初高中物理衔接教材.docx
《初高中物理衔接教材.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初高中物理衔接教材.docx（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
初高中物理衔接教材
初
高
中
物
理
衔
接
教
材
第一节如何学习高中物理
一、什么是物理学：
物理学是研究物质结构和运动基本规律的一门学科。
可用十六个字形象描述：
宇宙之谜、粒子之微、万物之动、日用之繁。
宇宙之谜是研究宇宙的过去、现状、未来以及人类如何利用宇宙资源，著名的英国物理学家霍金是我们研究宇宙的代表人物。
粒子之微就是我们不紧紧要在宏观尺度上研究物质的运动，还要在我们看不到的微观世界研究物质的运动，比如现在提出的纳米技术，是在10－9m的尺度上研究物质运动。
万物之动说的是万事万物都在运动，运动是绝对的，静止是相对的。
日用之繁意思是物理与我们的生活密切相关，
物理学的两个重要特点：
1、物理是一门基础学科
2、物理学是现代技术的重要基础并对推动社会发展有重要的作用。
二、回顾初中物理：
1、机械运动：
重点学习了匀速直线运动。
2、力：
包括重力、弹力、摩擦力，二力平衡条件，同一直线二力合成，牛顿第一定律也称为惯性定律。
3、密度
4、压强：
包括液体内部压强，大气压强。
5、浮力
6、简单机械：
包括杠杆、滑轮、功、功率。
7、光：
包括光的直线传播、光的反射折射、凸透镜成像规律
8、热学：
包括温度、内能
9、电路的串联并联、电能、电功
10、磁场、磁场中的力、感应电流
11、能量和能
三、高中物理知识结构：
高中物理学习的内容：
必修1：
运动学、力与平衡、力与运动等；
必修2：
功和功率、能的转化与守恒、抛体运动、万有引力和相对论等。
选修有3个系列：
选修1系列：
选修1-1，选修1-2电学知识等。
（文科）
选修3系列：
选修3-1，电场、恒定电流、磁场等；
选修3-2，电磁感应、交变电流、传感器等；
选修3-3，分子动理论、气体、物态和物态变化、热力学定律、
选修3-4，振动和波、电磁波、光学等；
选修3-5，动量守恒、原子物理、波与粒子等。
（普通高中理科学生必学3-1和3-2，剩下3本高考只考一本，属于三选一）
高中物理的主要内容可分为力学、热学、电学、光学、原子物理五个部分。
力学主要研究力和运动的关系。
重点学习牛顿运动定律和机械能。
比如说我们要研究游乐场中的“翻滚过山车”是什么原理。
再如，我们要研究要用多大速度把一个物体抛出地球去，能成为一颗人造卫星？
热学 主要研究分子动理论和气体的热学性质。
电学 主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。
重点学习闭合电路欧姆定律和电磁感应定律。
初中电学假定电源两极电压是不变的；高中电学认为电源电极电压是变化的。
这说明高中物理比初中物理内容加深加宽，由定性分析变为更多的定量分析，学习迈上一个新的台阶，同学们要有克服困难的思想准备。
光学 主要研究光的传播规律和光的本性。
原子物理 主要研究原子和原子核的组成与变化。
。
四、高中物理和初中物理的主要梯度：
（一）概念性阶梯：
1.从标量到矢量的阶梯。
从标量到矢量的阶梯会使我们对物理量的认识上升到一个新的境界。
初中我们只会代数运算,仅能从数值上判断一个量的变化情况.现在要求用矢量的运算法则,即要用平行四边形法则进行运算,判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化,还要看方向是否变化。
跨越的“台阶”。
2．速度的概念，初中定义速度为路程和时间的比值，只有大小没有方向。
而高中定义为位移和时间的比值，既有大小又有方向。
初中学习的速度实际上是平均速率。
3.从速度到加速度的阶梯。
从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程,我们容易跨过这个台阶。
从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯,面对这一阶梯我们必须经历一个由具体到抽象又由抽象到具体的过程。
