人教版高中物理课程标准教科书人教版高中物理课程标准教科书

物理①、物理②物理①、物理②

教材分析和教学建议教材分析和教学建议

黄恕伯黄恕伯 2010.7.242010.7.24

（一）内容结构概况（一）内容结构概况

一、总的结构

新教科书新教科书

第一章 运动的描述质点；参考系和坐标系；位移；速度；加速度

原教科书原教科书

第二章 匀变速直线运动的研究匀变速运动的 v-t 、 x-t 、 x-v 关系；自由落体运动 第三章 相互作用重力；弹力；摩擦力；力的合成和分解

第四章 牛顿运动定律牛顿第一、第二、第三定律；力学单位制；共点力的平衡；超重与失重

第七章 机械能及其守恒功；功率；动能；动能定理；势能；机械能守恒

第五章 曲线运动曲线运动的位移和速度；平抛运动；圆周运动；向心加速度；向心力

第六章 万有引力与航天行星的运动；万有引力定律；万有引力理论的成就；经典力学的局限性

第 章 直线运动机械运动；位移和时间的关系；速度；速度和时间的关系；加速度；匀变速运动的规律；自由落体运动

第 章 力重力；弹力；摩擦力；力的合成和分解

第 章 牛顿运动定律牛顿第一、第二、第三定律；力学单位制；超重与失重 第 章 物体的平衡共点力的平衡；力矩的平衡

第 章 曲线运动运动的合成和分解；平抛运动；匀速圆周运动；向心加速度；向心力

第 章 万有引力定律行星的运动；万有引力定律在天文学上的应用；人造卫星、宇宙速度

2

1

3

4

第 章 机械能及其守恒功；功率；动能；动能定理；势能；机械能守恒

8

5

6

二、跟现行教材内容结构上的主要区别

2.“动量”的知识放在选修 3-5 模块中

3.章目作了小调整：

●运动学放在最前面

●运动学拆成了两章

1.减少了有“固定转动轴物体的平衡条件”知识点，其余知识没有大的增、减变化。

（二）物理①教材分析（二）物理①教材分析

和教学建议和教学建议

一、第一章 、第二章

1. 新、旧教材章节结构对比

第一章 运动的描述 1 质点 参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述——速度 4 实验：用打点计时器测速度　 5 速度变化快慢的描述——加速度

第二章 机械运动

一、机械运动 二、位移和时间的关系 三、运动快慢的描述 速度 实验：练习使用打点计时器 四、速度和时间的关系 五、速度改变快慢的描述 加速度 六、匀变速直线运动的规律 实验：研究匀变速直线运动 七、匀变速直线运动规律的应用 八、自由落体运动

新 原

●按物理概念和物理规律把运动学拆成两章

第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 4 匀变速直线运动速度与位移的关系　 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究

●从研究的角度学习匀变速直线运动的规律 ●从学习位移开始，逐步渗透“矢量”的知识

●放慢了研究匀变速直线运动规律的步伐（四节课文） ●强化了速度图象的教学（位移图象有所削弱） ●通过伽利略对自由落体运动研究的介绍，强化科学研究方法的学习

●强化了关于坐标系的教学

一、第一章、第二章

1. 新、旧教材章节结构对比

2. 对具体教材的分析和教学建议●强化坐标系的学习，规范有关矢量问题的解题思路

第一章 运动的描述

1 质点 参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述——速度 4 实验：用打点计时器测速度　 5 速度变化快慢的描述——加速度

第二章 匀变速直线运动的研究

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 4 匀变速直线运动速度与位移的关系　 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究

通过定量描述物体位置，介绍直线坐标系。

设立“坐标与坐标变化量”小标题，介绍计算坐标变化量的关系式： Δx = x2 － x1

第四章 牛顿运动定律 ……

7. 用牛顿运动定律解决问题（二）

通过坐标系讲解位移（坐标变化量）。设问： xA ＝3m ， xB ＝－ 2m ， Δx ＝？

第一章 运动的描述

1 质点 参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述——速度 4 实验：用打点计时器测速度　 5 速度变化快慢的描述——加速度

第二章 匀变速直线运动的研究

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 4 匀变速直线运动速度与位移的关系　 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究

通过定量描述物体位置，介绍直线坐标系。

通过坐标系讲解位移（坐标变化量）。设问： xA ＝3m ， xB ＝－ 2m ， Δx ＝？

设立“坐标与坐标变化量”小标题，介绍计算坐标变化量的关系式： Δx = x2 － x1

解答匀加速运动的例题，根据坐标轴正方向确定 x 、a 的正负号。

第四章 牛顿运动定律 ……

7. 用牛顿运动定律解决问题（二）

解答匀减速运动的例题，根据坐标轴正方向确定 v 、 a 的正负号。

第一章 运动的描述

1 质点 参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述——速度 4 实验：用打点计时器测速度　 5 速度变化快慢的描述——加速度

