物理学是一门基础科学,是整个自然科学和现代技术发展的基础,在知识经济中具有不可替代的作用。
物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。物理学的研究方法对于探索自然具有普遍意义。学生在高中物理课程中学到物理基础知识和实验技能,受到科学方法和科学思维的训练,受到科学态度和科学作风的熏陶,这对于他们提高科学文化素质,适应现代生活,继续学习科学技术,都是十分重要的。
物理课是普通高中的一门重要课程。物理教学应该遵循教育要面向现代化、面向世界、面向未来的战略思想,贯彻国家的教育方针,为实现普通高中的任务和培养目标更好地作出贡献。
一、教学目的
(1)使学生学习比较全面的物理学基础知识及其实际应用,了解物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系。
(2)使学生受到科学方法的训练,培养学生的观察和实验能力,科学思维能力,分析问题和解决问题的能力。
(3)培养学生学习科学的志趣和实事求是的科学态度,树立创新意识,结合物理教学进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。
二、课程安排
本大纲提供两类物理课的教学内容和要求,以适应不同学校和具有不同兴趣、特长的学生的需求。
必修物理课基本要求的物理课,是全体学生必须学习的,简称Ⅰ类物理课。
必修加选修物理课较高要求的物理课,适合于基础较好的学生学习,简称Ⅱ类物理课。
三、教学内容的确定
教学内容应当有利于提高学生的科学文化素质,有利于他们进一步学习,以适应21世纪对人才的需求。
普通高中属于高层次的基础教育。高中物理课应该强调加强基础,把那些最重要、最基本的主干知识作为课程的主要内容。教学内容应当随着时代而有所更新。要处理好经典物理与近代物理的关系,适当增加近代物理的内容,并在经典物理知识的教学中注意渗透近代物理的观点,开阔学生的思路和眼界。
物理知识有广泛的应用,高中物理教学内容应该包括与基础知识联系密切的实际知识。要引导学生弄清实际问题中的物理原理。要介绍与基础知识有密切联系的现代科学技术成就。
学生不仅要学到物理知识的结论,而且应该了解知识产生和发展的过程,了解人类对于自然界的认识是怎样一步一步地深入的。在展开教学内容时要介绍一些历史背景和物理思想的演化。
教学内容的程度和分量应该难易适度、负担合理,课时安排要留有余地,以利于学生生动活泼地、主动地学习和发展。
四、教学中应该注意的问题
(1)引导学生积极、主动地学习,培养学生独立思考的习惯和能力
要积极改革教学方法,注意研究学生的心理特征和认知规律,善于启发学生的思维,激起学习兴趣,使他们积极、主动地获得知识和提高能力。要鼓励学生发表看法,培养质疑的习惯。要组织学生进行必要的讨论,使教学过程生动活泼。要根据实际情况,因材施教,针对不同的学生提出不同的要求,使他们都能积极、主动、有效地学习和发展。
要培养学生独立思考的习惯和能力。教师讲课不宜过细,要给学生留出思考、探究和自我开拓的余地,鼓励和指导他们主动地、独立地钻研问题。要指导学生掌握正确的学习方法,学会阅读教科书,学会自己归纳所学的知识和方法。要提高学生获取新知识的能力,学会独立地收集信息和拓宽知识面。
(2)重视物理概念和规律的教学
教学中要重视概念和规律的建立过程,要重在理解。应该使学生认清概念和规律所依据的物理事实,理解概念和规律的含义,理解规律的适用条件,认识相关知识的区别和联系。概念和规律的教学要思路清楚,使学生知道它们的来龙去脉,真正理解其中的道理,领会研究问题的方法。
要重视概念和规律的应用,使学生学会运用物理知识解释现象,分析和解决实际问题,并在运用中巩固所学的知识,加深对概念和规律的理解,提高分析和解决实际问题的能力。
教学必须分清主次,突出重点。对重点的概念和规律,要使学生学得更好些,并充分发挥它们在发展智力、培养能力和树立科学精神方面的作用。同时,应该注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。
课堂教学的重点应当放在对概念和规律的理解上,不应急于做过多的题目。学好物理要做一定数量的题目,但是题目的数量和难度要切合学生的实际,不应追求题目的数量。应当让学生认识到,解题要经过独立思考,不能机械地套用某种类型,这样才能切实有效地提高能力。
(3)加强演示和学生实验
观察现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验能力,培养实事求是的科学态度,引起学习兴趣,具有不可代替的重要作用。因此,要大力加强演示和学生实验。本大纲规定的演示实验和学生实验都应该力求做好。
演示的内容除了演示实验,还包括挂图、模型、投影片和录像片等。要充分发挥计算机等现代化教学手段的作用。
