八十年代 高级中学课本 物理 甲种本 第一册 介绍
- 2026-03-24 11:25:41
八十年代 高级中学课本 物理 甲种本 第一册 介绍本文对高级中学课本 物理 甲种本 第一册进行详细介绍。 本文将物理甲种本与上一版全日制十年制学校高中物理课本（简称旧教材）对比，展示两版教材的差异，从而了解教学要求和教材编写方式和风格的改变。 通过本文的介绍，读者也可以认识到为什么人民教育出版社出版的《新中国中小学教材建设史 1949-2000 研究丛书 物理卷》（简称《物理教材建设史》）将全日制十年制学校高中物理称为20世纪最难的高中物理教材。 第一章 力 下面再次展示旧教材和甲种本在力的部分的内容编排。左边一列是旧教材的，右边一列是甲种本的。 
值得注意的是，甲种本在第一章末尾才出现矢量和标量，最后一节仅介绍同一直线上的矢量的运算。旧教材在第一节 力，就说明力是矢量，并且介绍了矢量和标量的区别。下面是旧教材的相关页面。 
下面看旧教材第七节，共点力的合成。 
下图第29页，旧教材给出了力的合成的矢量表达式。 
下面看甲种本第八节，力的合成。 
本节给出了力的平行四边形法则和三角形法则，但是没有给出力的合成的矢量表达式。 
下面展示甲种本 第一章 力 末尾有关矢量的两节。 
显然，甲种本对矢量和矢量计算的要求相比旧教材降低了。旧教材不仅强调力的运算的矢量表达式，还强调力的运算的平行四边形法则和三角形法则；甲种本主要强调力的运算满足平行四边形法则和三角形法则。换句话说，甲种本弱化了力的运算的数学背景，降低了教学要求。 再来看甲种本的其他内容。 先看甲种本增加的两个阅读材料。第一个阅读材料严格说是实验。 
第二个阅读材料全面介绍力的种类。 
第七节，教材给出了隔离法这一名词。旧教材在牛顿运动定律那一章才给出。 
下面是旧教材物体受力分析小节。旧教材给了三个例子，比甲种本还多。 
尽管教材没有提隔离法这个词，所使用的受力分析法同样是隔离法。 
甲种本在章末增加了复习题和习题。 
第二章 直线运动 甲种本在第一节详细介绍各种机械运动的相关概念。 
下面看甲种本第六节 变速直线运动 平均速度 即时速度。甲种本同样采用极限法介绍即时速度。 
但是，甲种本删除了旧教材中利用位移-时间图象求即时速度的内容。下面展示旧教材对应的小节。 
下图第64页划线的文字开始，介绍利用位移-时间图象求即时速度。 
用位移-时间图象求即时速度，本质上是用函数图象求切线的斜率，这在全日十年制学制时期是高中二年级第二学期的内容，在高中一年级刚开学没多久在物理课提前接触这些数学知识，要求太高了。可能物理教材的编写者意识到了这个问题，所以在甲种本中删去了这部分内容。甲种本淡化了即时速度的数学背景，降低了即时速度的教学要求。 接下来，看甲种本介绍匀变速直线运动和加速度。 
如下图所示，由于教材将讨论的运动限制在了匀变速直线运动，所以只需要给出标量形式的加速度表达式。教材还增加了一个阅读材料，讲述速度和加速度的区别。 
如下图所示，旧教材没有将运动的讨论范围限定在匀变速，而是笼统地说变速，而且教材给出了矢量形式的加速度表达式。 
第三章 运动定律 在运动定律这章，旧教材和甲种本差别最大的是牛顿第二定律。旧教材只有两节，甲种本有四节。甲种本分别用三个小节介绍引出牛顿第二定律的内容：物体运动状态的改变，加速度和力的关系，加速度和质量的关系，最后得出牛顿第二定律。而旧教材是在一节里完成对引出牛顿运动定律的实验，以及牛顿第二定律的介绍，在此基础上，再用一节对牛顿第二定律进行扩展补充。 
下面先看甲种本如何介绍牛顿第二定律。甲种本用第二、三、四三个小节做铺垫，到了第五节才真正介绍牛顿第二定律。 
下图第113页，教材给出了牛顿第二定律的标量表达式。后面介绍力的独立作用原理，讲物体在收到多个力的作用下的加速度如何计算。 
下图第114页，教材进一步给出物体在多个力的作用下的牛顿第二定律的表达式，这里用的也是标量表达式。 
再看旧教材 第二节 牛顿运动定律。本接开头教材仅仅用很短的一句话介绍力如何改变物体的运动状态，接下来教材仅仅通过定性地描述不同的实验结果，得出加速度和力的关系，以及加速度和质量的关系。 
如下图第114页所示，教材先给出标量形式的牛顿第二定律公式，再给出矢量形式的牛顿第二定律公式。有关牛顿第二定律的讨论，单独成节。 