第二章 匀变速直线运动的研究

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 4 匀变速直线运动速度与位移的关系　 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究

通过定量描述物体位置，介绍直线坐标系。

通过坐标系讲解位移（坐标变化量）。设问： xA ＝3m ， xB ＝－ 2m ， Δx ＝？

设立“坐标与坐标变化量”小标题，介绍计算坐标变化量的关系式： Δx = x2 － x1

第四章 牛顿运动定律 ……

7. 用牛顿运动定律解决问题（二）

解答匀减速运动的例题，根据坐标轴正方向确定 v 、 a 的正负号。

解答匀加速运动的例题，根据坐标轴正方向确定 x 、a 的正负号。

解答匀减速运动问题，根据坐标轴方向确定 x 、a 、 v 正负号。

求以 10m/s竖直上抛0.6s 、 1.6s 后物体的位置。根据坐标轴方向确定各矢量的正负。

一、第一章、第二章

1. 新、旧教材章节结构对比

2. 对具体教材的分析和教学建议●强化坐标系的学习，规范有关矢量问题的解题思路●逐步渗透，不断加深对矢量的理解

新教科书关于矢量的教学线索新教科书关于矢量的教学线索

（ P13 ）“时间和位移”：让学生以位移为例“思考与讨论”，领悟矢量相加的方法，正文不出现结论，练习题也不作要求。（ P62 ）“力的合成”： 实验探究二力合成的方法，得出二力合成的平行四边形定则。

（ P65 ）“力的分解”： 概括矢量相加法则；总结出矢量的科学定

义

（ P76 ）“牛顿第二定律”：例题中灵活处理矢量问题（正交分解）

物理②“向心加速度”： “做一做”中求向心加速度表达式，深化矢量概念。

（ P13 ）“时间和位移”：第一次出现矢量。正文中只要求知道矢量有方向

（ P66 ）“说一说”： 通过不在同一直线上的速度变化，深化矢量计算

法则

一、第一章、第二章

1. 新、旧教材章节结构对比

2. 对具体教材的分析和教学建议

3. 教学（片断）示例

知识线索 教学活动设计

是否重的物体下落得一定快？

影响物体下落快慢的原因

定义：自由落体运动

自由落体运动具有什么规律？

自由落体运动规律的应用

实验探讨：学生活动分析：重物体不一定下落快

学生猜想影响下落快慢的原因

演示：牛顿管实验

教师总结演示：光电门自动收集数据

分析图象，得出自由落体运动规律

估算 3秒内下落的位移探究性游戏——人的反应时间测定

不同重同时 同重不同时

演示：计算机绘制 s－ t 2 图像

研读各城市重力加速度表

提出问题

返回

链

《自由落体运动》观摩课《自由落体运动》观摩课

现场实录现场实录

““ 测人的反应时间”教学片断测人的反应时间”教学片断

““ 测人的反应时间”的教学设测人的反应时间”的教学设计计

师生共同做下落书签的游戏引入 “人的反应灵敏度”

启发学生：能否设计一个测量“人的反应时间”的装置？

老师用一个“神秘”尺子很快就测出了两个学生的反应时间

问：尺子的奥秘是什么？

建议：做一个“人的反应速度跟踪测量”的专题研究课题

激发学习积极性 , 为“反应时间”概念过

渡让学生创造，而不是教师讲授

激发好奇心、求知欲，为下面伏笔

启发学生进行 s - t转换，水到渠成

引导物理联系生活，进行研究性学习

（三个维度的目标融合在同一个教学过程之中）（三个维度的目标融合在同一个教学过程之中）

二、第三章 相互作用

1. 新、旧教材章节结构对比

第三章 相互作用

1 重力 基本相互作用 2 弹力 3 摩擦力 4 力的合成　 5 力的分解

第一章 力

一、力 二、重力 三、弹力 四、摩擦力 五、力的合成 六、力的分解

新 原

●初步了解四种基本相互作用决定了自然界一切相互作用 ●全章结构基本上跟现行教材相同 ● 新教材在弹力一节中，增加了胡克定律的内容和 F － x 图象，

但没有安排学生实验。 ● 原教材“验证力的平行四边形定则”实验，新教材改为“探究求

合力的方法” ● 强调了矢量相加的法则，在“力的分解”一节中设立小标题，并

对矢量做出更明确的定义。

二、第三章 相互作用

1. 新、旧教材章节结构对比2. 具体教材分析和教学建议

●力的分解

G

N

T

面对学生的困惑，老师难以讲清的以下问题

教师：如右图，悬吊的球由于重力的作用产生了两个效果，一是拉绳子，二是压墙。因此可以把重力按效果分解为 T 和 N 。

学生：分力和合力是指同一物体上两次受力的的等效替换，但 T 、 N 和 G 并不作用在同一物体上，一个力可以分解为别的物体所受的力吗？ G 是引力、T 和 N 是弹力，一个引力可以分解为两个弹力吗？