学生实验的要求应该切实达到。有条件的学校应该适当增加学生实验的数目,特别是增加探索性的实验。教师要充分发挥学生做好实验的主动性和积极性,加强对学生实验的指导。应该要求学生认真思考,手脑并用,既要独立操作,又要善于与别人合作。要教育学生遵守实验室规则。
(4)加强能力的培养
物理教学必须注意培养学生多方面的能力。加强能力的培养,是物理教学的重要任务。要破除单纯传授知识的传统教学观念。同时,要注意防止把方法和能力当作一种新的知识向学生灌输,这种作法并不能真正提高能力。
要通过观察现象、观看演示和学生自己做实验,培养学生的观察能力和实验能力。要培养的观察能力主要是:能有目的地观察,能辨明观察对象的主要特征,认识观察对象所发生的变化过程以及变化的条件。要培养的实验能力主要是:明确实验目的,理解实验原理和方法,学会正确使用仪器进行观察和测量,会控制实验条件和排除实验故障,会分析处理实验数据并得出正确结论,了解误差和有效数字的概念,会独立地写出简要的实验报告。
要通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力以及科学的语言文字表达能力。
要培养学生运用数学处理问题的能力,主要是:要求学生理解公式和图象的物理意义,运用数学进行逻辑推理,得出物理结论。要学会用图象表达和处理问题。既重视定量计算,也重视定性和半定量分析。
要通过知识的运用培养学生分析和解决实际问题的能力。要求学生能运用所学的概念、规律和模型等知识对具体问题进行具体分析,弄清物理过程和情景,明确解决问题的思路和方法,逐步学会灵活地分析和解决问题。
(5)密切联系实际
物理教学要密切联系实际,使学生在理论和实际的结合中理解和运用知识。联系实际的对象包括自然现象、现代生活、科学实验、各种产业部门中的实际问题,以及现代科学技术的发展等。要注意联系当前普遍关心的社会经济问题,如能源、环境等问题,使学生理解物理学与技术进步、社会发展的关系,从更广阔的角度认识物理学的作用。
要培养学生的应用意识,既重视科学家的发现,又重视发明家的发明。要引导学生关心实际问题,有志于把所学物理知识应用到实际中去。
(6)落实课题研究
在高级中学开展课题研究,是全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作能力的重要环节。这项活动还有利于培养学生独立思考的习惯,激发学生的创新意识。课题研究主要着眼于这些能力与意识的培养,而不在于某项具体知识的学习。
教师应该对课题研究进行指导,但要避免给出具体的步骤和方法。要鼓励学生采用不同方法,提出不同见解。
研究课题可以大致分为探索性物理实验、科技制作、新科技问题的学习报告、社会调查、扩展性学习等几个不同的类型。附录中给出了研究课题的若干示例,教师和学生可以从中选用,也可以提出其他课题。教师可以根据不同学生的特长和兴趣向学生推荐。
课题的研究成果可以是小论文、科学报告,也可以是制作的仪器、设备。
课题研究应该以课内课外结合的形式进行。大纲为每个课题划出了4课时,教学中必须保证,其中应有2课时用于学生间的汇报和交流。
(7)发挥物理课程在观念、态度领域的教育功能
物理课程要使学生受到相信科学、热爱科学的教育,引导学生思考科学技术与人类社会的相互关系。要使学生在学习知识的同时潜移默化地受到辩证唯物主义教育,要培养学生实事求是的科学态度,教育学生从实际出发,尊重事实,按客观规律办事。
要介绍物理学发展史上的重要事件和科学家的事迹,激发学生的创新意识。要介绍我国历史上对科学技术的贡献,介绍我国社会主义建设的成就和现代科学技术的成就,培养学生爱国主义的情操。
思想教育要结合有关的教学内容,采取多种形式,生动活泼地进行,使学生易于接受。
五、必修物理课的教学内容和要求说明
(1)必修物理课是基本要求的物理课,内容和要求应该着眼于提高学生的科学文化素质,教学内容应该包括物理知识的主要方面。
(2)必修物理课要培养学生的观察和实验能力,科学思维能力以及适应现代社会生活的能力。
(3)教学要求分为两个层次。
A层次:较低要求的层次。所列知识的内容,在高中阶段不宜深入展开,或在初中阶段已经作过较为详细的讨论。
B层次:较高要求的层次。
带*号的内容为选学内容,教学中鼓励多选,要求至少选学4课时。
(4)在下表“演示”栏中主要列出了演示实验。其他演示手段由教师自行确定。为了增加学生实际操作的机会,有的演示实验可以安排为学生随堂实验,采取边教边实验的方式进行,以利于学生仔细观察现象,提高观察和实验能力。这类学生随堂实验,一般以定性观察为主,在定量方面不作过高的要求。
(5)按课程计划规定,必修物理课的总课时为158课时,建议安排:讲课101课时(含学生随堂实验),学生实验17课时,课题研究(4个课题)16课时,机动24课时(含学生自主安排的时间)。
下面列出的是必修物理课结束时所应完成的教学内容和要求。