如下图第116页所示，教材给出矢量形式的物体受多个外力情况下的牛顿第二定律。第117页的物体做曲线运动的条件，甲种本放在了曲线运动一章介绍。 
比较旧教材和甲种本牛顿第二定律的内容，我们可以发现，甲种本花了更多的篇幅介绍牛顿第二定律的背景，如何通过实验推导出牛顿第二定律，让学生经历牛顿第二定律发现的过程。旧教材对牛顿第二定律的介绍篇幅较少，更像是给学生灌输知识，但是旧教材给出了牛顿第二定律的矢量表达式，对学生的要求更高。 下面展示甲种本增加了超重和失重的内容。旧教材是在讲人造地球卫星部分才介绍超重和失重的，而且篇幅很短。 
通过对比旧教材和甲种本，我们可以发现，甲种本对知识的讲解更详细，并且主要采用标量语言描述运动定律，几乎没有采用矢量语言。所以，甲种本的数学背景和教学要求是更低的。 第四章 曲线运动 下面看甲种本的 第二节 运动的合成和分解，这节内容不多，而且没有分开介绍位移的合成和速度的合成，比较笼统。 
下面看旧教材对应的小节。旧教材的讲解非常详细，先讲平面上的位移，再讲位移的合成与分解，最后讲速度的合成与分解。本节全程使用矢量表达式。 
加下来看甲种本 第六节 向心加速度，本节给出了匀速圆周运动向心加速度的方向和大小的推导。需要注意的是，A点和B点速度的差值\Delta v的计算是矢量运算。 
旧教材对于向心加速度的推导更详细。旧教材对于匀速圆周运动向心加速度方向的推导更详细，有角度的计算，详细地说明了为什么匀速圆周运动的向心加速度指向圆心，而甲种本只有文字说明。 
注意，甲种本和旧教材在推导匀速圆周运动向心加速度大小时，认为线速度大小 v=弦AB/(\Delta t)，但是前面的小节中给出的线速度的定义中，分子是弧AB。当\Delta t很小的时候，弦AB和弧AB大小可以认为相等。 甲种本增加如下的阅读材料，加深读者对曲线运动的理解。 
第五章 万有引力定律 甲种本增加一节介绍不同纬度物体重量的变化，旧教材没有这节的内容。前面教材说重力的方向竖直向下，严格说这是不准确的，重力方向在南北极以外的地方并不指向地球的球心。这节内容对于读者理解重力非常有帮助。 
第六章 物体的平衡 甲种本物体的平衡的内容较多，前三节相当于旧教材两节的内容，后面的三节是新增的内容。 
下面看甲种本的页面。 
甲种本在表示共点力的平衡条件时，采用标量表达式，如下图第196页开头所示。 
下面看旧教材共点力作用下物体的平衡小节。 
如下图第41页红框部分所示，旧教材给出了矢量形式的物体平衡的条件，还给出了正交分解条件下物体平衡的条件。 
第七章 机械能 甲种本对弹性势能的内容做了简化。 
旧教材给出了弹性势能的内容很多，不仅给出了弹力做功的计算过程，还给出了弹性势能的表达式。 
注意甲种本本章末尾习题的第15题，如下图第250页所示。 
上面这题在旧教材中以例题的形式出现，如下图所示。 
这道题在现在看来只是一道中档题，但是回到七八十年代，可能是一道比较难的题了。甲种本在例题中删去这道题，应该是为了降低教材的难度，放在习题里，更灵活，可仅供有能力的学生选做。 第八章 动量 甲种本介绍标量形式的冲量和动量。 
甲种本介绍标量形式的动量定理。 
甲种本给出了一个例题。 
甲种本前两节对应于旧教材第一节。旧教材给出的是冲量、动量、动量定理的矢量形式。旧教材没有例题。 
甲种本在第三节介绍相互作用的物体的动量变化，只讨论正碰，不讨论斜碰。 
旧教材对应的小节，不仅讨论正碰，还讨论斜碰，所以旧教材难度更大。 
接下来看甲种本的动量守恒定律。 
下图第259页，教材给出标量形式的动量守恒定律，第260页，红框部分给出了动量守恒定律的三点说明。 
下面的阅读材料是新增内容。 
下面看旧教材对应的小节。教材仅给出文字形式的动量守恒定律，没给出公式。 
下图第223页，教材给出动量守恒定律的四点声明，这里给出的四点的内容和甲种本的三点内容本质上是相同的，甲种本将旧教材的第一点和第四点合并了，甲种本的逻辑性更好一些。在下图的例题中，第224页开头，教材给出了两个物体一般形式的动量守恒定律，并且是矢量表达式。 
接下来展示甲种本介绍动量守恒定律和牛顿运动定律的小节，这里使用标量表达式进行推导。旧教材对应小节使用矢量表达式推导，不进行展示了。 