老师：我们也可以这样去理解，重力 G 分解为两个分重力（图中黄色的分力），沿水平方向的分重力产生压墙的效果，沿绳子方向的重力产生拉绳子的效果。如果这样去认识， G 和它的两个分力既是作用在同一物体上的力，也是同种性质的力。

学生：平时，如果给球施加一个沿 T 方向的拉力，球对墙的压力将减小，为什么重力沿绳子方向的分力不会减小墙的压力？

老师：…… 。

《力的分解》的教学目标设计

1. 1. 目标要点目标要点●不要求学生把力的分解直接用来求解物体的受力

●突出力的分解的等效替换的思想

●会用平行四边形定则求解有确定解的两个分力

（求解物体受力的要求，在牛顿定律中实现）

2. 2. 设计上述目标的思考设计上述目标的思考●降低教学的难度，避免新课时很难说清的问题

● 把“力的分解”作为牛顿定律解决问题的一个环节来处理，使解题思维更规范。

3. 20103. 2010 年版对“力的分解”的进一步修年版对“力的分解”的进一步修订订

2010 版力的分解

三、第四章 牛顿运动定律

1. 新、旧教材章节结构对比

第四章 牛顿运动定律

1 牛顿第一定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 3 牛顿第二定律 4 力学单位制　 5 牛顿第三定律 6 用牛顿定律解决问题（一） 7 用牛顿定律解决问题（二）

第三章 牛顿运动定律

一、牛顿第一定律 二、物体运动状态的改变 三、牛顿第二定律 四、牛顿第三定律 五、牛顿定律的应用 六、超重和失重 ＊七、惯性系和非惯性系 八、牛顿运动定律的适用范围

新 原

●新教材重视牛顿第一定律的学习（惯性定律——牛顿物理学的基石）

●实验的写法跟过去有很大的不同（统一的实验要求跟多种参考方案相结合）

●“用牛顿定律解决问题（一）”的内容和现行教材的“牛顿定律的应用” 相同，“用牛顿定律解决问题（二）”包括三个方面：①共点力的平衡；②超重和失重；③从动力学看自由落体运动。

三、第四章 牛顿运动定律

1. 新、旧教材章节结构对比2. 具体教材分析和教学建议

●实验：探究加速度与力、质量的关系

● 实验：探究加速度与力、质量的关系

统一、基本的实验要求和灵活、多样的实验方法统一、基本的实验要求和灵活、多样的实验方法

相结合，这是人教版高中物理课程标准教科书对待物相结合，这是人教版高中物理课程标准教科书对待物

理实验（学生实验）的基本原则。理实验（学生实验）的基本原则。

(1)实验思路和数据分析

● 实验：探究加速度与力、质量的关系

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

(1)实验思路和数据分析

● 实验：探究加速度与力、质量的关系

●质量不变，加速度跟力的关系， 作 a － F 图象

●力不变，加速度跟质量的关系， 作 a － 1/m 图象

(2)制定实验方案需要解决的两个问题

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

(1)实验思路和数据分析

● 实验：探究加速度与力、质量的关系

①质量不变，加速度跟力的关系， 作 a － F 图象

②力不变，加速度跟质量的关系， 作 a － 1/m 图象

(2)制定实验方案需要解决的两个问题

①怎样测量（比较）物体的加速度

②怎样提供和测量物体所受的恒力 F

● 测量 x 、 t （打点计时器） ●比较相同时间的位移之比

F 是合外力，有多种提供和测量的方法

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

2.2.多种实验方法多种实验方法

参考案例三

vmg

N

f T

牛顿第二定律实验

测量合力

测量加速度

（以砝码重力作为小车所受合力会有误差）

砝码重力不等于线的拉力（砝码具有竖直加速度）

线的拉力不等于小车所受合力（小车受摩擦力）

测位移、测时间

相同时间，对比位移（用夹子夹线）

（打点计时器）

参考案例四

参考案例五

斜面长度相等，其斜面高度之比等于斜面倾角正弦之比。由此可以计算两小球合力之比（忽略摩擦）。

(1)实验思路和数据分析

● 实验：探究加速度与力、质量的关系

①质量不变，加速度跟力的关系， 作 a － F 图象②力不变，加速度跟质量的关系， 作 a － 1/m 图象

(2)制定实验方案需要解决的两个问题①怎样测量（比较）物体的加速度

②怎样提供和测量物体所受的恒力 F● 测量 x 、 t （打点计时

器）●比较相同时间的位移之比

F 是合外力，有多种提供和测量的方法

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

2.2.多种实验方法多种实验方法3.3.怎样由实验得出结论怎样由实验得出结论

到这时为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。本节实验只是让我们对自然规律的探究有所体验，实际上，一个规律的发现不可能是几次简单的测量就能得出的。