1. 直线运动
内容和要求 |
演 示 |
机械运动(A) 参考系(A)
质点(A) |
|
位移和路程(A)
平均速度(A) 瞬时速度(A) 速率(A)
加速度(B) 匀变速直线运动的规律(B) |
测定匀变速直线运动的加速度
初速度为零的匀加速直线运动的路程和时间的关系 |
匀速直线运动的s-t图象和v-t图象(A)
匀变速直线运动的v-t图象(A) |
|
自由落体运动(B) 重力加速度(B) |
空气阻力很小时, 不同物体同时下落 |
2. 力
内容和要求 |
演 示 |
力的概念(A) 力的矢量性(A) |
|
重力(A) 重心(A) 形变和弹力(A) 滑动摩擦力(A) 静摩擦和最大静摩擦力(A) |
用悬挂法确定薄板的重心
物体的微小形变
静摩擦和最大静摩擦力 |
力的合成和分解(A) 平行四边形定则(B) |
力的合成的平行四边形定则
合力的大小与分力间夹角的关系
力的分解 |
共点力的平衡(A) 力矩和力矩的平衡(A) |
共点力的平衡条件
力矩的作用和力矩的平衡 |
说明:关于滑动摩擦力,可以介绍动摩擦因数;关于最大静摩擦力,可做定性介绍。
3. 牛顿运动定律
内容和要求 |
演 示 |
牛顿第一定律(A)
牛顿第二定律(B)
牛顿第三定律(B)
超重和失重(A) |
惯性
加速度和力的关系
加速度和质量的关系
作用力和反作用力
超重和失重 |
国际单位制(SI)中的力学单位(A)
牛顿力学的适用范围(A)
* 非惯性系和惯性力 |
|
说明:在牛顿力学的适用范围的教学中,可以介绍质量和速度的关系。
4. 曲线运动 万有引力
内容和要求 |
演 示 |
曲线运动(A) 曲线运动中速度的方向(A) |
物体做曲线运动的条件
曲线运动中速度的方向 |
运动的合成和分解(A)
平抛运动(B) |
互成角度的两个匀速直线运动的合成
平抛物体与自由落体同时落地 |
匀速圆周运动(A)
线速度、角速度和周期(B)
向心加速度(A) 向心力(B) 离心现象(A) |
决定向心力大小的因素
离心现象 |
万有引力定律(B)
人造地球卫星(A) 宇宙速度(A) |
|
说明:
1. 向心加速度的公式可以直接给出。
2. 在万有引力定律的教学中,要注意结合航天技术等现代科技,要强调人类对天体运动的认识过程,介绍万有引力定律的发现及其对人类认识的意义。
5. 动量
内容和要求 |
演 示 |
动量(A) 动量定理(A)
动量守恒定律(B) |
碰撞前后动量守恒 |
反冲 (A) 火箭(A)
航天技术的发展和宇宙航行(A) |
反冲 |
说明:教学中适当进行一维情况下应用动量守恒定律的练习;关于二维情况,可以通过照片等进行介绍。
6. 机械能
内容和要求 |
演 示 |
功(B)
功率(A) |
|
动能(A) 动能定理(B)
重力势能(B) 重力做功与重力势能改变的关系(B)
弹性势能(A) |
物体的动能与物体的质量和速度有关
物体的重力势能与物体的质量和高度有关
发生弹性形变的物体具有弹性势能 |
机械能守恒定律(B) |
动能和势能的相互转化 |
* 伯努利方程 |
* 流体的压强和流速有关 |
7. 机械振动
内容和要求 |
演 示 |
简谐运动(A)
简谐运动的振幅、周期和频率(B)
简谐运动的振动图象(A)
* 用三角函数表示简谐运动 * 相位
单摆(A) 单摆周期公式(A) |
弹簧振子的振动
简谐运动的振动图象
单摆振动的等时性
单摆的振动周期与摆长有关 |
自由振动和受迫振动(A) 共振(A) |
受迫振动和共振 |
说明: 在弹簧振子的教学中,可以利用学生实验“探索弹力和弹簧伸长的关系”的结论。
8. 分子热运动 能量守恒
内容和要求 |
演 示 |
阿伏加德罗常数(B) 分子的热运动(A) 分子热运动的动能(A)
分子间的相互作用力(A) 分子势能(A)
物体的内能(A) 热量(A) 改变内能的两种方式(A) |
布朗运动
空气在绝热压缩时温度升高
空气在绝热膨胀时温度降低 |
热力学第一定律(A) 能量守恒定律(B) 热力学第二定律(A) 永动机不可能(A) |
|
能源的开发和利用(A) 能源的利用与环境保护(A) |
|
9. 固体、液体和气体
内容和要求 |
演 示 |
* 固体的微观结构 * 晶体和非晶体
* 液体的微观结构 * 液晶
* 液体的表面张力现象和毛细现象 |
* 晶体、非晶体的实物
* 表面张力现象和毛细现象 |
气体的体积、压强、温度间的关系(A) 气体分子运动的特点(A) 气体压强的微观意义(A) |
气体压强微观意义的模拟演示 |
说明:气体的体积、压强、温度间的关系可做定性介绍。
10. 电场
内容和要求 |
演 示 |
元电荷(A) 电荷守恒(A)
点电荷(A) 真空中的库仑定律(A) |
电荷间的相互作用力与电荷量及距离有关 |
电场(A) 电场强度(B) 电场线(A) 匀强电场(A) |