甲种本弹性碰撞小节与旧教材大体相同。本节内容在1996-2000-2002大纲时期的教材中被删除。后面又加回。 
甲种本对反冲运动只做文字性介绍。 
旧教材有一个中子的发现小节。 
旧教材对反冲运动的介绍，有公式推导，详细分析了火箭的运动情况。 
通过上述对比可以看出，旧教材在动量一章的难度是明显高于甲种本的。 第九章 机械振动和机械波 对比旧教材和甲种本的本章小节。尽管甲种本增加了声学的内容，小节更多，但是甲种本删去了旧教材标红框的两个小节的内容，后面将看到，旧教材这两节的内容难度更大。有的小节即使标题相同，旧教材的内容更多，难度更大。 
先看甲种本第一节对机械振动的介绍。 
上图和下图红框中的内容介绍产生振动的条件。 
下面是旧教材第八章开头和第一节。引言部分比甲种本多了红框中的一段。第一节例多了振动的产生条件这个小标题，内容比甲种本多。这是比较少见的旧教材比甲种本详细的内容。 
下图第245页红框里对振动频率的介绍，在甲种本中放到了声学部分。 
下面看甲种本的简谐振动小节。 
教材以弹簧振子为例，分析了弹簧振子振动过程中的受力情况，给出了弹簧振子回复力与弹窗伸缩量的标量形式的关系式。 
下图第285页给出简谐振动的定义，简谐振动中加速度的表达式。285页中间的大段落详细分析了简谐振动过程中振子的运动情况，包括位移、速度、加速度的变化情况。第286页不加推导地给出简谐振动周期的计算公式。 
接下来看旧教材是如何介绍简谐振动的。教材给出的回复力公式是矢量形式的。 
如下图第248页开头所示，简谐运动中振子的加速度也是矢量形式的。第248页后半段开始介绍简谐振动的能量。由于教材在机械能一章给出了弹性势能的表达式，所以在这个小标题里教材能够给出简谐振动系统的能量表达式，如下图第249页红框中所示。 
接下来的第三节 简谐振动方程和周期公式，甲种本是没有的。教材在本节开头提到，简谐振动方程的推导需要借助高等数学，超出了高中数学知识范围。教材在本节第一个小标题借助实验说明匀速圆周运动的投影是简谐振动。然后给出简谐振动的方程。 
然后教材推导了简谐振动的周期公式。 
对于高中生来说，本节内容比较生硬，而且难度较大。首先，匀速圆周运动的投影是简谐振动这个结论，是观察得到的，或者说是强加给学生接受的。真实的逻辑应该是用高等数学推导出简谐振动的运动公式，发现它正好是匀速圆周运动的投影。也就是从一个结论推导出了一个现象。而旧教材是先让学生接受一个看似巧合的现象，从而推导出一个结论，正好反过来了。其次，投影是一个比较难理解的概念，对学生的数学知识储备，或者说数学直觉和领悟能力，提出了较高的要求。最后，简谐振动周期公式的推导，也有较强的数学技巧。甲种本将本节内容几乎都删去了，仅保留简谐振动的周期公式，极大地降低了对学生的要求。 回到甲种本。下面的第三节 单摆与旧教材类似，只是把受力的矢量表达式换成标量表达式。 
甲种本第四节 相和相差，只定性地讨论。 
第五节 简谐振动的图象，只定性地说图象是正弦型曲线，没有给出公式，这节内容理论性弱了一些。 
第六节 简谐振动的能量，只定性地讨论了系统的能量转换关系，没有给出定量表达式。本节末尾还介绍了阻尼振动。 
下面看旧教材的内容。旧教材将简谐振动的图象、相和相差放在同一个小节。本节定量地分析不同的相的简谐振动的关系。 
下面的第六节 同一直线上简谐振动的合成，在甲种本是没有的。本节内容其实可以作为数学教材三角函数部分的阅读材料。 
接下来回到甲种本，看第二部分 机械波。 
如上图第301页末尾和下图所示，教材展示了纵波和纵波的传播。现行教材对于纵波的介绍比较少。 
在介绍波的图象时，也介绍了纵波。 
下面展示甲种本第三部分 声学的初步知识。 
下图第321页音调的例子在旧教材中出现在对应章的开头，前面已经展示过了。 