三、第四章 牛顿运动定律

1. 新、旧教材章节结构对比2. 具体教材分析和教学建议

●实验：探究加速度与力、质量的关系

●实验：牛顿第三定律

““探究作用力与反作用力的关系”实验的设计探究作用力与反作用力的关系”实验的设计

(1)学生在实验的通常表现：

(2)教学过程的改进设计：

无悬念、漫不经心。

△“△“ 知识”：知识”：作用力和反作用力大小相等、方向相反。

△“△“ 过程”：过程”：“等效代替”方法的应用。

△“△“情感”：情感”：激发学习热情；引发学生进行质疑；养成认真、仔细的实验习惯；培养严谨、求实的态度。

——把三维目标融在一起

““探究作用力与反作用力的关系”实验的设计探究作用力与反作用力的关系”实验的设计

（三）物理②教材分析（三）物理②教材分析

和教学建议和教学建议

一、第五章 曲线运动

1. 新、旧教材章节结构对比

第六章 曲线运动

1 曲线运动 2 平抛运动 3 实验：研究平抛运动 4 圆周运动 5 向心加速度 6 向心力 7 生活中的向心力

第八章 机械能

一、曲线运动 二、运动的合成和分解 三、平抛物体的运动 四、匀速圆周运动 五、向心力 向心加速度 六、匀速圆周运动的实例分析 七、离心现象及其应用 实验：研究平抛物体的运动

新 原

●新教材大体继承了原教材“曲线运动→平抛运动→匀速圆周运动”的知识线索

●关于匀速圆周运动，原教材是先学习向心力，再学习向心加速度；新教材是先学习向心加速度，再学习向心力。

一、第五章 曲线运动

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(1)曲线运动速度的方向：重视对学习过程的设计

△传统的教学过程：

列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例

得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。

讲解有关例题，布置有关习题。

△“ 曲线运动速度的方向”改进的教学过程：

观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？

实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。

A

B

水平桌面上有一曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢珠由轨道的一端滚入，在轨道的束缚下按轨道的形状做曲线运动。在轨道的出口 A 处放一张白纸，蘸有墨水的钢珠离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢珠在 A 点的运动方向。 取去一段短轨道，钢珠的轨道出口改在图中 B 处，在 B 处放一张白纸，记录钢珠在轨道 B 点的运动方向。还可以继续取其它位置作为轨道出口进行相同的实验。 分析钢珠运动轨迹跟曲线的关系。

观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？

实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。

简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。

AB

△“ 曲线运动速度的方向”改进的教学过程：

观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？

实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。

简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。

得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。

体验：做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。 (1)观察在空中速度方向的变化； (2)观察飞镖插入泥土时的入射角。

△“ 曲线运动速度的方向”改进的教学过程：

观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？

实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。

简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。

得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。

体验：做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。 (1)观察在空中速度方向的变化； (2)观察飞镖插入泥土时的入射角。

△“ 曲线运动速度的方向”改进的教学过程：

体验并不完全是体验并不完全是为了理解知识，它为了理解知识，它有更深层次的目的。有更深层次的目的。

要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。

题目

学生对本题失误的主要原因不学生对本题失误的主要原因不是知识问题，而是缺乏把题目是知识问题，而是缺乏把题目

和实践进行联系的意识。和实践进行联系的意识。

2004年高考全国理综试卷（Ⅱ）第 25题

本题满分： 20 分平均得分： 3.5 分难 度： 0.175

为什么本题得分率如此之低？为什么本题得分率如此之低？

一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面中央。桌布的一边与桌的 AB边重合，如图。已知盘与桌布

间的动摩擦因数为 μ1 ，盘与桌面间的动摩擦因数为 μ2 。

现突然以恒定的加速度 a 将桌布抽离桌面，加速度的方向水平且垂直于 AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度 a 满足的条件是什么？（以 g表示重力加速度）