电场线图 |
电势差(B) 电势(A) |
|
电容器(A) 电容(A) 常用的电容器(A) |
常用的电容器 |
* 静电的利用和防止 |
* 静电的利用和防止的实例 |
说明:在电容器的教学中,可以介绍电场能量的概念。
11. 恒定电流
内容和要求 |
演 示 |
欧姆定律(A)
电动势(A) 闭合电路的欧姆定律(B)
路端电压与负载的关系(A)
闭合电路中的能量转化(A) |
路端电压与负载有关 |
半导体(A) 超导及其应用(A) |
* 超导现象 |
说明:讲到电流的概念时应该说明,在国际单位制中,电流的单位是基本单位,电荷量的单位是导出单位。
12. 磁场
内容和要求 |
演 示 |
磁场(A) 电流的磁场(A) 磁感应强度(A) 磁感线(A) 地磁场(A) 安培定则(A)
磁性材料(A) 分子电流假说(A) |
电流的磁场对磁针的作用
磁场对电流的作用
磁感线图 |
安培力的大小(F = B?I?l )?(A) 左手定则(B)
运动电荷在磁场中的偏转(A) 洛伦兹力(A) |
安培力和左手定则
电子束在磁场中的偏转 |
13. 电磁感应
内容和要求 |
演 示 |
磁通量(A) 法拉第电磁感应定律(A) 导体切割磁感线时的感应电动势 (E = B l v) (B)
右手定则(B) |
感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关
右手定则 |
* 自感现象 |
自感现象 |
说明:在自感现象的教学中, 可以介绍磁场能量的概念。
14. 交变电流
内容和要求 |
演 示 |
交流发电机及其产生正弦式电流的原理(A)
正弦式电流的图象(A)
正弦式电流的最大值和有效值,周期和频率(B)
* 电阻、电感和电容在交流电路中的作用 |
线圈在磁场中旋转产生交变电流
用示波器观察交变电流的波形
* 电感和电容在交流电路中的作用 |
理想变压器(A)
电能的输送(A) |
变压器的构造和工作原理
提高输电电压对减少输电损耗的作用 |
15. 机械波
内容和要求 |
演 示 |
机械波(A) 横波和纵波(A)
波长、频率和波速的关系(B) |
横波的形成和传播
纵波的形成和传播 |
声波(A)
超声波及其应用(A) |
|
16. 电磁场和电磁波
内容和要求 |
演 示 |
电磁场(A) 电磁波(A) 电磁波的周期、频率和波速(A)
电视(A) 雷达(A)
* 无线电波的发射和接收 |
* 电磁波的发射和接收 |
光是电磁波(A) 电磁波谱(A) 电磁波谱的各主要波段及其应用(A) |
红外线的热效应和红外线遥控
紫外线的荧光效应 |
17. 光
内容和要求 |
演 示 |
光的反射定律和折射定律(B) 折射率(A)
全反射(A) 光导纤维(A)
棱镜(A) 光的色散(A) |
光的反射定律
光的折射定律
全反射
光导纤维及其应用
光通过棱镜时的偏折和色散 |
光的干涉现象(A)
光的衍射现象(A) |
光的双缝干涉现象和薄膜干涉现象
光的衍射现象 |
激光的特性及其应用(A) |
激光 |
光电效应(A) 光子(A)
光的波粒二象性(A) 物质波(A)
光的本性学说的发展简史(A) |
光电效应 |
18. 原子和原子核
内容和要求 |
演 示 |
玻尔模型和氢原子的能级结构(A) 氢原子中的电子云(A) 光子的发射和吸收(A) |
|
原子核的组成(A) 天然放射现象(A) 、、射线(A) 衰变(A) |
* 用计数器探测射线
* 用云室观察粒子的径迹 |
爱因斯坦质能方程(A)
重核的裂变(A) 链式反应(A) 核反应堆(A) 放射性污染和防护(A)
轻核的聚变(A) * 可控热核反应 |
|
人类对物质结构的认识(A) |
|
19. 学生实验
实验内容 |
说 明 |
1. 长度的测量 |
使用刻度尺、游标卡尺。 |
2. 研究匀变速直线运动 |
使用电火花计时器(或电磁打点计时器,下同)、刻度尺。 |
3. 探索弹力和弹簧伸长的关系 |
记录弹簧伸长与所受拉力的数据,在坐标纸上描点,作出拟合曲线,写出与曲线对应的函数,解释函数式中各量的物理意义。 |
4. 验证力的平行四边形定则 |
使用弹簧秤。 |
5. 验证机械能守恒定律 |
用自由落体进行实验。使用电火花计时器、刻度尺。 |
6. 用单摆测定重力加速度 |
使用刻度尺、停表。 |
7. 用油膜法估测分子的大小 |
测油膜的面积。 |
8. 研究平抛物体的运动 |
用描迹法。 |
9. 验证动量守恒定律 |
用平抛实验器进行实验。使用学生天平、刻度尺。 |
10. 描绘小电珠的伏安特性曲线 |
使用电流表、电压表、滑动变阻器。知道非线性的原因。 |
11. 测定电源的电动势和内阻 |
使用电流表、电压表、滑动变阻器。 |
12. 练习使用多用电表 |
练习交直流电压挡、直流电流挡和电阻挡的用法。 |
13. 练习使用示波器 |
