能力及处理实际际问题的能力。

第五节 速度变化快慢的描述--加速度

一、教学要求：

1、理解，加速度的物理意义，知道加速度的定义式和单位。

2、用加速度定义式进行计算，并根据加速度与速度方向间的关系判断物体是加速运动还是减速运动。

3、知道平均加速度和瞬时加速度及其区别，理解匀变速直线运动的含义。

4、知道匀变速直线运动v－t图像的斜率表示加速度的大小。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：加速度的物理意义、加速度的定义式和单位

2、难点：平均加速度和瞬时加速度及其区别

3、疑点：加速度的矢量性、加速度的物理意义

4、易错点：加速度与速度的方向关系

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P.31 第1题、P.32第4题

2、教材中的思想方法：

利用图象方法处理物理问题,借助数学思想方法解决速度与时间关系。利用比值法建立速度变化快慢，即加速度的概念。

第二章 匀变速直线运动的研究

第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律

一、教学要求： 知识与技能

1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作

2．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度

3．会用表格法处理数据，并合理猜想．

4．巧用v-t图象处理数据，从图象中得出物体运动规律

5．掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述． 过程与方法

1．初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法．

2．对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度． 3．初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法．

4．认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律．

5．通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法． 情感态度与价值观

1．通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性．

2．通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识．

3．在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力．

4．在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引申到各事物间的关联性，使自己融入社会．

5．通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法．

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

（1）图象法研究速度随时间变化的规律

（2）对运动速度随时间变化规律的探究

2、难点：

（1）各点瞬时速度的计算

（2）对实验数据处理规律的研究

（3）用计算机绘制速度时间图象

3、疑点：

（1）“舍掉开头－些过于密集的点子，为了便于测量，找一个点当做计时起点。”这样做的意义是什么。

（2）“描出的几个点大致......能够全部落在直线上。”一段话的意义。

4、易错点：描点法作速度图象

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：问题与练习2.3

2、教材中的思想方法：

（1）在求瞬时速度时用了近似的方法

（2）在画速度图象时用了平圴的方法

第二节匀变速直线运动的速度与时间的关系

一、教学要求： 知识与技能：

(1)知道匀速直线运动v-t图象。

(2)知道匀变速直线运动的v-t图象,概念和特点。

(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。过程与方法：

(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识解决物理问题的能力。情感态度与价值观：

(1)培养学生基本的科学素养。

(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

(1)匀变速直线运动的v-t图象,概念和特点。

(2)匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at的推导及其应用

2、难点：应用v-t图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at

3、疑点：加速度何时为正何时为负

4、易错点：学生可能会把加速度看成等于速度图线的倾角的正切值

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：问题与练习3.4

2、教材中的思想方法：

（1）根据速度图线与加速度公式得出速度公式体现了科学的推理方法

（2）若由加速度公式直接得出速度公式则体现了用数学解决物理问题的方法

第三节 匀变速直线运动的位移与时间的关系

一、教学要求： 知识与技能

1．知道匀速直线运动的位移与时间的关系

2．了解位移公式的推导方法，掌握位移公式x＝vot+ at2/2．

3．掌握匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用．

4．理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移．

5．能推导并掌握位移与速度的关系式v2-v02=2ax．

6．会适当地选用公式对匀变速直线运动的问题进行简单的分析和计算． 过程与方法

1．通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较．

2．感悟一些数学方法的应用特点． 情感态度与价值观

1．经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手的能力

2．体验成功的快乐和方法的意义

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

（1）掌握匀变速直线运动的位移与时间的关系x＝vot+at2/2及其应用．

（2）理解匀变速直线运动的位移与速度的关系v2-v02=2ax及其应用．

2、难点：

（1）v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移．

（2）微元法推导位移时间关系式．

（3）匀变速直线运动的位移与时间的关系x＝vot+at2/2及其灵活应用．

3、疑点：非匀变速直线运动速度图象下方的面积的数值也等于位移吗？

4、易错点：汽车刹车后某一时间内位移的求解

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：问题与练习3.4

2、教材中的思想方法：微元法与极限思想

第四节 自由落体运动

一、教学要求： 知识与技能

1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

2．能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析

3．知道自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同

4．掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能运用自由落体规律解决实际问题

5．初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力 过程与方法

由学生自主进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器--打点计时器，记录下运动的信息，定量的测定重物自由落体的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法