A

B

a

设圆盘质量为 m ，桌长为 l ，盘在桌布、桌面上的加速度为 a1 和 a2 ，有 μ1 mg ＝ ma1 ①

μ2 mg ＝ ma2 ②设盘离开桌布时速度为 v ，移动距离为 x1 ，再在桌面上运动 x2停下，有

v2 ＝ 2a1x1 ③v2 ＝ 2a2x2 ④

盘没从桌面掉下的条件 x1+x2≤l/2 ⑤

设圆盘在桌布上运动时间为 t

x ＝ a t 2/2 ⑥ x1 ＝ a1t2/2 ⑦

解得： a≥ ⑨g12

21 2

a1 a2

x1 x2

vx

l /2

联系实际将不难想到：联系实际将不难想到：桌布加速度的大小将影响桌布加速度的大小将影响着圆盘在桌布上的运动时着圆盘在桌布上的运动时间 间 tt ，，然而许多学生并然而许多学生并没有发掘出这个条件。没有发掘出这个条件。

，这段时间桌布移动距离为 x ，有

x ＝ x1 + l / 2 ⑧

发掘出题目中的隐含发掘出题目中的隐含条件常常来自于审题条件常常来自于审题

时的实践意识时的实践意识

解答

设圆盘质量为 m ，桌长为 l ，盘在桌布、桌面上的加速度为 a1 和 a2 ，有 μ1 mg ＝ ma1 ①

μ2 mg ＝ ma2 ②

v2 ＝ 2a1x1 ③v2 ＝ 2a2x2 ④

盘没从桌面掉下的条件 x1+x2≤l/2 ⑤

设圆盘在桌布上运动时间为 t

x ＝ a t 2/2 ⑥ x1 ＝ a1t2/2 ⑦

解得： a≥ ⑨g12

21 2

a1 a2

x1 x2

v

x

l /2

，这段时间桌布移动距离为 x ，有

x ＝ x1 + l /2 ⑧

解答

意识来自于哪里？意识来自于哪里？

意识来自于体验过程，意识来自于体验过程，而不是来自知识。而不是来自知识。

返回

设盘离开桌布时速度为 v ，移动距离为 x1 ，再在桌面上运动 x2停下，有发掘出题目中的隐含发掘出题目中的隐含

条件常常来自于审题条件常常来自于审题时的实践意识时的实践意识

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2)平抛运动：重在掌握分析思路①用平面直角坐标系研究曲线运动的思路

……

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2)平抛运动：重在掌握分析思路①用平面直角坐标系研究曲线运动的思路

曲线运动的速度和位移用两坐标轴方向的分矢量来描述曲线运动的速度和位移用两坐标轴方向的分矢量来描述

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2)平抛运动：重在掌握分析思路①用平面直角坐标系研究曲线运动的思路②红蜡块的运动：平面运动的位置、速度、轨迹的研究方法

●蜡块的位置： x = vxt

y = vyt

● 蜡块运动轨迹：

xkxv

vy

x

y

22yx vvv

●蜡块的速度：

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2)平抛运动：重在掌握分析思路①用平面直角坐标系研究曲线运动的思路②红蜡块的运动：平面运动的位置、速度、轨迹的研究方法③把上述方法用来分析平抛运动

加速度加速度((根据受力分析根据受力分析 ))

初速度初速度 瞬时速度瞬时速度 位移位移

水平方向水平方向

竖直方向竖直方向

合矢量合矢量

0 v0 vx = v0 x = v0 t

vy = gt0g y = g t21122

v = vx2+ vx

2 OP = x2+ y2

矢量合成

消去 t可求轨迹

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2)平抛运动：重在掌握分析思路①用平面直角坐标系研究曲线运动的思路②红蜡块的运动：平面运动的位置、速度、轨迹的研究方法③把上述方法用来分析平抛运动④拓展为斜抛运动

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力

●原教材的特点：

①“向心力的大小与什么因素有关”作为探究性实验

▲该实验装置复杂，难以作为学生实验。▲作为演示实

验可见度不够。

▲实验时力的呈现方式比较间接，不易形成直观认识

因此，向心力大因此，向心力大小跟 小跟 mm 、、 rr 、、 ωω有关的实验结论不有关的实验结论不落实。落实。

FF ＝＝ mrωmrω2 2 公式公式的得出缺乏基础，的得出缺乏基础，之后并没有进行实之后并没有进行实验验证。验验证。

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力

●原教材的特点：

①“向心力的大小与什么因素有关”作为探究性实验

——不够落实

②根据向心力公式推出向心加速度公式，向心加速度缺少运动学含义

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力

●新教材的特点：

①通过实例，用牛顿第二定律分析匀速圆周运动加速度方向（而不是大小），学生易于接受

根据牛顿第二定律分析可知，匀速圆周运动加速度方向指向圆心

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力

●新教材的特点：①加速度方向：通过实例，用牛顿第二定律分析匀速圆周运动加速度方向指向圆心，学生易于接受②加速度大小：正文直接告诉向心加速度的公式，降低了难度。并通过“做一做”栏目让有条件的学生从理论上推导向心加速度的表达式，兼顾学生的差异。