观察交变电流的波形和整流后的波形。使用学生电源、示波器等。介绍二极管的单向导电性和整流作用。 |
14. 传感器的简单应用 |
光电和热电转换及其简单应用。光电计数的简单概念。 |
15. 测定玻璃的折射率 |
用插针法测定。 |
16. * 研究玩具电机的能量转化 |
用电机匀速吊起砝码,砝码下落使电机转动。使用电流表、电压表、停表和刻度尺等。 |
说明:要求知道误差和有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求,运算结果一般可用2~3位有效数字表示。知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差。
六、必修加选修物理课的教学内容和要求
说明
(1)必修加选修物理课是较高要求的物理课,要为学生将来进一步学习打下比较坚实的基础。
必修加选修物理课的教学内容完全覆盖必修物理课的教学内容,其中从“1.直线运动”至“8.分子热运动能量守恒”,教学内容和要求与必修物理课完全相同。
(2)根据物理学科的特点,必修加选修物理课要培养学生的观察和实验能力,科学思维能力、科学的语言表达能力、运用数学处理问题的能力,分析和解决实际问题的能力。
(3)教学要求分为两个层次。
A层次:较低要求的层次。所列知识的内容,在高中阶段不宜深入展开,或在初中阶段已经作过较为详细的讨论。
B层次:较高要求的层次。
带*号的内容为选学内容,教学中鼓励多选,要求至少选学6课时。
(4)在下表“演示”栏中主要列出了演示实验。其他演示手段由教师自行确定。为了增加学生实际操作的机会,有的演示实验可以安排为学生随堂实验,采取边教边实验的方式进行,以利于学生仔细观察现象,提高观察和实验能力。这类学生随堂实验,一般以定性观察为主,在定量方面不作过高的要求。
(5)按课程计划规定,总课时为306课时,建议安排:讲课184课时(含学生随堂实验),学生实验35课时,课题研究(5个课题)20课时,机动67课时(含学生自主安排的时间)。
下面列出的是必修加选修物理课结束时所应完成的教学内容和要求。
1. 直线运动
内容和要求 |
演 示 |
机械运动(A) 参考系(A)
质点(A) |
|
位移和路程(A)
平均速度(A) 瞬时速度(A) 速率(A)
加速度(B) 匀变速直线运动的规律(B) |
测定匀变速直线运动的加速度
初速度为零的匀加速直线运动的路程和时间的关系 |
匀速直线运动的s-t图象和v-t图象(A)
匀变速直线运动的v-t图象(A) |
|
自由落体运动(B) 重力加速度(B) |
空气阻力很小时, 不同物体同时下落 |
2. 力
内容和要求 |
演 示 |
力的概念(A) 力的矢量性(A) |
|
重力(A) 重心(A) 形变和弹力(A) 滑动摩擦力(A) 静摩擦和最大静摩擦力(A) |
用悬挂法确定薄板的重心
物体的微小形变
静摩擦和最大静摩擦力 |
力的合成和分解(A) 平行四边形定则(B) |
力的合成的平行四边形定则
合力的大小与分力间夹角的关系
力的分解 |
共点力的平衡(A) 力矩和力矩的平衡(A) |
共点力的平衡条件
力矩的作用和力矩的平衡 |
说明:关于滑动摩擦力,可以介绍动摩擦因数;关于最大静摩擦力,可作定性介绍。
3. 牛顿运动定律
内容和要求 |
演 示 |
牛顿第一定律(A)
牛顿第二定律(B)
牛顿第三定律(B)
超重和失重(A) |
惯性
加速度和力的关系
加速度和质量的关系
作用力和反作用力
超重和失重 |
国际单位制(SI)中的力学单位(A)
牛顿力学的适用范围(A)
* 非惯性系和惯性力 |
|
说明:在牛顿力学的适用范围的教学中,可以介绍质量和速度的关系。
4. 曲线运动 万有引力
内容和要求 |
演 示 |
曲线运动(A) 曲线运动中速度的方向(A) |
物体做曲线运动的条件
曲线运动中速度的方向 |
运动的合成和分解(A)
平抛运动(B) |
互成角度的两个匀速直线运动的合成
平抛物体与自由落体同时落地 |
匀速圆周运动(A)
线速度、角速度和周期(B)
向心加速度(A) 向心力(B) 离心现象(A) |
决定向心力大小的因素
离心现象 |
万有引力定律(B)
人造地球卫星(A) 宇宙速度(A) |
|
说明:
1. 向心加速度的公式可以直接给出。
2. 在万有引力定律的教学中,要注意结合航天技术等现代科技,要强调人类对天体运动的认识过程,介绍万有引力定律的发现及其对人类认识的意义。
5. 动量
内容和要求 |
演 示 |
动量(A) 动量定理(A)
动量守恒定律(B) |
碰撞前后动量守恒 |
反冲 (A) 火箭(A)
航天技术的发展和宇宙航行(A) |
反冲 |
说明:教学中适当进行一维情况下应用动量守恒定律的练习;关于二维情况,可以通过照片等进行介绍。
6. 机械能
内容和要求 |
演 示 |
功(B)
功率(A) |