首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,开始时我们往往认为加速度就是加出来的速度,这就把加速度和速度的改变量混淆起来。
更困难的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度变化量的大小方向之间关系的梳理,都是一个很陡的阶梯。
（二）规律上的阶梯概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯,规律上的阶梯主要表现在以下两个方面:
1.进入高中后,物理规律的数学表达式增多,理解难度加大,致使有的同学不解其意,遇到问题不知所措。
2.矢量被引入物理规律的数学表达式,由于它的全新处理方法使很多学生感到陌生,特别是正、负号和方向间的关系,如牛顿第二定律,动量定理的应用,解题时都要注意各量的矢量性。
（三）研究方法上的阶梯
1.从定性到定量。
初中物理中的内容基本上是对物理现象的定性说明和简单的定量描述,进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。
2.从一维运动到二维运动。
初中只学习匀速直线运动,而在高中不仅要学习匀变速直线运动,还要学习二维的曲线运动,并在研究物理过程时引入坐标法,把平面上的曲线运动（如平抛运动）分解成两个方向上的直线运动来处理。
3.引入平均值的方法。
这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法,如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等。
当然,一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。
总之，从初中到高中,要求我们处理问题时能从个别到一般,由具体到抽象,由模仿到思辨,由形式到辩证逻辑……。
附：
1、高中物理常见的研究方法
观察与实验法
物理模型法
猜想与控制变量法
类比方法
数学图像法
2、高中物理常用的思维方法
整体与隔离法
转换法
动态思维法
极限分析法
五中考和高考对学生能力的要求
高考对学生能力的要求
现将高考和中考对物理学科的要求告诉同学们，要求大家认真对照，希望从考纲对学生要求的差异上，悟道一些高中学习物理需要特别注意的地方。
（建议本专题学生自学后，将学习心得形成书面材料，并进行全班交流。
）
一、高考把对能力的考核放在首要位置，要通过考核知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不应把某些知识与某种能力简单地对应起来。
目前，高考物理科要考核的能力主要包括以下几个方面：
1．理解能力
理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式（包括文字表达和数学表达）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。
2．推理能力
能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理总是进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。
3．分析综合能力
能够独立地对所遇到的问题进行具体分析，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件；能够把一个较复问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够理论联系实际，运用物理知识综合解决所遇到的问题。
4．应用数学处理物理问题的能力
能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。
5．实验能力
能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