1．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力

2．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象合理假设与猜想的探究方法。

3．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律

4．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会，根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流 情感态度与价值观:

1．调动学生积极参与的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力

2．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型--自由落体

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：认识自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动，并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题．

2、难点：自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g

3、疑点：各地的重力加速度为什么不同

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：问题与练习4

2、教材中的思想方法： 运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型--自由落体，研究物体下落在理想条件下的运动。

第五节 伽利略对自由落体运动的研究

一、教学要求： 知识与技能

1.了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色

2.理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性 过程与方法

1.让学生初步体会抽象思维、提出假说、科学实验是进行科学研究的重要思路和方法

2.通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法 情感态度和价值观

1.渗透研究自然规律的科学方法

2.通过了解史实能培养学生的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观

3.经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性，体会人类对客观世界发现之旅的乐趣

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验和科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法

2、难点：“观点-思考-推理-猜想-验证”是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考

三、教学资源：

教材中的思想方法： “提出假设--数学推理----实验验证----合理外推”的研究方法

第三章 相互作用

第一节 重力 基本相互作用

一、教学要求：

1、了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。

2、知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。

3、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。

4、知道重力产生的原因及其定义。

5、知道重心的含义。

6、了解四种相互作用。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：（1）力的概念，图示及力的作用效果。

（2）重力的概念及重心的理解。

2、难点：（1）力的概念。

（2）重心的概念和位置。

3、疑点：（1）不相互接触的物体间是否可能有力的作用

（2）重力是否等于地球对物体的吸引力

4、易错点：重力的方向以及重力产生的原因及其定义和重心的含义。

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P57 2．(4)3．

2、教材中的思想方法：

知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。自己动手，找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力，并通过重心的概念渗透“等效代换”的理物方法。第二节 弹力

一、教学要求：

１、知道弹力产生的条件。

２、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。

３、知道弹性限度范围内形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：（１）弹力有无的判断和弹力方向的判断。

（２）弹力大小的计算。

（３）实验设计与操作。

2、难点：弹力的有无及弹力方向的判断

3、疑点：（1）发生形变的物体是否一定会有弹力产生（2）是否形变量越大弹力就越大

4、易错点：在力的示意图中画出压力、支持力、绳的拉力的方向。

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P60 3． 4．

2、教材中的思想方法：

通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变，学会用放大的方法去观察微小形变，知道实验数据处理常用的方法，尝试作用图象法处理数据。

第三节 摩擦力

一、教学要求：

1、知道摩擦力产生的条件。

2、能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。

3、掌握动磨擦因数，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。

4、知道影响到摩擦因数的因素。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系Ff=μFN。

2、难点：学生已经掌握了初中的知识，往往误认为压力FN的大小总是跟滑动物体所受的重力相等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力FN的大小才跟物体所受的重力相等。

3、疑点：（1）摩擦力的方向是否一定与运动方向相反，（2）摩擦力是否一定为阻力

4、易错点：在具体问题中计算滑动摩擦力，判定摩擦力方向

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P65 3．

2、教材中的思想方法：

通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。渗透物理学方法的教育。在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。第四节 力的合成

一、教学要求：

1、掌握力的合成和合力的概念。

2、力的平行四边形定则会用作图法求共点力的合力。

3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：平行四边形定则是共点力的合成的法则，也是一切矢量合成与分解所遵循的法则，需要学生深入理解并掌握。而由代数的“求和”到矢量的“合成”，是对学生头脑中中已定型的数形观念的冲击。

