高中牛顿定律教材介绍

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1、普通高中课程标准实验教科书物理教材介绍·必修1（第四章牛顿运动定律）课程标准的要求 1．通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。 2．理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。 3．通过实验认识超重和失重现象。 4．认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。 一、本章教材概述 本章是在前面三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系，这是质点动力学的内容。牛顿运动定律是动力学的核心内容，根据牛顿运动定律可以确定物体位置、速度变化的规律，可以控制物体的运动。牛顿运动定律对直

2、线运动、曲线运动都适用，为便于学生理解，本章牛顿运动定律的应用只限于物体的直线运动，第一、二章研究的也主要是直线运动。在学生对牛顿运动定律基本理解的基础上，在后续的教学内容中，要研究牛顿运动定律对曲线运动的应用、研究牛顿运动定律对天体运动的应用、研究牛顿万有引力定律及应用。 本章教材先阐述牛顿第一定律，分析、说明牛顿在前人（特别是伽利略）研究基础上建立了牛顿第一定律，明确指出第一定律是牛顿物理学的基石，说明第一定律涉及的两个重要的、基本的物理概念：力和惯性。牛顿第一定律不能用实验直接验证，教材在阐述牛顿第

3、二定律前设置了一个实验：探究加速度与力、质量的关系，让学生初步了解牛顿第二定律有实验基础。教材在阐述牛顿第二定律后列举两个简单例题，使学生对第二定律的理解有具体的内容，得以进一步深化、准确。牛顿第二定律是定量的规律，教材适时地介绍了力学单位制和国际单位制。接着教材在实验的基础上阐述了牛顿第三定律。对牛顿运动定律的综合应用，教材安排两节分别阐述。教材首先阐述用牛顿运动定律解决的两类基本问题：从受力确定运动情况和从运动情况确定受力。然后，教材进一步研究牛顿运动定律的两个特殊的应用：共点力的平衡条件；超重和失重

4、。 本章在编写时，注意以下几个方面： 1．强调惯性定律是牛顿物理学的基石 惯性定律或者说牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度（运动状态）的原因，而是改变物体速度（运动状态）的原因。它被称为牛顿物理学的基石，力学的第一原理。正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出，并使牛顿以新的视角看待引力，进而令人信服地表明，天上和人间服从同样的力学。与此同时，它本身还包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的基石。 本教科书重

5、视惯性定律的教学，强调它在科学中的地位与作用，意在引导学生了解科学的发现和发展。科学的发现都有其深刻的社会背景和科学背景，同时，科学家自身的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神又成为情感态度价值观教育的好素材。 2．牛顿第二定律是牛顿物理学的核心 牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性──质量的关系，因而成为牛顿物理学的核心。 科学教育应该尊重科学发展的历程，但科学教育不可能也不必要重现各种科学的发展过程，而且作为科学教育的中学

6、物理课程的内容体系也不一定（有时甚至不应该）与物理学的学科体系相同，所以在本教科书中，是在学生已有的对力和质量认识的基础上，在学生实验探究了加速度与力的关系、加速度与质量的关系，取得数据，画出图象，寻找出规律性的认识之后，总结出牛顿第二定律的。这样做虽然与科学的历史过程不符，但会使学生感到具体而亲切，获得一种研究问题的体验，进而收获一种习惯，成为一种意识，养育一种能力。 3．重视科学知识的应用过程 物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、

7、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辨游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。 但是，在另一方面，对于学生而言，一个好的习题就是一个科学问题，犹如一个科学问题对于科学家而言，就是一道习题一样。从地面上各种物体的运动到天体的运动；从自行车到火车、汽车、飞机等交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船……所有这些问题，都是与牛顿力学相联系的，牛顿第二定律在其中举足轻重。科学教育应该引导学生用获取的知识和研究方法去审视、发现和解决与这些问题相联系的习题，并且在解决习

8、题时，重视过程而不重结果。例如，本章第6节和第7节以利用牛顿定律解决实际问题为目的，设置了“从受力确定运动情况”“从运动情况确定受力”“共点力的平衡条件”“超重和失重”几个问题，并解决了几个比较具体的实际问题，从而使学生体验到科学知识的作用。 另外，本教科书力图以这种广阔的科学技术为背景，在牛顿第三定律中增加了用传感器显示运动中的两个物体间作用力和反作用力；巨轮螺旋桨在水下向后推水；汽车驱动轮向后推动地面，车轮获得反作用力成为