（二）考试范围和要求
物理要考查的知识按学科的内容分为力学、热学、电磁学、光学及原子和原子核物理五部分。
详细内容及具体说明列在本大纲的“知识内容表”中。
对各部分知识内容要求掌握的程度，在“知识内容表”中用罗马数字Ⅰ、Ⅱ标出。
Ⅰ、Ⅱ的含义如下：
Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们。
Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
例如：
第三章《牛顿定律》
16．牛顿第一定律：
惯性Ⅱ
17．牛顿第二定律：
质量、圆周运动中的向心力Ⅱ
18．牛顿第三定律Ⅱ
19．牛顿力学的适用范围Ⅰ
20．牛顿定律的应用Ⅱ
21．万有引力定律的应用、人造地球卫星的运动（限于圆轨道）Ⅱ
22．宇宙速度Ⅰ
23．超重和失重Ⅰ
24．共点力作用下的物体的平衡Ⅱ
二、中考物理对学生的要求
1、重视对知识与技能的考查
在充分体现课程改革理念，注重科学探究考查的同时，十分注意基本的物理概念和规律的理解的考查，对初中物理中的重要知识、方法和能力作为重点考查对象。
2、注重联系实际
考查基础知识和基本技能加强联系学生的生活实际、社会实际和生产实际，注重应用，注意在实际情景中加强对科学概念和科学原理的考查。
联系实际的试题同时也注意到与生产实际、科技实际的联系。
3、进一步加强对探究能力（实验）的考查
探究能力（实验）的考查注重对实验基本知识和基本技能的考查，充分体现课改理念，注意科学探究要素。
试题注意回归教材、回归课堂、回归学生，要将做过实验和未做过实验的考生区分开来。
4、注意体现四个方面的意识：
安全意识、效率意识、能量意识、环保意识
六高中物理的学习方法
一、物理学的研究方法：
观察、实验、推理。
物理学是一门以实验为基础的自然学科。
物理学的发展经过了无数物理学家的不懈努力，从古希腊的亚里斯多德，到英国的牛顿，到德裔美国犹太科学家爱因斯坦，将物理学发展到一个又一个新的高度。
他们在研究中，观察和实验是研究的重要方法。
观察是通过人的感官（眼、耳、鼻、舌、身等）或同时使用科学仪器来认识自然条件下的物理现象的一种方法，真正高质量的观察应该是一种有目的、有计划、有记录、有描述、有解释的认知。
实验是使研究对象（物体或事件）在人为可控制的条件下，显现自身规律的方法。
实验的类型很多，有定性实验、定量实验、对比实验、检验实验、析因实验、设计性实验等。
真正高质量的实验应该是一种有目的、有计划、有记录、有结论、有误差分析的活动。
观察与实验并不能代表物理研究的全部方法，要将物理学向更高的层次发展，还需要用理性思维去把握。
在观察和实验的基础上去推理，才将物理学向着更高的山峰迈进。
二、高中物理学习中用到的方法：
1、模型法：
在高中物理学习中，要介绍很多模型（如质点、点电荷、理想气体、理想电感、理想变压器、电场线、磁感线、匀速运动、匀变速运动、圆周运动、单摆、简谐振动等）。
这些模型都是建立在一种理想状况下，对复杂问题的简化，模型将贯穿整个高中物理，对高中物理的学习非常重要。
有的表示模型、理想模型、想象模型、运动模型等。
2、整体与隔离法：
在高中物理学习中，对一个物理现象的研究，有时要隔离出一个物体进行研究（隔离法），有时又要选几个物体组成的整体（即系统）进行研究（整体法）。
对象选得好，可以使研究变得简便，有时对象选得不恰当，会使得研究复杂，甚至研究不出结果。
在受力分析、动力学计算、电荷间作用、电磁感应等方面经常用到。
3、类比法：
类比法是将两个物理现象或过程进行对比，找到若干相同或相似之处，并依次为依据，将其中一个的研究方法、相关知识和结论推移到另一个上，得到新的结论的方法。
如电场线与磁感线、分子势能与重力势能、重力做功与电场力做功等。
4、等效替代法：
等效替代法是一个复杂的物理现象或过程，为使其研究更简便或得以进行，用另一个物理现象或过程来等效替代的方法。
如合力与分力，合运动与分运动，电流场与电场。
注意等效替代法不能将两个现象或过程同时分析。
5、推理法：
推理法是根据已经研究好的物理现象、物理过程以及物理规律，通过思维推理，预测出将要产生的物理现象、物理过程，得出新的物理规律的方法。