|
动能(A) 动能定理(B)
重力势能(B) 重力做功与重力势能改变的关系(B)
弹性势能(A) |
物体的动能与物体的质量和速度有关
物体的重力势能与物体的质量和高度有关
发生弹性形变的物体具有弹性势能 |
机械能守恒定律(B) |
动能和势能的相互转化 |
* 伯努利方程 |
* 流体的压强和流速有关 |
7. 机械振动
内容和要求 |
演 示 |
简谐运动(A)
简谐运动的振幅、周期和频率(B)
简谐运动的振动图象(A)
* 用三角函数表示简谐运动 * 相位
单摆(A) 单摆周期公式(A) |
弹簧振子的振动
简谐运动的振动图象
单摆振动的等时性
单摆的振动周期与摆长有关 |
自由振动和受迫振动(A) 共振(A) |
受迫振动和共振 |
说明:在弹簧振子的教学中,可以利用学生实验“探索弹力和弹簧伸长的关系”的结论。
8. 分子热运动 能量守恒
内容和要求 |
演 示 |
阿伏加德罗常数(B) 分子的热运动(A) 分子热运动的动能(A)
分子间的相互作用力(A) 分子势能(A)
物体的内能(A) 热量(A) 改变内能的两种方式(A) |
布朗运动
空气在绝热压缩时温度升高
空气在绝热膨胀时温度降低 |
热力学第一定律(A) 能量守恒定律(B) 热力学第二定律(A) 永动机不可能(A) |
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能源的开发和利用(A) 能源的利用与环境保护(A) |
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9. 固体和液体
内容和要求 |
演 示 |
* 固体的微观结构 * 晶体和非晶体
* 液体的微观结构 * 液晶
* 液体的表面张力现象和毛细现象 |
* 晶体、非晶体的实物
* 表面张力现象和毛细现象 |
10. 气体
内容和要求 |
演 示 |
气体的实验定律(A)
理想气体(A) 克拉珀龙方程(B) 普适气体恒量(B) |
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气体分子运动的特点(A) 气体压强的微观意义(B) |
气体压强微观意义的模拟演示 |
* 饱和汽和未饱和汽 * 湿度 |
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说明:在气体压强的微观意义的教学中,可以导出理想气体的压强与分子平均动能的关系式。
11. 电场
内容和要求 |
演 示 |
元电荷(A) 电荷守恒(A) 电子的比荷(A)
点电荷(A) 真空中的库仑定律(B) |
电荷间的相互作用力与电荷量及距离有关 |
电场(A) 电场强度(B) 电场线(A)
点电荷的场强(B) 匀强电场(B)
电场的叠加(A) |
电场线图 |
电势差(B) 电势(B) 等势面(A) 电势能(A)
匀强电场中电势差和电场强度的关系(B) |
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静电场中的导体(A)
静电屏蔽(A) |
静电感应
静电平衡时电荷分布在导体的外表面
静电屏蔽 |
带电粒子在匀强电场中的运动(B)
示波管(A) |
带电粒子在电场中的偏转
示波器的使用 |
电容器(A) 电容(B) 平行板电容器的电容(A) 常用的电容器(A) |
影响平行板电容器电容的因素
常用的电容器 |
* 静电的利用和防止 |
* 静电的防止和利用的实例 |
说明:
1. 带电粒子在匀强电场中运动的计算, 指的是带电粒子进入电场时速度平行和垂直于场强的两种情况。
2. 在电容器的教学中,可以介绍电场能量的概念。
12. 恒定电流
内容和要求 |
演 示 |
欧姆定律(A)
电阻定律(A) 电阻率与温度的关系(A)
半导体(A) 超导及其应用(A) |
电阻定律和测定电阻率
电阻率与温度有关
* 超导现象 |
电功和电功率(B) |
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电动势(A)
闭合电路的欧姆定律(B)
路端电压与负载的关系(B)
闭合电路中的能量转化(A)
串联电池组的电动势和内阻(A) |
路端电压与负载有关 |
伏安法测电阻(B)
欧姆表的原理(A) |
伏安法测电阻
欧姆表的原理 |
说明:讲到电流的概念时应该说明,在国际单位制中,电流的单位是基本单位,电荷量的单位是导出单位。
13. 磁场
内容和要求 |
演 示 |
磁场(A) 电流的磁场(A) 磁感应强度(A) 磁感线(A) 地磁场(A) 安培定则(A)
磁性材料(A) 分子电流假说(A) |
电流的磁场对磁针的作用
磁场对电流的作用
平行通电直导线间的作用
磁感线图 |
安培力的大小(A) 左手定则(B)
磁电式电表原理(A) |