由于矢量 vA 、 vB 和 Δv组成的三角形跟 ΔAOB 相似，得 : AB

v

r

v

因时间极短， AB弦和 AB弧长相等， AB ＝ v Δt ， 代入上式得

tv

v

r

v

r

v

t

v 2

＝

即：r

va

2

＝

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力●新教材的特点：①加速度方向：通过实例，用牛顿第二定律分析匀速圆周运动加速度方向指向圆心，学生易于接受②加速度大小：正文直接告诉向心加速度的公式，降低了难度。并通过“做一做”栏目让有条件的学生从理论上推导向心加速度的表达式，兼顾学生的差异。③随后用牛顿第二定律推导向心力公式，并用圆锥摆实验验证向心力公式。圆锥摆实验装置简单，可作为学生实验，而且让学生经历了一次向心力知识具体应用的分析过程。

一、第五章 曲线运动1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)匀速圆周运动：从向心加速度到向心力●新教材的特点：①加速度方向：通过实例，用牛顿第二定律分析匀速圆周运动加速度方向指向圆心，学生易于接受②加速度大小：正文直接告诉向心加速度的公式，降低了难度。并通过“做一做”栏目让有条件的学生从理论上推导向心加速度的表达式，兼顾学生的差异。③随后用牛顿第二定律推导向心力公式，并用圆锥摆实验验证向心力公式。圆锥摆实验装置简单，可作为学生实验，而且让学生经历了一次向心力知识具体应用的分析过程。④体验性实验：半径变大时向心力变大还是变小？

●通过“体验性实验”增强实践意识 例：向心力和半径是成正比还是成反比？（新教材） 实验时， rA ＝ 40cm ， rB ＝ 80cm ，每秒钟喊口令 2次。 操作一：手握 A ，每秒 1 周；操作二：手握 B ，每秒 1 周；操作三：手握 A ，每秒 2 周；

比较一和二： ω 相同， F 跟 r 成正比：

比较二和三： v 相同， F 跟 r 成反比： 该实验的主要目的是建立“该实验的主要目的是建立“ ωω 相同”、相同”、

““ vv 相同”的实践形象。强化实践意识。相同”的实践形象。强化实践意识。

二、第六章 万有引力与航天

1. 新、旧教材章节结构对比

第六章 万有引力与航天

1 行星的运动 2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律 4 万有引力理论的成就　 5 宇宙航行 6 经典力学的局限性

第六章 万有引力定律

一、行星的运动 二、万有引力定律 三、引力常量的测定 四、万有引力定律在天文学上的应用 五、人造卫星 宇宙速度 六、行星、恒星、星系和宇宙

新 原

● 新教材新教材大体继承了原教材的知识线索，在关于“万有引

力与航天”方面的知识要求没有大的变化。

● 新教材在“行星的运动”与“万有引力定律”之间增加一节课

文“太阳与行星间的引力”，旨在放缓万有引力定律发现历程的展现，

为学生学习万有引力定律的发现奠定更充分的知识基础；

二、第六章 万有引力与航天

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(1)充分展现万有引力定律发现的科学过程

●原教材的陈述

推导的结果在式中出现 r3 和 T2 的比值，由此根据开普勒行星运动第三定律得到 F 和 r 的定量关系。但学生事先并不知道推导中会出现 r3 和 T2 的比值，因此，本推导对学生来说缺乏方向性。

在得出太阳对行星的作用力跟行星的质量 m 成正比之后，用 “当然也应该和太阳的质量m′ 成正比”。从学生的理解来看，理由不足。

天体之间相互吸引力的规律是否适合于地面物体从而得到万物之间的普适规律，必须要经过检验。历史上牛顿的“月－地检验”，是发现万有引力定律的重要过程，原教材正文中对此所用的笔墨太少，只是在“旁批”涉及该过程。

二、第六章 万有引力与航天

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(1)充分展现万有引力定律发现的科学过程

●新教材的改进

●原教材的陈述

①① 太阳对行星的引力规律的推导，思维更明确（四步） 太阳对行星的引力规律的推导，思维更明确（四步）

1) 行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力：r

mvF

2

2) 用可观测的周期表示速度：T

rv

2 代入得：

2

24

T

mrF

3) 要研究 F 和 r 的关系，只需要消去上式中的 T 就可以，因此

可把开普勒行星运动第三定律变形为 代入上式，得 k

rT

32

224

r

mkF

4) 因为 4k2π是常数，所以： 2r

mF

F F 与行星质量与行星质量 m m 成正比，与太阳和行星的距离成正比，与太阳和行星的距离 r r 的二次方成反比。的二次方成反比。

这样陈述，使推导目的性更强。

②② 增加“太阳和行星间的引力”一节课文（三个小标增加“太阳和行星间的引力”一节课文（三个小标题）题）

2r

mF F 与 m 成正比，与 r 二次方成反比。（见前

述）推出

上式表明，引力与受力星体的质量成反比。因此，

行星对太阳的引力 F ′ 跟太阳质量 M 成正比： 2r

MF

由于 F 与 F ′是地位是对等的，因此，它们既和

m 成正比，又和 M 成正比，因此必定与 m 与 M 的乘积成正

比。 2r

MmF 写成等式为

2r

MmGF＝

③③ 在“万有引力定律”一节中介绍“月－地检验”在“万有引力定律”一节中介绍“月－地检验”