如牛顿第一定律、动量定理、动能定理、动量守恒、机械能守恒、能量守恒等。
推理法在高考中要求较高。
6、数学法：
数学法是运用数学知识来解决物理现象或过程的方法。
如方程多解的含义，解析式与图像处理物理问题的异曲同工，三角函数与三角形相似运用，比例求解法，均值不等式的应用等。
运用数学知识来处理物理问题要“数理结合”，不能纯数学而数学。
当然，高中物理的学习方法还有很多，如实验法等
三、如何才能学好高中物理
1、认真听讲。
学生在教师讲课之前要预习，上课要“四到”，第一要眼到。
对演示实验、老师的板书、身体语言对物理现象或过程的描述，要认真观察。
第二要心到。
对每一个概念、每一个规律、每一个例题、每一个实验乃至老师的每一句话要认真领会。
第三要手到。
上课要作笔记，作笔记可以记忆概念、公式和规律，还可以减轻听课的疲劳，更重要的是为复习提供依据。
学习过程是一个由知识点——知识线——知识面——知识体的过程，大脑装的知识很多，若不知道知识放在何处，不知道知识与知识之间的关系，就不能融会贯通，所以笔记很重要。
笔记记什么，概念、规律、公式固然该记，但它们的得出过程（包括图形）更应该记，这里蕴含着物理的思维和智慧，所记的笔记要体现相关物理知识的研究和学习方法，要记出物理的线索和知识之间的联系。
手到还包括对老师布置的课堂作业的完成。
第四要口到。
要积极回答老师的提问，这是培养自己语言能力的机会，更是提升自己物理水平的最佳时机。
一个物理题会的很多，但完整的用书面语言表达出来的就少了，若要求用口头语言表达出来那就更少。
古时称老师为“先生”，先生就有早知道的意思，其实老师与学生的差异还在于老师能够用口头语言来表达，所以老师的知识就达到了融会贯通。
2、积极实验。
物理学是一门以实验为基础的自然学科。
我们要对实验原理进行认真的思索、对实验器材进行认真的观察、实验步骤进行认真的设计、实验数据进行认真的分析、实验误差进行认真的查找。
逐步提高自己的实验操作技能和实验设计水平。
3、主动练习。
要把一门学科学好，练习是关键。
练习既是对三基（基础知识、基本技能、基本方法）的巩固，又是三基领会的提高。
在练习中，会遇到各种各样的问题，在抓住主要因素、忽略次要因素的解题过程，自己就成为了一个实践者，成绩就会快速提升。
当然，在练习中还要注意一些问题。
第一是系统性。
对一本资料，它是一个练习体系，我们应该顺序练习，不能多本资料各练习一部分，若这样的话，不会的依然不会。
第二是规范性。
练习的书写力求规范，高考中，因为解题不规范而失分者不在少数。
规范性还包括审题的规范、作图的规范（如用数学工具作图、矢量的长短与方向等）、对错误订正的规范等。
第三是深刻性。
练习的目的不是完成老师布置的作业，而是巩固和提升三基，所以我们要知道怎么做，还要知道为什么这么做。
对练习中存在的问题一定要不耻下问。
4、善于梳理知识。
知识多当然好，若能够形成知识体系就更好，我们就能准确快速的提取大脑中的相关信息。
但要形成知识体系，需要我们不断的记忆、整理。
所以要求同学们对每一节课要梳理，每一章要梳理，梳理过程贯穿整个学习过程。
四、高中物理学习方法实践：
勤奋得法
学物理物理学难学肯下功夫难化易
论方法方法论易论付诸实践易中难
1、认真阅读教材，在预习和复习中学会自学
自学能力是人的素质的重要组成部分。
很多科学家是自学成才的典范，他们大部分知识是经过自学获得的。
自学能力表现在自己会认真阅读、会独立思考、会查找资料，自己能解决一些疑难问题。
自学能力是一个人能获得知识、能理解与运用知识的基本保证。
同学们上高中要增强自学意识，学会自学，对学好高中各门学科都非常有利。
在预习中，对于第一次接触的概念、规律要认真分析。
对于物理概念的学习,有意识地注重三个方向的思考:
（1）为什么要引入这个概念?
有什么用?
反映什么问题?
（2）这个概念是怎么定义的?
表达式怎样写?
（3）是矢量,还是标量?
方向如何?
对于物理规律的教学也要注重三个方面的学习:
（1）它是怎么得到的?
（2）规律的内容是什么?
表达式怎样?
（3）表达式中各物理量的含义是什么?
条件是什么?