2、难点：“平行四边形定则”的理解

3、疑点：合力是否大于每一个分力

4、易错点：合力的大小与分力间夹角的关系

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P67 4．

2、教材中的思想方法：

发现规律和获取知识是科学研究的重要方法。引导学生手脑并用，分析与综合相结合，以提高探索研究的意识和能力

第五节 力的分解

一、教学要求：

1、理解力的分解是力的合成的逆运算

2、知道力的分解要从实际情况出发

3、会用图示法根据实际要求运用平行四边形定则求分力。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。

2、难点：如何判定力的作用效果及分力之间的确定

3、疑点：力的分解是否只需满足平行四边形定则就行

4、易错点：力的分解要从实际情况出发

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目： P70 2．

2、教材中的思想方法：

从物体的受力情况分析其力的作用效果学会等效替代，培养学生分析问题、解决问题的能力。

第四章 牛顿运动定律

第一节 牛顿第一定律

一、教学要求：

1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验法是科学研究的重要方法。

2、理解牛顿第一定律的内容和意义。

3、联系生活实例，知道什么是惯性，知道惯性大小与质量有关，并正确解释有关惯性的现象。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度

运用惯性概念，解释有关实际问题

2、难点：

理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解

3、疑点：

牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形

4、易错点：

力和运动关系实际应用

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P75问题与练习第4题

2、教材中的思想方法：

理想实验的方法

第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系

一、教学要求：

1、通过实验探究和具体实例的分析，理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。

2、经历实验方案的制定和实验数据处理的过程，形成正确的思维方法，养成良好的科学态度。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

探究加速度与力、质量的关系：

通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像 根据图像写出加速度与力、质量的关系式

体会“控制变量法”对研究问题的意义

2、难点：

实验方案的确立、实验数据的分析，包括：

体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论

认识数据处理时变换坐标轴的技巧

了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法

会对实验误差作初步分析

3、疑点：为什么要作a-1/m图像

4、易错点：实验的方法与步骤

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

2、教材中的思想方法：

控制变量法、图像法处理数据

第三节 牛顿第二定律

一、教学要求：

1、通过实验归纳，理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义

2、知道力的单位“牛顿”的定义方法

3、根据牛顿第二定律进一步理解G=mg

4、运用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

理解牛顿第二定律的内容

会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题

2、难点：

认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）

3、疑点：

牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系

4、易错点：受力分析

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P82 动力学方法测量质量

P82 问题与练习1

2、教材中的思想方法：

正交分解法进行力的计算

第四节 力学单位制

一、教学要求：

1、知道单位制的意义，知道国际单位制中力学的基本单位。

2、认识单位制在物理计算中的作用，并正确使用国际单位制单位。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

知道物理公式既确定物理量之间的关系，又确定物理量单位间的关系

知道什么是基本单位、导出单位和单位制

了解国际单位制的基本单位，知道国际单位制中力学的三个基本单位

认识单位制在物理学中的重要意义，知道中学物理计算中都采用国际单位制的单位

2、难点：

会利用物理公式得出单位之间的关系

根据物理量单位之间的关系，判断运算表达式是否错误

3、疑点：

4、易错点：

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P85 说一说

P85 问题与练习3

2、教材中的思想方法：

第五节 牛顿第三定律

一、教学要求：

通过实验探究，理解牛顿第三定律的含义并应用牛顿第三定律解决实际问题。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

通过对具体实例的观察和演示实验，认识力的作用是相互的能找出某个力对应的反作用力

掌握牛顿第三定律的内容,运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题

2、难点：

会运用牛顿第三定律解决受力分析中的相互作用力问题

会区分平衡力和作用力与反作用力

3、疑点：

作用力和反作用力的关系是否受物体运动状态和参考系等的影响

4、易错点：拔河中的作用力与反作用力

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P88说一说：解释“掰腕子”是一个开放性的问题，可以让学生各抒己见．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．