二、第六章 万有引力与航天

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析

(2)在不增加知识点负担的情况下呈现必要的科学事实，通过“科学足迹”、“科学漫步”栏目，拓宽学生的视野，并使学生得到科学文化、科学精神的熏陶，从中认识科学总是在探索更广泛适用的理论中发展的，领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的科学态度。

●“●“ 实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中按圆轨道处理。”段的研究中按圆轨道处理。”

●● 科学足迹：科学足迹：人类对行星运动规律的认识人类对行星运动规律的认识

●● 科学漫步：科学漫步：黑洞黑洞

●● 科学漫步：科学漫步：时间和空间是什么？时间和空间是什么？

●● 科学足迹：科学足迹：牛顿的科学生涯牛顿的科学生涯

●● 科学足迹：科学足迹：人类对行星运动规律的认识人类对行星运动规律的认识

●● 科学漫步：科学漫步：黑洞黑洞

●● 科学漫步：科学漫步：时间和空间是什么？时间和空间是什么？

●● 科学足迹：科学足迹：牛顿的科学生涯牛顿的科学生涯

二、第六章 万有引力与航天

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)增进科学与生活、社会的联系

●●STSSTS 航天事业改变着人类生活航天事业改变着人类生活

三、第七章 机械能及其守恒

1. 新、旧教材章节结构对比

第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量——能量 2 功 3 功率 4 重力势能　 5 探究弹性势能的表达式 6 实验：探究功与速度变化的关系

7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律 9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源

第八章 机械能 一、功 二、功率 三、功和能 四、动能 动能定理 五、重力势能 六、机械能守恒定律 七、机械能守恒定律的应用*八、伯努利方程 实验：验证机械能守恒定律

新 原

第七章 机械能及其守恒定律 1 追寻守恒量 2 功 3 功率 4 重力势能　 5 探究弹性势能的表达式 6 探究功与物体速度变化的关系

7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律 9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源

第八章 机械能 一、功 二、功率 三、功和能 四、动能 动能定理 五、重力势能 六、机械能守恒定律 七、机械能守恒定律的应用*八、伯努利方程 实验：验证机械能守恒定律

新 原

● 原教材以 “功是能量转化的量度”结论为基础展开对动能、重力势能的探讨；

●新教材在了解重力势能和弹性势能的基础上，从实验和理论两方面探究功与物体速度变化的关系，得出动能和动能定理的表达式；功能关系是逐步渗透的。

●新教材增加“探究弹性势能的表达式”，但对结论不作要求。

增增加加

删删去去

三、第七章 机械能及其守恒

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析

(1)教材关于功和能、重力势能、动能的教学线索

原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点

功和能：通过四个实例讲解 “功是能能量转化的量度”●运动员举重做了多少功，就有多少化学能转化为重物的重力势能；●压缩的弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能；●机车拉着列车加速，牵引力对列车做了多少功，就有多少内能转化为机械能； ●起重机提升重物 ,钢绳的拉力对重物做了多少功，就有多少电能转化为机械能。

动能和动能定理●根据“飞机牵引力做了多少功，飞机的动能就增加多少”来确定动能表达式 ●推导得出 ，确定动能的表达式。●把上述表达式的结论称为动能定理。

21

22 2

1

2

1mvmvFS ＝

重力势能●根据重力的功 确定重力势能表达式为 mgh 。●说明重力功和物体势能变化的关系。●说明重力做功跟路径无关。

21 mghmghhmgWG ＝

特点：特点： 1.“1.“ 功是能量转化的量度”是作为事实提出的普遍性结论；功是能量转化的量度”是作为事实提出的普遍性结论； 2.“2.“ 功是能量转化的量度”是确定动能和重力势能表达式的根据；功是能量转化的量度”是确定动能和重力势能表达式的根据；

新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点

重力势能●重力做功跟路径无关（证明后得出结论）；●定义重力势能 Ep ＝ mgh ，概括得出重力功与重力势能的关系 WG ＝ Ep1 － Ep2

●说明重力势能的大小具有相对性，势能属于系统所共有。

探究弹性势能的表达式●类比重力与重力势能的关系，明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式。 ●对弹力做功的表达式进行理论探究。

