高中物理新课标必修1教师教学用书电子版

高中物理新课标必修1课时分配建议第1单元 1 质点参考系和坐标系（1学时）2 时间和位移（2学时）第2单元 3 运动快慢的描述速度（2学时）4 实验：练习使用打点计时器（2学时）5 速度改变快慢的描述加速度（2学时）1 质点参考系和坐标系（1）教材分析要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。

由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。

为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。

质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材逐步展开这些容，最后介绍全球卫星定位系统。

本节知识是学习后面容的基础，也是整个力学的基础。

（2）质点的教学质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。

我们对质点概念的形成，以及质点模型的建立过程，其教学要初步的。

学生对科学思维方法也只能是有所认识，要求不能太高。

教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑：①物理概念、规律是对一定的物理模型来说的，物理模型的建立过程体现了科学思维方法。

②质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程；为此，教材通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的，分析困难的原因，并逐步指出建立质点概念的必要性，充分展示了物理学研究的科学思维过程，让学生体验什么是科学思维的方法。

教学中要进一步为学生创设问题情景。

如放映录像：鸟的飞行，流水、瀑布，羽毛下落……·详细描述物体运动有什么困难？·我们需要了解物体各部分运动的区别吗？·演示羽毛下落。

·教师引导学生讨论并总结质点概念。

要明确质点概念的确切容和在什么情况下可把物体看做质点。

同时，要明确建立物理模型是物理学研究问题的基本方法。

（3）参考系和坐标系的教学①学生在初中已学过参照物，教师可让学生举例说明同一物体对不同的参照物运动情况不同，对学生列举的典型例子教师应充分肯定，同时结合教科书中的图1．1-4加以分析。

然后教师说明“参照物”的科学名称是“参考系”即可。

②坐标系的建立是教学重点，我们可创设一个实例让学生思考。

图1－1如图1-1所示，一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向，我们怎样描述汽车的位置随时间的变化？图1-1让学生思考如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？如何确定坐标轴上的刻度值？教师最后总结：对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。

（4）全球卫星定位系统（GPS）的教学图1－2图1-2全球卫星定位系统应用越来越广，可让学生阅读教材，并举例说明它的许多用途。

教材没有介绍定位原理，教学中也没有这个要求，而是让学生了解图1．1-6显示屏上提供的信息。

教科书图1．1-6显示屏上的北纬39°55．451′、东经116°23．504′是所处的经度和纬度，第1行的“西”和第2行的航向267°其含义如图1-2所示。

2 时间和位移（1）教材分析介绍描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念的含义和区别。

本节和上节的容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础。

时刻和时间间隔、路程和位移的含义学生容易混淆，要注意让学生弄清楚它们的区别。

（2）教学的整体设计本节要求学生了解时刻、时间间隔、路程、位移等概念的含义和区别。

教师逐个解释名词效果不好。

可以考虑通过一个实例让学生分析、讨论。

如：利用教科书中图1．2-2到的一条路线，标明使用的交通工具，从列车时刻表上查出由出发的时间（时刻），经过中间各大站的时间（时刻）和到达的时间（时刻）。

可以让学生各自画示意图，表示从家出发到达学校的路线、经过各处的时间等。

让学生针对实例分析时刻、时间间隔、路程、位移等概念的含义，以及它们之间的关系和区别，最后教师总结。

（3）位移的教学位移是有大小和方向的物理量，即用初位置指向末位置的有向线段来表示位移。

让学生进一步领悟描述质点位置的变化量是位移，根据位移就能确定质点的新位置。

另外，位移是矢量。

学生第一次接触矢量语言感到不习惯是自然的，我们可考虑充分利用有向线段表示矢量的直观、形象的特点，联系实际例子，让学生初步了解矢量相加的法则。

如本节的“思考与讨论”的容同样是教学的重要环节，但不是要求矢量的教学一步到位。

不要将结论告诉学生，让学生从一个实例出发思考矢量相加的法则。

学生可能说不出完整的什么法则，但对三个位移矢量构成一个三角形的这种关系一定能够有所领悟，这就达到了教学的要求。

因为矢量合成的法则要在以后接触更多的矢量之后才正式学习，在这里只是起到一个铺垫的作用。

（4）“思考与讨论”栏目的教学图1－3图1-3用初位置到末位置的有向线段表示位移。

作为矢量与标量的重要区别在于位移的加法与标量的加法不同，这是教学的重点，也是难点。

为了让学生初步领悟矢量加法不同于标量加法，教材特别设置“思考与讨论”栏目，让学生通过一个实例的思考与讨论，感悟到向北的40m位移加上向东的30m位移等于北偏东37°的50m位移。

在学生画出相应的矢量图后，教师可引导学生扩展到其他情况，启发学生归纳出矢量的加法是一种几何加法。

注意这不是矢量教学的全部，只是一个铺垫。

关于矢量的加法问题要在第三章相互作用中完成。

3 运动快慢的描述──速度（1）教材分析教材进一步说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移，为速度概念的叙述作好准备。