这样去学习新概念,新规律,可加深对知识的理解的掌握,同时也能改掉死记硬背的习惯,逐步掌握学习物理的正确方法。
2、认真听讲，独立思考
学好物理，上课要认真听讲，要在老师的引导下，积极思考问题，主动参与教学过程。
俗话说：
“师傅领进门，修行在自身。
”这个“修行”的功夫要下在“独立思考”上。
独立思考就是要善于发现问题和解决问题。
不会提问的学生，不是学习好的学生，但也不能一遇到问题就问，要先经过自己独立思考后不能解答，其关键的那一步没有想通再去问老师。
3、做好实验，做好练习
物理解题规范主要体现在:
思想方法的规范,解题过程的规范,物理语言和书写的规范。
高考明确要求计算题中:
“写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位”。
因此解题规范化训练要从高一抓起,重点抓好以下几点。
画受力分析图和运动过程图，力学中有些习题,不画受力图,不知从何处着手,不能得出正确结果。
画出受力分析图,能使我们更好地理解题意,往往能达到事半功倍的效果,因此画出正确的受力分析图是解决力学问题的快捷途径。
运动学中画出运动过程示意图,其作用也是不可替代的。
字母 符号的规范化书写一些易混的字母从一开始就要求能正确书写。
如u、ν、μ、ρ、p,m与M等,一定要认真书写,不少同学m与M不分,结果使表达式变味了。
受力分析图中,力较多时,如要求用大写的F加下标来表示弹力,用小写的f加下标来表示摩擦力;用F与F’来表示一对弹力的作用力与反作用力;力F正交分解时的两个分力Fx、Fy、初、末速度ν0、νt,等等。
必要的文字说明“必要的文字说明”能使解题思路清楚明了,解答有根有据,流畅完美。
比如,有的同学在力学问题中,常不指明研究对象,一上来就是一些表达式,让人很难搞清楚这个表达式到底是指哪个物体的;有的则是没有根据,即没有原始表达式,一上来就是代入一组数据,让人也不清楚这些数据为什么这样用;有的同学的一些表达式中没有字母的说明,如果不指明这些字母的意义也是让人摸不着头脑。
很显然这些都是不符合要求的。
方程式和重要的演算步骤方程式是主要的得分依据,写出的方程式必须是能反映出所依据的物理规律的基本式,不能以变形式、结果式代替方程式。
同时方程式应该全部用字母、符号来表示,不能字母、符号和数据混合,数据式不能代替方程式。
演算过程要求比较简洁,不要求把大量的运算化简写到卷面上。
第二节高中物理涉及到的数学知识
一.锐角三角函数
（一）锐角三角函数的定义。
1．直角三角形的三条边：
如图所示，在直仍三角形ΔABC中，∠C是直角。
则AC、BC叫做直角边，AB叫做斜边。
∠A、∠B都是锐角。
对于∠A来说，AC叫做∠A的邻边，BC叫做∠A的对边。
2．锐角三角函数
初中几何课本中给出锐角三角函数的定义，是依据这样一个基本事实：
在直角三角形中，当锐角固定时，它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。
关于这点，我们看下图，图中的直角三角形AB1C1，AB2C2，AB3C3，…都有一个相等的锐角A，即锐角A取一个固定值。
如图所示，许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起，并使一条直角边落在同一条直线上，那么斜边必然都落在另一条直线上。
不难看出：
B1C1∥B2C2∥B3C3∥…，
∵△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽…，
因此，在这些直角三角形中，∠A的对边与斜边的比值是一个固定的值。
根据同样道理，由“相似形”知识可以知道，在这些直角三角形中，∠A的对边与邻边的比值，∠A的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。