动能和动能定理●推导得出：●分析： 就是我们寻求的动能表达式。 称为动能定理

21

22 2

1

2

1mvmvFS ＝

1221

22 2

1

2

1kk EEmvmvW ＝＝2

2

1mv

探究做功与物体速度变化的关系●背景：已知重力功跟重力势能、弹力功跟弹性势能的变化关系，若不考虑势能，外

力对物体做将功产生什么效果？●实验探究后初步得出：外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比。

把动能表达式和动能定理把动能表达式和动能定理捆绑在一起提出来，比较符合逻捆绑在一起提出来，比较符合逻辑，也印证了实验探究的结果。辑，也印证了实验探究的结果。它是功能关系的的有一次渗透它是功能关系的的有一次渗透

把动能表达式和动能定理把动能表达式和动能定理捆绑在一起提出来，比较符合逻捆绑在一起提出来，比较符合逻辑，也印证了实验探究的结果。辑，也印证了实验探究的结果。它是功能关系的又一次渗透它是功能关系的又一次渗透

重力功和重力势能的关系，重力功和重力势能的关系，是学生第一次接触到的功能关系是学生第一次接触到的功能关系的例子，功能关系的知识从此开的例子，功能关系的知识从此开始渗透。因此，对重力势能的学始渗透。因此，对重力势能的学

习，需要比较系统和深入。习，需要比较系统和深入。 弹簧的弹力做功也跟路径弹簧的弹力做功也跟路径无关，用相同的思路分析弹力功无关，用相同的思路分析弹力功跟弹性势能的关系，对功能关系跟弹性势能的关系，对功能关系的知识进行了一次巩固和拓展。的知识进行了一次巩固和拓展。

三、第七章 机械能及其守恒

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(2) 为什么要增加“探究弹性势能表达式” 这节课文？

●不要求学生掌握探究结论

●重力功与重力势能关系的延伸；动能定理的铺垫

●对“弹簧的弹性势能跟哪些物理量有关”进行科学猜想 ●“变与不变”思想的拓展：从速度变化迁移到力的变化 ● 用图象处理变化过程的累积效果：由根据 v-t 图象求

匀变速运动的位移迁移为根据 F-l 图象求变力的功 ●经历一次理论探究过程，根据探究结果来概括物理结论

过程与方法

过程与方法目标的实现，需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展过程与方法目标的实现，需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展 链

三、第七章 机械能及其守恒

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析(3)实验：“探究功与物体速度变化的关系 ”

(1)探究的思路

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

●实验：探究功与速度变化的关系

(1)探究的思路

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

●实验：探究功与速度变化的关系

(2)作图技巧和数据处理

● 作图技巧：可以取某一功的大小为功的单位，不一定非要测出功的焦耳数。

●数据处理：建立恰当的坐标系，使图象为一直线，从而判断物理量的定量关系。

1.1.基本的实验要求基本的实验要求

●实验：探究功与速度变化的关系

2.2.多种实验案例多种实验案例

●实验：探究功与速度变化的关系

△测出小车质量、加速度，可计算细线对小车的拉力。

△在纸带上取不同长度作为做功距离（初速度为零），计算小车运动这些距离后的速度。

△改变砝码，增加细线拉力，得到另外多组做功和速度数据。

△在 v － W 坐标系中描出以上数据的点，发现在同一曲线上。

△换用 v2 － W 坐标系，得到的图线为直线，说明 v2∝W

W0

v

W0

v2

参考案例一：

●实验：探究功与速度变化的关系

橡皮筋细线△ 前面连一根细线，可

以使小车前进一段路程。

““ 探究功与速度变化的关系”的两种实验方案对比探究功与速度变化的关系”的两种实验方案对比

橡皮筋法 重力法

易于和光电门组合

和打点计时器组合要测多次数据

装置较复杂、器材要求较高

和原有实验没有重复感

通过改变位移获得变化的功

和打点计时器组合只测一组数据

操作较复杂

熟悉的器材

熟悉的操作

和光电门组合将导致实验很复杂

若不改变拉力，有可能被认为是运动学实验

通过改变力获得成倍数的功

三、第七章 机械能及其守恒

1. 新、旧教材章节结构对比2. 对具体教材的分析3. 教学（片断）示例●机械能守恒定律

把教材中“单摆机械能守恒”的例题，设计成一个演示实验，用真实的情境来呈现题目的条件，计算得到结果后，再用实验来检验计算结果。它不仅增强了学生的实践意识，而且实验中学生体会到，理论模型跟实际装置，仍然存在着一定的差别，认识这些差别的过程，实际上就是提高学生“审题能力”的过程。

谢谢大家