教材的重点是速度，从平均速度引入，通过极限的思维方法过渡到瞬时速度，说明瞬时速度表示物体在时刻t 的速度。

教材最后说明速度的应用，特别以“STS”栏目形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系。

（2）用坐标的变化量表示位移平均速度和瞬时速度都用位移与时间的比来定义，直线运动中质点的位移用坐标的变化量Δx来表示的方法是重要的。

教材以一辆汽车沿平直公路行驶为例，让学生通过思考与讨论理解用Δx表示位移大小和方向的方法。

教师在组织学生讨论和总结时要注意引导学生理清思考问题的思路，如先选定质点运动的直线为一维直线坐标系，确定坐标轴的原点和坐标轴的正方向，并确定坐标轴的标度。

图1－4质点①在t1时刻位于A点，坐标x1=10 m质点①在t2时刻位于B点，坐标x2=30 m质点的位移是有向线段AB，线段的长度20 m表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。

Δx=x2-x1=20 m，Δx的绝对值表示位移AB的大小，Δx为正值表示位移AB的方向与x轴正方向相同。

根据学生思考、讨论的情况，我们还可考虑设置下列问题把讨论引向深入：质点②t1时刻在C点，x3=80 m质点②t2时刻在D点，x4=60 mΔx=x4-x3=-20 m，Δx的绝对值表示位移CD的大小，Δx为负值表示位移CD的方向与x轴正方向相反。

质点③t1时刻在E点，x2=-30 m质点③t2时刻在F点，x6=-10 mΔx=x6-x5=20 m，Δx的绝对值表示位移EF的大小，Δx为正值表示位移EF的方向与x轴正方向相同。

质点④t1时刻在G点，x7=-40 m质点④t2时刻在H点，x8=-70 mΔx=x8-x7=-30 m，Δx的绝对值表示位移GH的大小，Δx为负值表示位移GH的方向与x轴正方向相反。

（3）平均速度和瞬时速度的教学①学生认为平均速度好懂，有的学生误认为平均速度与初中学过的速度没有区别，我们可通过实例让学生注意到，初中学的速度定义是路程与时间的比，它没有方向。

现在说的平均速度是矢量，它的方向与位移Δx的方向相同。

一辆汽车10 s向东行驶120 m，另一辆汽车10 s向北行驶120 m，这两辆汽车平均速度大小相等但方向不同，它们的平均速度不同。

②教学实践表明，教材用极限思想介绍瞬时速度是可行的。

教材在定义了平均速度后进一步指出“为了使运动的描述精确些，可以把Δt取得小一些，运动快慢的差异也就小一些；Δt越小，描述越精确；想像Δt非常小，可以认为表示物体的瞬时速度。

”这样处理较清晰地体现了极限思想，目的是让学生进一步加深对科学思维方法的感悟，但又回避了严格的极限概念和计算，也没有引入“极限”这个术语。

为加深学生对瞬时速度的理解，我们可做下面的演示实验。

图1－5演示如图1-5所示，让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动。

将滑块放上不同宽度的遮光片，即Δx为1 cm，3 cm，5 cm，10 cm，若没有成品挡光片，可用硬纸片自制成需要的宽度。

测出每个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔Δt。

遮光片越窄，Δt越小时，描述通过该位置的运动快慢越精确，Δt极小时，可认为是瞬时速度。

（4）速度教学中渗透STS的思想STS强调的是科学、技术与社会的互动关系，而不仅仅是科学在技术中的应用。

本节教材在“STS”栏目中设置了“速度与现代社会”的文章。

介绍了车辆速度的提高与城市发展等方面的关系，并讨论了环境、资源等问题。

在涉及科学技术与社会的问题时，重要的是启发学生进行这方面的思考，鼓励他们发表自己的见解。

如文章的最后提出这样的问题：“交通工具的速度是不是越快越好？”另外，对教材中所列的常见的速度表，可让学生补充一些感兴趣的、重要的速率，如：空气中0℃时的声速为3．3×102 m/s，大陆板块移动速度约10-9 m/s 等。

（5）“说一说”栏目的教学费恩曼所举的有趣的例子可组织同学阅读、议论，鼓励学生提出自己的想法。

教师引导学生认识到警察所说的超速指的是瞬时速度，女士说的是一段时间走的路程和将要走过的路程，这位女士不懂瞬时速度。

4 实验：用打点计时器测速度将实验教学与其他教学容紧密地结合在一起的教学形式是这次实验教学的一个特点。

虽然没有规定学生的必做实验，但凡是《课程标准》做出这样要求的，教材都安排了实验。

本节实验要求全体学生都必须完成。

第一次实验课应向学生介绍实验室要求及安全注意事项。

最好让学生课前阅读一下教科书中“学生实验”部分的容，不要求完全读懂，主要是让学生对物理实验有所了解，对物理实验的意义有所认识。

（1）实验目标要求学生通过教科书和阅读“说明卡”观察仪器，掌握使用打点计时器在纸带上记录时间和位移的技能，并运用这一技能测定平均速度，画出v-t图象。

了解用图象研究物理问题的方法。

（2）仪器和器材①电磁打点计时器（或电火花计时器）；②纸带；③刻度尺，长度在30 cm以上，最好使用透明塑料尺；④学生电源，使用4～6 V交流电压挡；⑤导线。

（3）注意事项①会安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸圆片下穿过。

将计时器接入50 Hz交流电源，从交流4 V开始，观察振动片振动情况，若振动片振幅较小，再升高电压至6 V。

②开启电源，打点计时器工作，待1～2 s再拖动纸带打出点子。

观察点迹是否清晰，打完点后，立即关闭电源（因打点计时器是按间歇工作设计的，避免线圈过热而损坏）。