P88问题与练习2、3

2、教材中的思想方法：

实验探究的方法

第六节 用牛顿定律解决问题

（一）一、教学要求：

1、能分析物体的受力情况，判断物体的运动状态

2、初步掌握动力学两类基本问题求解基本思路和步骤.3、会求解一个物体在水平面上运动的动力学问题

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤

2、难点：物体的受力分析与运动情况分析

3、疑点：

4、易错点：

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P91问题与练习3、4

2、教材中的思想方法：

动力学问题分类

正交分解法

第七节 用牛顿定律解决问题

（二）一、教学要求：

1、会用正交分解法，解决共点力作用下的平衡问题

2、能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象

3、通过实验认识超重和失重现象，知道超重和失重的概念及其产生条件，并对超重和失重现象进行简单计算。

二、重点、难点、疑点、易错点

1、重点：

共点力平衡条件的应用

应用牛顿运动定律解决超、失重问题

2、难点：

超重失重现象的理解

3、疑点：

加速度向下一定的失重吗？

4、易错点：

超重、失重时重力是否变化

三、教学资源：

1、教材中值得重视的题目：

P92例题

P94问题与练习3、4、5

2、教材中的思想方法：

理论联系实际。

5.高中物理必修一力教案 篇五

(一)知识与技能

1.知道弹力产生的条件.

2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向.

3.知道弹性形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题.

(二)过程与方法

1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力. 2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力.

3.知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据.

(三)情感态度与价值观 1.真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.

2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯.

教学重点

1.弹力有无的判断和弹力方向的判断. 2.弹力大小的计算. 3.实验设计与操作. 教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断.

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学手段

教具准备 弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、

演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.

教学活动

[新课导入] 撑杆跳高运动员要使用撑杆，跳水时要使用跳板，你能说明这样做的目的

观看伊辛巴耶娃撑杆跳破世界纪录及运动员跳水的视频。

吗?由此引入新课

师：那么，这又是个什么力呢?它是怎样产生的，它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识.

[新课教学] [实验演示]

一、形变

演示实验1：弹簧挂上钩码后伸长。

演示实验2：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转。 演示实验3：粉笔用力被折断。 学生观察思考什么是形变

给出形变的定义——物体形状或体积的变化叫做形变.

刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生

形变了没有? 生1：没有.

生2：可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来. 演示实验1视频播放

桌面微小形变的激光演示 (在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。)

演示实验2 用手挤压时烧瓶的形变

(双手握住注满红墨水的烧瓶，用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。)

师：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象? 生：通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.

师：我们用了什么样的方法? 生：微观放大的方法.

师：由此我们可以想到一切物体都可以发生形变，形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变.发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢? 给出形变的分类——弹性形变、范性形变

弹性形变 ：外力在撤去后能够恢复原状

范性形变：外力在撤去后不能够恢复原状 师：刚刚我举的例子中哪个属于范性形变?

生：粉笔用力后被折断

二、弹力

师：之前我们观察了伊辛巴耶娃撑杆跳视频，大家想想如果没有那根撑杆，她能跳5米06那么高吗?不能，那撑杆对它一定有了一个力的作用。这个力我们就叫它弹力。

弹力定义——发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。、

从定义中我们可以得出

指

向链子收缩的方向 弹力产生的条件——①直接接触②发生弹性形变

确定弹力的方向

实例1：给出吊灯图片，做出分析。以灯为研究受力对象，链子

吊住吊灯，链子发生形变。链子被拉长，就要企图恢复形变。这里施力物体----链子，受力物体----灯。这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上，指向链子收缩的方向。

实例2：播放小朋友跳蹦蹦床的图片，分析蹦床凹下去时它想要恢复形变，弹力的方向----竖直向上指向受力物体人。

做出总结：

弹力方向——施力物体形变恢复的方向;与施力物体形变方向相反;施力物体指向受力物体

[课堂训练] 关于弹力的产生，下列说法中正确的是……………………………( ) A.只要两物体相接触就一定产生弹力 B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C只要物体发生形变就一定有弹力产生

D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用 答案：D 解析：此题根据弹力的产生条件，接触和弹性形变缺一不可.A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不是弹力，故选项D正确.

几种弹力：压力、支持力和拉力

通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题.

