力和物体运动的变化.docVIP

第三章 力和物体运动的变化 一、课程标准的相关要求 基础部分 内容 学习水平 说明 牛顿第一定律 B 1．牛顿第二定律，可用控制变量法和归纳法得出。 2．牛顿第二定律的应用只限于单个物体、受力情况简单、且物体质量和合个力都不发生变化的情况。 3．可以把“牛顿定律与交通”作为专题来学习 牛顿第二定律 D 实验：牛顿第二定律 C 拓展部分 内容 学习水平 说明 牛顿定律应用 D 仅要求解决单个物体、受力情况或运动情况不太复杂的问题，两个或两个以上的关联物体的动力学问题可作为学有余力的学生选学内容。 二、本章教材编写说明 1．前面两章分别讨论了“运动”和“力”，这一章要将两者联系起来，讨论力和运动的关系。主要学习牛顿第一定律和牛顿第二定律。本章知识属于动力学范畴。它要解决的是物体为什么会这样、那样运动，以及如何使物体运动状态改变。牛顿运动定律是经曲力学的基础。本章也是学习力学中其他各章的重要基础。同时也是学习物理学其他各部分的基础之一。 2．本章知识结构如下： 3．本章重点是牛顿第二定律。但牛顿第一定律是牛顿力学的基石，也有它独特的地位，正因为物体有保持惯性状态不变的性质，才谈得上什么情况下改变物体的运动状态。对于牛顿第二定律，按课程标准的学习水平要求属于D级。也就是说要以它为重点综合其他内容去解决较为复杂的物理问题（这个复杂是相对的），是对知识的系统的认识。而相关的实验也要达到“设计”级要求。科学方法的运动（这里指的是控制变量法）也要求达到“运用”级。 本章导学中首先是伽利略对亚里士多德的否定，指出“维持运动不需要力”。继而是牛顿总结出三大定律，但他谦逊地说：他是站在巨人肩上的缘故，其中包括伽利略。这里实际上讲述了一个历史故事。从古代马车到现代交通工具都在运用这些规律。 观察气垫导轨上物体运动的实验，可以让学生看到：在摩擦极小的情况下，物体将怎样运动，这在平时是很少见到的。这个实验有助于学生理解后面的斜面想象实验。 教材中牛顿第二定律是通过DIS实验来得出。要求学生会运用控制变量的方法。在得出牛顿定律之后是一系列的巩固性的，加深理解的讨论，进而是简单的直接应用。在“重力作用下的运动中是运用牛顿定律解决“同一地点重力加速度g相同的问题”。超重失重则是牛顿定律在现代科技中的综合运用。 值得注意的是：在基础型课程中，并不要求将牛顿定律与运动学公式联合起来做过多、过繁和过深的讨论。这将在拓展型课程中去展开。 本章有关人文精神方面的学习内容有伽利略和牛顿，前者突出他的科学探索精神和坚持科学真理的精神，后者要突出他创造精神和为科学贡献自己毕生精力的崇高品格。 本章STS内容有四项；课外小实验、小制作有8个；开放性习题约有5道。 4．本章课时安排建议 建议安排6课时，其中A伽利略的理想实验和牛顿第一定律1课时；B牛顿第二定律2课时；C重力作用下的运动1课时；D超重与失重1课时；复习1课时。 三、本章各节的教学建议 A伽利略的理想实验和牛顿第一定律 （一）本节概述 由于初中已经学过“惯性”，因此高中学习相关内容时要突出“理想实验”方法和牛顿第一定律的深入理解。本节引入部分说明要建立科学概念必须打破习惯的偏见，这是一件很困难的事。对于“理想实验”要注意它与普通实验的区别，关于惯性的实际意义，教材所举例子比初中学习要难一些。本节最后编入了“运动状态改变”的内容，目的是为学习牛顿第二定律作过渡。最后编入伽利略小传，意在阐明科学界也有历史冤狱，激励学生要为维护科学真理而斗争。 （二）教学要求 1．知道力不是维持物体运动的原因；知道伽利略的“斜面理想实验”。 2．理解牛顿第一定律。 3．理解惯性的概念，会解释常见的惯性现象。 4．感悟“理想实验”这一科学方法。 5．从伽利略的生平事迹中感悟他为追求科学真理而奋斗不息的精神。 （三）重点和难点 本节重点是牛顿第一定律，难点是用惯性的概念解释相关的现象。 （四）教学建议 1．讲述“引入”部分之后的“大家谈”主要针对所谓“自然运动”与“非自然运动”来讨论。实际上“自然运动”是在重力作用下运动。想象如果没有重力作用的情况下，举起物体根本不需要力。总之这里学生能说到什么程度就什么程度，只要把大家的思维激发起来就达到目的了。 2．关于斜面理想实验，虽然简单，但要在揭示它的思想方法上出采。伽利略的这个“实验”与一般的实验是不同的。可以说它有实验的特点，但不是真正的实验。是经过合理的理想化处理，却又合乎逻辑的，结果又是十分正确的。理想实验是以可靠的事实为基础的（本实验的基础是：小球总能滚上另一个斜面，高度几乎与原来相同），经过抽象思维得出正确结论（这里的抽象是假设没有摩擦，斜面变成水平面，正确结论是：小球将永远运动下去）。因此理想实验是事实与思维相结合的产物。爱因斯坦曾经用一系列接近光速的列车来做理想