在八十年代，初中物理是不讲声学相关知识的，到了九十年代才增加一些声学的内容。 通过机械振动和机械波一章甲种本和旧教材内容的对比，我们可以发现，尽管甲种本增加了声学初步知识，内容更多，篇幅更长，但是甲种本的难度是降低的。甲种本不仅将矢量语言替换为标量语言，还删除了简谐振动运动公式，简谐振动的加速度，简谐振动周期的推导，简谐振动的相的定量分析，简谐振动系统能量的定量分析。可以说，甲种本机械振动和机械波的教学要求相比旧教材的降低幅度非常大。 小结 高中物理甲种本第一册全是力学内容，本文对这册教材做了比较全面的内容展示，并且与全日制十年制高中物理对应的内容做了对比。 甲种本小节划分相对更多一些，内容讲解更细致一些，并且增加了不少阅读材料，章末还增加了复习题和习题。所以相同的力学内容，甲种本的篇幅比旧教材多。 甲种本增加的内容有：同一物体在地球上不同纬度的重量的变化，物体的平衡，声学初步知识。 相比旧教材，甲种本也对部分物理知识做了删减，难度也下降了。 第一，甲种本主要采用标量语言，旧教材主要采用矢量语言，就从表达式的形式来看，旧教材的要求和难度就比甲种本高很多。 第二，旧教材有根据位移-时间图象求即时速度的内容，甲种本删除了。 第三，旧教材推导了弹性势能的公式，甲种本删除了。 第四，在分析物体相互作用，即碰撞时，甲种本主要研究共线的情况，旧教材会研究非共线的情况。 第五，旧教材在分析中子星的发现和火箭的运动时，结合公式推导进行分析，甲种本删除了前者，对后者只做定性分析。 第六，旧教材根据投影法给出了简谐振动运动公式，推导了简谐振动系统的能量，推导了简谐振动周期公式，定量地分析了简谐振动的图象以及相位对简谐振动图象的影响，甲种本删减了上述内容。 根据上述的对比可以看出，全日制十年制高中物理教材的力学部分对学生的数学基础有较高的要求。甲种本不使用矢量表达式，还删除了不少公式和推导过程。本文展示的内容印证了《物理教材建设史》一书中全日制十年制学校高中物理是20世纪最难的高中物理教材的评论。十年制高中物理篇幅少，但是语言比较精炼，没有做过多的展开。甲种本花了更多的篇幅对物理知识做更详细的解释，增加的内容的难度低于被删除的旧教材的内容。 高中时期普遍存在数学知识不足以支撑物理学习的问题。力学部分特别明显。力、速度、位移的分解与合成涉及矢量运算，但是在学习这些知识时对应的数学课还没有学习向量知识，这还是现在的情况，八九十年代的高中数学是不学向量的。即时速度和匀变速直线运动位移的求解需要使用微积分，幸好匀变速直线运动比较简单，能够通过计算三角形的面积计算它的位移。还有很多有例子，如匀速圆周运动、弹性势能、斜碰、简谐振动，都涉及到比较深的数学知识，不再列举了。像全日制十年制高中物理的力学部分那样，追求数学表达的准确和逻辑的严谨，必然导致学习难度过大。甲种本用标量表达式替代矢量表达式，减少和弱化需要复杂数学推导的内容，是非常必要的。 后记 直到我写完上一篇文章，我都不太相信《物理教材建设史》提到的全日制十年制高中物理难度的言论，我天真地盲目地认为这套教材难度上不可能超越甲种本。我自己在写 全日制十年制学校高中课本 物理 介绍 这篇文章时，对教材的阅读不够详细，我既没有注意到力学部分通篇的矢量表达式，也没有注意到简谐振动有关的公式和物理量的推导。我在写这篇文章时，比较详细地对比了高中物理甲种本和十年制高中物理，才逐渐发现后者在内容和难度上恐怖的一面。 总体上看，高中物理甲种本内容更完整，使用时间更长，影响力和名气更大。十年制学制时期，高中物理内容不够完整，有不少内容下放到了初中，整套教材使用时间短，影响力不足。 以高中物理甲种本为起点回顾八十年代以来高中物理教材的演变，我们很容易能得出甲种本内容全、质量高，还有其他一系列赞美的结论。如果我们把观察的时间扩展得更长一些，我们会意识到，十年制高中物理有不少超越高中物理甲种本之处。五十年代的高中物理，难度也没有十年制高中物理那么大，几乎没有矢量语言。事实上，十年制高中物理是隐藏的王者。十年制高中物理是我最近大半年阅读了这么多版本教材的最大的也是最意外的收获。 十年制高中物理是特殊时期的产物，它激进的内容，是教材编写者对落后的恐惧，是不惜一切代价，希望奋力追赶，却急于求成的体现。它生不逢时，诞生于物质匮乏，教学条件不足，学生素质不高的时代。四十多年后，推行这套教材的各种条件都具备了，但是基础教育却陷入了迎合减负，以及强调各种素养的各种空洞的形式的怪圈。 接下来的文章将继续介绍高中物理甲种本和乙种本。可能我还会重写一次十年制高中物理的介绍文章。
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