压力 支持力

拉力 物块 桌面 物块

桌面

物块

桌面

绳子 物块

绳子

列表分析压力、支持力和拉力它们的施力物体、受力物体、力由谁的形变产生、和力的方向这几个问题。

进一步得出：弹力总是指向施力物体形变恢复的方向 判断有无弹力：

例1：如图所示，一球体静止于一水平面与一侧壁之间，不计任何摩擦，判断侧壁对球体有无弹力。 F分析：方法1：①假设水平面和侧壁对球体 均产生弹力，分别为F

1、F2，对球体受力分析

如图所示。由图可知，F2的存在显然不能使还应体处于静止状态，与题设条件(球体静止)相矛盾，故侧壁对球体无弹力。或 ②假设侧壁对球体无弹力，则球体只受重力和水平面的弹力(支持力)，球体能够保持静止，满足题意，故假设成立。

F2 假设法——就是假设这个力存在，看在这个力存在时作用效果是否与物

体实际的运动状态相符合，如果符合，说明这个力确实存在，否则这个力不存在.

方法2：条件法——撤去斜面，球能保持静止，则斜面对球无弹力。

[练习]：判断图2中物体有无弹力作用。

①

②

④ 四种接触情况下弹力的方向 ①面面接触：垂直于接触面

③点点接触：垂直于过接触点的切面 并指向绳收缩的方向

[课堂训练] 1.请在图中画出杆及球所受的弹力.

④绳子拉力：沿着绳

③

甲 乙

丙

丁

解析：(1)甲图中杆在重力的作用下，对A、B两处都产生挤压的作用，故A、B两点处对杆有弹力，弹力的方向与接触点的平面垂直

(2)乙图中杆对C、D两处有挤压作用，因C处是曲面.D处为支承点，所以，C处的弹力垂直其切面指向球心，D处的弹力垂直于杆斜向上.

(3)丙图中绳子拉住小球，两只小球互相挤压，绳子对球的弹力沿绳斜向上.

(4)丁图中球与两点接触并且挤压，球受的弹力F

1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面)，沿着半径方向指向球心.

三、胡克定律

用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出.

注意事项

(1)本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数.

(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm，应估读一位.

(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用.

实验过程

(1)选择器材： 选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上，固定刻度尺的位置。

(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳，标尺与弹簧的距离是否合适，标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内，是否便于读数等).

(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.

(4)悬挂200g钩码一个，待稳定后，读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格

(5)逐个增加钩码，重复第4步，至少做4组数据.

(6)图象法处理数据：将数据输入Excel，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，描出4个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系. 得出结论----弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比. 师：用一个公式来表示这种关系.

生：F=KX.

师：这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的K是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N/m.其中F是弹簧受到的弹力大小，X是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，又可以是弹簧的压缩量。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性.

[课堂延伸] 利用胡克定律原理设计制作简易弹簧秤。(课后有兴趣

可以做)

材料：弹簧(或橡皮筋)、50克钩码5个、回形针2 枚、卡纸片、直尺、水笔

[课堂训练] 一个弹簧原长8cm，下端悬挂4N的重物，静止时，弹

簧的长 度为10cm，此弹簧的劲度系数多大? 解：由F = k x得

4N=K?(0.1-0.08)m K=200 N/m [板书设计] 形变

定义——物体形状或体积的变化叫做形变

分类——弹性形变、范性形变

弹力 定义——发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对

与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。

产生条件——①直接接触②发生弹性形变

判断有无弹力的方法——假设法、条件法

方向——指向施力物体形变恢复的方向

6.高中物理必修一弹力 篇六

一、核心概念的层次模型及其学习进阶

近年来,有关核心概念及其学习进阶逐渐成为全球科学教育领域的研究热点.

关于核心概念及其学习进阶,虽然我国科学教育界已从介绍国外研究成果逐渐转向本土化研究,但在科学概念层次模型这一最基本问题上却不尽相同[1,2].在本文中,基于张玉峰先生构建的层次模型[3]4进行实践研究.为直观起见,我们用图1表示其层次模型及其对应的组织架构关系.