安培力和左手定则
磁电式电表原理 |
洛伦兹力(B)
带电粒子在匀强磁场中的运动(B)
质谱仪(A) 回旋加速器(A) |
电子束在磁场中的偏转
电子束在匀强磁场中做圆周运动 |
说明:
1. 安培力的计算,指的是导线跟B垂直和平行的两种情况。
2. 洛伦兹力的计算,指的是v跟B垂直和平行的两种情况。
14. 电磁感应
内容和要求 |
演 示 |
磁通量(A) 法拉第电磁感应定律(B) 导体切割磁感线时的感应电动势(B)
楞次定律(B) 右手定则(B) |
感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关
楞次定律和右手定则 |
自感现象(A) 自感系数(A)
自感现象的应用(A)
* 涡流 |
自感现象
日光灯电路
* 涡流 |
说明:在自感现象的教学中, 可以介绍磁场能量的概念; 自感电动势做定性分析。
15. 交变电流
内容和要求 |
演 示 |
交流发电机及其产生正弦式电流的原理(A)
正弦式电流的图象和三角函数表达式(A)
正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率(B)
感抗和容抗(A) |
线圈在磁场中旋转产生交变电流
用示波器观察交变电流的波形
电感和电容对交变电流的作用 |
理想变压器(B)
电能的输送(A)
三相电流(A) 三相四线制(A)
* 感应电动机原理 |
变压器的构造和工作原理
提高输电电压对减少输电损耗的作用
三相电流的产生
三相四线制中的线电压和相电压
* 感应电动机原理 |
说明:在变压器的教学中,可以介绍互感的概念。
16. 机械波
内容和要求 |
演 示 |
机械波(A) 横波和纵波(A)
横波的图象(B)
波长、频率和波速的关系(B) |
横波的形成和传播
纵波的形成和传播 |
波的叠加(A)
波的干涉和衍射现象(A)
* 驻波 |
水波的反射和折射
水波的干涉和衍射
* 驻波 |
声波(A)
超声波及其应用(A) |
声波的干涉
声音的共呜 |
多普勒效应(A) |
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17. 电磁场和电磁波
内容和要求 |
演 示 |
电磁场(A) 电磁波(A) 电磁波的周期、频率和波速(A)
无线电波的发射和接收(A) 电视(A) 雷达(A) |
电磁波的发射和接收 |
18. 光
内容和要求 |
演 示 |
光的反射定律和折射定律(B) 折射率(B)
全反射(B) 光导纤维(A)
棱镜(A) 光的色散(A) |
光的反射定律
光的折射定律
全反射
光导纤维及其应用
光通过棱镜时的偏折和色散 |
光的干涉现象(双缝干涉、薄膜干涉)(A) 双缝干涉的条纹间距与波长的关系(A)
光的衍射现象(A)
光的偏振现象(A) |
光的双缝干涉现象和薄膜干涉现象
光的衍射现象
光的偏振现象 |
激光的特性及其应用(A) |
激光 |
光的电磁本性(A) 电磁波谱(A)
微波、红外线、紫外线、X射线、射线(A)
光谱和光谱分析(A) |
红外线的热效应和红外线遥控
紫外线的荧光效应及其应用
X射线管
用分光镜观察连续谱和线状谱 |
光电效应(A) 光子(A) 爱因斯坦光电效应方程(B)
光的波粒二象性(A) 物质波(A) |
光电效应 |
光的本性学说的发展简史(A) |
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19. 原子和原子核
内容和要求 |
演 示 |
粒子散射实验(A) 原子的核式结构(A)
玻尔模型和氢原子的能级结构(B) 氢原子中的电子云(A) 光子的发射和吸收(A)
* 不确定性关系 |
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原子核的组成(A) 天然放射现象(A)
、、射线(A) 衰变(A) 半衰期(A)
原子核的人工转变(A) 核反应(A) |
* 用计数器探测射线
* 用云室观察粒子的径迹 |
放射性同位素(A)
放射性污染和防护(A) |
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质量亏损(A) 爱因斯坦质能方程(B)
重核的裂变(A) 链式反应(A) 核反应堆(A)
轻核的聚变(A) 可控热核反应(A) |
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人类对物质结构的认识(A) |
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说明:在玻尔模型和氢原子的能级结构的教学中,重点介绍氢原子的能级结构。
20. 相对论
内容和要求 |
演 示 |