这样，在△ABC中，∠C为直角，我们把锐角A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦，记作SinA；锐角A邻边与斜边的比叫做∠A的余弦，记作CosA；锐角A的对边与邻边的比叫做∠A的正切，记作tgA；锐角A的邻边与对边的比叫做∠A的余切，记作cotA，于是我们得到锐角A的四个锐角三角函数。
三角函数定义如下：
设∠A=α，并令AC=x，BC=y，AB=r，则α的四个三角函数值定义为：
∠A的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数（高中数学还将会学到其它的三角函数名称）。
（二）锐角三角函数的主要性质：
1.三角函数值只是一个比值，由角的大小唯一确定，与直角三角形的边长无关。
2．Sinα、Cosα、tanα、cotα均为正值。
3.当0<α<90°时，正弦与正切函数为增函数；余弦与余切函数为减函数
4.对于同一个角α，存在如下的关系：
①平方和关系：
②比值的关系：
③倒数关系：
5.若α、β互为余角，则有：
Sinα=Cosβ,Cosα=Sinβ,tanα=cotβ,cotα=tanβ
（三）0－90°之间的特殊角的各三角函数值：
高中物理计算中经常用到0、30°、37°、45°、53°、60°、90°的角的三角函数的值。
现把这些值列在下面的表格中，这些值都是要求记忆的。
其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算
角度
00
300
370
450
530
600
900
sin
cos
tan
cot
表格中的370和530角同学们在初中很少遇到，但我们在高中物理中经常要用到它们。
其实这两个角也是大家很熟悉的，还记得“勾3股4弦必5”吧？
在这个直角三角形中，长为5的边所对的是直角，长为3的边所对的锐角就是370，长为4的边对的角就是530。
二、正余弦定律
三、直线方程
四、一元二次函数
五、角的弧度制表示
1．弧度制——另一种度量角的单位制
角的单位，除了我们熟知的“度、分、秒”以外，还可以用另一个单位——弧度。
它的单位是“弧度”，记作rad，读作弧度。
在一个圆中，圆心角的弧度值等于圆弧的长度除以圆的半径。
所以，当圆弧的长度等于圆的半径长度时，这段圆弧所对的圆心角称为1弧度的角。
如图：
∠AOB=1rad∠AOC=2rad
2、角度制与弧度制的换算
显然，一个平角是，对应的弧长就是一个“半圆”，如果这个圆的半径是R，那么这段弧长就是πR，所以，180°的角用弧度做单位就是180°=Rπ/R=π弧度πrad。
这个关系式可以作为角度与弧度的换算关系式。
由上述关系式可知：
今后在具体运算时，“弧度”二字和单位符号“rad”可以省略不写。
例如：
3表示3radsinπ表示πrad角的正弦
一些特殊角的度数与弧度数的对应值应该记住。
你能自己推出30°、45°、60°、90°、120°、150°分别等于多少rad了吧！
六、例题分析
在物理中应用锐角的三角函数，要深刻理解锐角三角函数定义，一般说来注意以下三点方法就够用了：
（1）准确理解锐角三角函数定义。
要熟记每个锐角三角函数是怎样规定的，是角的哪条边与哪条边的比；在具体应用定义时，要注意分清图形中，哪条边是角的对边，哪条边是角的邻边，哪条边是斜边。
例1．求出图中sinD，tgE的值。
（2）角A的锐角三角函数值与三角形的大小，即边的长短无关。
根据这一点，我们在已知一个角的任意一个三角函数时，可以通过画直角三角形的办法来求出这个角的所有的三角函数的值，而不一定要知道这个角究竟是多少度的角。
例2，已知A是锐角，tanA=0.75，求SinA、CosA的值。
分析与解答：
因为tanA=0.75，即∠A的对边与邻边的比值是0.75，我们把这个比值化为最简单的整数比即为3：
4，所以我们可以画一个直角三角形，（如图，各边的长度不一定要很准确）。
它的两条直角边的长分别是3和4，那么由勾股定理可得，斜边的长度为：
（3）熟记特殊角的三角函数的值。
例3.α为锐角，试比较sinα与cosα的大小。
分析与解答：
先分析比较特殊角的三角函数的值的特点
升级会员 