关于学习进阶,主要有两个研究取向:一是基于课程论视角,认为学习进阶是符合学生发展规律的概念序列,其研究取向是对核心概念的学习序列进行宏观规划;二是基于教学论视角,认为学习进阶是描述学生的学习路径,是“学习者认知发展过程中用以‘踏脚’的具体的‘脚踏点’”,其研究取向是对具体“脚踏点”进行优化设计.显然,二者虽然研究取向不同,却相辅相成,因为“仅有路径还不足以提供学习者认知发展的支撑,需要寻找学习者每一次进步的‘脚踏点’,以此帮助学习者发展和完善原有的认知结构,顺利构建有意义的认知”[4].

二、围绕核心概念进行教材重构的理性思考

综观图1所示的核心概念组织架构关系,在教学内容规划时有三种取向:一是围绕学科核心概念的课程层面上教材内容规划,它一般属于课程专家的研究范畴;二是围绕某个重要概念、基础概念的微观处理;三是介于二者之间的主题核心概念这一中观层面上的内容规划.由于主题核心概念是联系学科核心概念与重要概念的桥梁,这样,围绕主题核心概念的教材重构,向上可以契合学科核心概念的学习序列,向下可联系起学生思维过程.因此,基于主题核心概念学习进阶的教材重构,是中观教学设计中非常合适的切入方式.

基于主题核心概念学习进阶的教材重构,首先涉及主题核心概念“颗粒度”大小的选取,因为如果“颗粒度”太小,将不利于学生对核心概念的整体理解和领悟;而“颗粒度”太大以至跨越多个学段,则很难构建起学生有所感悟的进阶路径,同样不能有效促进学生对核心概念的整体理解和领悟.例如,对于“运动与相互作用”的解构,一般按图2方式进行,其主题核心概念分别为“机械运动”“相互作用”“牛顿运动定律”[3]6.显然,在图2所示的组织架构关系中,主题核心概念的“颗粒度”大小不一,其中“机械运动”的“颗粒度”太大,即使将其进一步解构成“运动描述”“直线运动”“曲线运动”,其“颗粒度”仍远大于“牛顿第一定律”等重要概念.另外,对于“相互作用”的理解也仅局限于狭义上的力的相互作用,实际上,广义的相互作用还包括系统内的动量交换.因此,基于图2的主题核心概念架构关系很难构建最佳的进阶路径.

基于上述思考,建议在对学科核心概念解构时,将主题核心概念进行分级,力求进入教学设计视野的主题核心概念“颗粒度”大小适中.现仍以“运动与相互作用”的解构为例,先将其解构为图3虚线框Ⅰ中“机械运动”“运动与力”和“动量及其守恒定律”三个一级主题核心概念,再对一级主题核心概念解构为虚线框Ⅱ中诸如“运动描述”“直线运动”等“颗粒度”基本相当的二级主题核心概念.事实上,教材编写已经从某种意义上考虑主题核心概念的“颗粒度”大小问题.

主题核心概念的进阶路径不是单个重要概念进阶路径的简单叠加,因为重要概念间的关联方式既是知识结构的重要组成部分,也是促进知识结构化的重要途径.因此,只有将它们间的关联方式放在系统的高度去统筹规划,才能围绕进阶层级设计出最优化的进阶路径.

关于重要概念间的关联方式,一般有内外之分,其中有关重要概念间的层次关系、概念属性以及建立过程间的逻辑关系属于内在关联方式,而蕴含重要概念的建立、应用的结构化主题则属于一种外在的关联方式.基于主题核心概念学习进阶的教材重构,不仅需要对内在关联方式进行优化重组,同样需要重视结构化主题情境这种外在关联方式的构建,以便学生基于情境获得知识、应用知识,从而丰富其认知结构.

综上所述,基于主题核心概念学习进阶的教材重构,追求的不是每个重要概念的优化设计,而是基于中观层面构建重要概念间的最佳关联方式,达到统筹规划教学目标、教学内容、教学过程,以便构建最佳的进阶路径.