* 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理 * 同时的相对性
* 时间间隔的相对性 * 长度的相对性
* 相对论速度叠加公式 * 质量和速度的关系 |
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* 广义相对论简介
* 宇宙概观 |
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说明:
- 教学中主要介绍相对论的基本思想和基本结论。
- 这部分内容可以用讲授、讲座或自学的形式做介绍。
21. 学生实验
实验内容 |
说 明 |
1. 长度的测量 |
使用刻度尺、游标卡尺。 |
2. 研究匀变速直线运动 |
使用电火花计时器(或电磁打点计时器,下同)、刻度尺。 |
3. 探索弹力和弹簧伸长的关系 |
记录弹簧伸长与所受拉力的数据,在坐标纸上描点,作出拟合曲线,写出与曲线对应的函数,解释函数式中各量的物理意义。 |
4. 验证力的平行四边形定则 |
使用弹簧秤。 |
5. 验证机械能守恒定律 |
用自由落体进行实验。使用电火花计时器、刻度尺。 |
6. 用单摆测定重力加速度 |
使用刻度尺、停表。 |
7. 用油膜法估测分子的大小 |
测油膜的面积。 |
8. 研究平抛物体的运动 |
用描迹法。 |
9. 验证动量守恒定律 |
用平抛实验器进行实验。使用学生天平、刻度尺。 |
10. 用描迹法画出电场中平面上的等势线 |
用恒定电流场模拟。 |
11. 描绘小电珠的伏安特性曲线 |
使用电流表、电压表、滑动变阻器。要求分析非线性的原因。 |
12. 测定金属的电阻率 |
使用刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器。要求会合理地选择仪器。用伏安法测电阻。 |
13. 把电流表改装为电压表 |
使用电流表、变阻器、电阻箱、标准电压表等。 |
14. 研究闭合电路的欧姆定律 |
用可调内阻的电池进行实验。使用电流表、电压表、滑动变阻器。 |
15. 测定电源的电动势和内阻 |
使用电流表、电压表、滑动变阻器。要求作出U –I图象,由图象得出电动势和内阻。 |
16. 练习使用示波器 |
观察交变电流的波形和整流后的波形。使用学生电源、示波器等。介绍二极管的单向导电性和整流作用。 |
17. 用多用电表探索黑箱内的电学元件 |
黑箱内有两个电学元件,元件可以是电阻也可以是二极管,黑箱有两个接线柱与外界相连。 |
18. 传感器的简单应用 |
光电和热电转换及其简单应用。光电计数的简单概念。 |
19. 测定玻璃的折射率 |
用插针法测定。 |
20. 用双缝干涉测光的波长 |
用双缝干涉实验仪进行实验。 |
21. * 用气垫导轨验证动量守恒定律 |
用气垫导轨进行实验。 |
22. * 研究玩具电机的能量转化 |
用电机匀速吊起砝码,砝码下落使电机转动。使用电流表、电压表、停表和刻度尺等。 |
说明:
(1)关于误差
认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差,知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差,能在某些实验中分析误差的主要来源,不要求计算误差。
(2)关于有效数字
了解有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求,运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
七、考核
考核应该以书面考试、实际操作、作业和课题成果讲评等多种形式进行。
考试是教学中不可缺少的环节,是检查教学质量的重要手段。教学过程中的考试,要考查基础知识和基本能力,以检查学生的学习是否达到教学大纲规定的教学要求;同时给教师提供反馈信息,以便及时调整教学进度,改进教学方法,提高教学质量。
除了书面考试,为了加强实验教学,应该对学生的实验能力进行考核。
课题研究的成绩要纳入考核成绩中。
八、附录:研究课题示例
·研究影响滑动摩擦力的因素
·研究材料的保温性能
·估测压力锅内水的温度
·用电解法测定元电荷
·自来水电阻率的测定
·研究弹簧振子的周期和小球质量的关系
·把灵敏电流表改装成多用电表
·研制水“火箭”
·用激光笔做光学实验
·菜刀上的力学知识
·刹车时车轮被抱死的利与弊
·调查研究:灶具的演变
·调查研究:家用电器的发展带来的安全问题
·小论文:从电冰箱到臭氧层
·小论文:温室效应
·小论文:从伽利略望远镜到哈勃太空望远镜——人类对宇宙的认识史
·小论文:阿尔法磁谱仪与暗物质
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