三、围绕主题核心概念教材内容重构的实践

基于主题核心概念学习进阶的教材重构,其主题核心概念既可以是一级主题核心概念,也可以是二级主题核心概念.在本文中,以主题核心概念“匀变速直线运动”为例进行中观层面上的教材重构,期望能抛砖引玉.

(一)“匀变速直线运动”的组织架构关系

对于主题核心概念“匀变速直线运动”,其组织架构关系如图4所示.综观五个重要概念,匀变速直线运动位移与时间关系的建构毫无疑问居于其核心地位,至于主题核心概念“匀变速直线运动”学习进阶构建,高中物理课程标准明确提出:“经历匀变速直线运动的实验研究过程,体会实验在发现自然规律中的作用.”

(二)教材分析

综观人教版教材内容体系,正是按此架构关系进行内容组织,并通过实验探究小车的速度随时间变化,较好地体现了课程标准的要求.需要指出的是,教材对于匀变速直线运动位移与时间关系的内容组织,虽然是从数、形两个角度进行,但它们并非对应同一问题的双重表征,因而不能有效实现迷思概念“图像被分割成矩形数目越多,其小三角形也越多,因而无数多个小三角形面积之和不应为0”的转变,而这恰恰是学生体验微元思想的关键.为此,需要教师重构体验的“脚踏点”.

关于自由落体运动的安排上,教材秉承了其一贯风格,即视其为匀变速直线运动的特例,但新增加了“伽利略对自由落体运动的研究”一节内容,充分关注到课程标准对于自由落体运动研究的重视.但必须指出的是,由于教材将自由落体运动定位在规律的应用上,学生没有经历自由落体运动的探究过程,因而造成了学生对伽利略研究思想体会上流于形式.

(三)教材重构建议

基于上述分析,为构建最佳的进阶路径,建议对教材内容按下述方式重构:一是对教材内容的顺序进行调整,具体方式是把“自由落体运动”及其“伽利略对自由落体运动的研究”调整至章首;二是对“自由落体运动”的内容组织及其呈现方式进行重构,让学生真正经历自由落体运动的探究过程,促进学生对伽利略研究思想体会,构建起匀变速直线运动规律进阶的“脚踏点”;三是对“匀变速直线运动位移与时间的关系”中的有关微元思想内容进行置换,构建切实有效的思想体验“脚踏点”.出于篇幅考虑,本文着重探讨“自由落体运动”和“匀变速直线运动位移与时间关系”的重构方式.

1. 关于“自由落体运动”的重构建议

基于上面分析,在对此节内容进行重构时,首先将研究课题重构为“实验:探究自由落体运动规律”,具体内容如下.

【活动1】自由落体运动模型的建立

请同学们按以下要求进行小实验,并就其中问题进行讨论.

实验1:将一张纸、一个粉笔头两个物体,由同一高度同时释放,观察实验现象.

实验2:将上面的纸揉成纸团,并与粉笔头由同一高度同时释放,观察实验现象.

总结影响重物下落的主要因素,猜测在没有空气阻力情况下,不同重物自由下落时的运动情况?说明你猜测的依据.

【活动2】实验方案设计及其测量

设计探究重物自由下落速度、位移与时间关系的实验,并将测量数据记录在表格中(表格略).

方案设计要点:如何选取重物,使其下落过程中可近似认为仅受重力作用?

实验操作要点:如何进行实验操作,使重物下落的初速为0?

【活动3】实验数据处理及自由落体运动规律的探究

运用Excel处理v-t、x-t实验数据,探究自由落体运动速度、位移与时间的关系.

点评:在上述内容重构中,其内容组织对应于“伽利略对自由落体运动的研究”思路呈现方式上没有给出具体结论,因而学生真正经历了自由落体运动的探究过程,既体现了课程标准对于实验探究方面的要求,又有效促进学生对于伽利略的研究思想的体会.

【活动4】自由落体运动规律的应用及规律的再探究

例题物体做自由落体运动,重力加速度g=10m/s2,则①求第1秒、第2秒末物体的速度,并在方格纸上画出物体的v-t图像.②物体自下落起第1秒内和第2秒内的位移为多少?③计算图像与轴所围的“面积”,你能发现什么规律?

点评:本活动的设计,不仅仅体现在自由落体运动规律的应用上,更重要的是引导学生“发现”规律———“所围面积等于重物的位移”,实现从“数”“形”两个层面表征自由落体运动规律,从而在为学生体会伽利略的研究思想构建思维台阶的同时,也为探究“匀变速直线运动位移与时间的关系”构建了坚实的“脚踏点”.

2. 关于“匀变速直线运动位移与时间的关系”的重构建议

关于“匀变速直线运动的位移与时间的关系”,一直是教学设计和教材编写的难点,体现在教材对其内容呈现方式的多次变更.在教学实践中,我们按下述方式重构,取得了较好的教学效果.

【活动1】实际问题

汽车在平直公路上以v0=10m/s的速度行驶,驾驶员在离红绿灯标志线23m处发现还有2s绿灯将变为红灯,于是他作出反应,使汽车以a=2m/s2的加速度加速,试判断汽车是否会闯红灯?

点评:借助实际问题,有效激发了学生探究的热情,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念.同时,适当变换其条件,又可作为“匀变速直线运动位移与速度关系”的实际问题情境,从而用结构化的学习主题把两个重要概念有机地联系起来.

【活动2】匀变速直线运动位移与时间关系的猜测

观察下表,你能作出何种猜测?能否依据自由落体运动规律的两种表征方式说明你猜测的依据?

点评:上述重构方式中,借助样例学习,引导学生运用类比方法进行猜测,并用自由落体运动规律的图像表征初步检验,有效降低了学生学习的思维台阶.

【活动3】微元思想的数形体验

在对匀变速直线运动位移与时间关系进行猜测后,可构建如下的问题链,让学生进一步体会微元思想.

问题1:在直角梯形ABCD中,AB=a,CD=2a,BC=d作中位线EF,过A、E点作EF、CD的垂线交于A1、E1点(见图5),试计算矩形AA1FB、EE1CF面积之和S1与梯形ABCD面积S之比.

问题2:如图6所示,作梯形AEFB、EDCF的中位线GH、LI,并按上述方法作矩形AA1HB、GG1FH、EE1IF、LL1CI,试计算其面积之和S2与S之比.

问题3:如果将边8等分,仍按上述方式画矩形,则如果分成等分2n,试探讨一般表达式.

问题4:试估算n为多大时,S-Sn/S与一滴水/地球质量的比值在数量级上相当?如果n→∞,则多大?(一滴水的质量约为6×10-5kg,地球质量约为6×1024kg)

点评:在上述内容重构中,把教材中分立的数形体验极限思想重构为对同一问题的数形结合体验,特别是引入的估算(注:此种情况下n≈100),使得学生的体验更为深刻,从而有效化解了一直困扰教材、教师的难题.

【活动4】匀变速直线运动位移与时间关系及其应用

由图像意义推导出匀变速直线运动位移与时间关系的解析式,然后探讨实际问题的解决方法,实现学以致用,具体过程略.

综上分析,主题核心概念学习进阶视野下“匀变速直线运动”的重构,是基于系统论视角重新审视教材的内容体系,并通过自由落体运动教学顺序的调整来调适系统结构,重构重要概念间的关联方式;通过对自由落体运动、匀变速直线运动的位移与时间关系内容组织及其呈现方式的重构,调适其教学功能,实现各重要概念的建立过程有机联系,构建了主题核心概念的最佳进阶路径.

参考文献

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[2]张颖之,刘恩山.科学教育中科学内容知识的结构[J].课程·教材·教法,2013(10):47.

[3]张玉峰,郭玉英.科学概念层次分析:价值、变量与模型[J].物理教师,2015(11).