高级中学试验课本 物理 详细介绍(一)
- 2026-04-01 15:20:37
高级中学试验课本 物理 详细介绍(一)本文介绍高级中学试验课本 物理 第一册。 本文主要介绍这套高中物理教材新增的内容，以及和之前的高中物理甲种本、乙种本和九十年代高中物理的差别。 第一章 光的反射和折射 本章第一节和第二节的写法更接近甲种本。在第一节 光的直线传播，没有介绍影的概念。甲种本没有介绍影的概念，但是乙种本和九十年代高中物理有。第二节 光的速度，把光速的测定作为必学内容，乙种本和九十年代高中物理将其作为选学内容。 
下面是九十年代高中物理必修第二册第七章介绍光的直线传播和光速的两个小节，乙种本和下面的内容接近。 
乙种本和九十年代高中物理主要是多了影的内容。而且在介绍光速的测定时，图更多。需要指出的是，连续多个版本的教材对于迈克耳孙测定光速的实验介绍都是不完备的。根据八面镜转过1/8所用的时间和两个山峰间的距离计算光速，是直接拿后者除以前者吗？距离答案仅仅一步之遥，阅读材料就是不说。你说可气不可气！ 仅仅从这两个几何光学的小节内容即可看出，这套高中物理试验课本的内容更倾向于从甲种本中选取，尽管某些情况下乙种本和九十年代高中物理的内容更详细。全反射是又一个例子。下面是这套实验教材的全反射小节，这节内容更接近甲种本。 
下面是本节末尾的两个阅读，延续了九十年代高中物理的内容。 
下面是九十年代高中物理全反射小节，本节有三幅图，给读者展示非全反射到全反射的变化过程。 
本节末尾有介绍蜃景的阅读材料。 
在更早的折射小节末尾，有介绍光在大气中的折射的阅读材料，这个阅读材料在这套实验课本中改名为蒙气差。 
第二章 透镜成像 本章介绍透镜成像公式的小节比前面几个版本的教材都要短。 
本节末尾增加了一个阅读介绍测量凸透镜焦距的方法。但是，本册测量凸透镜焦距的学生实验使用的不是这里介绍的方法。高中物理乙种本和九十年代高中物理在透镜公式小节介绍完像的放大率后有一个例题，这道例题在这套教材中放到了下图中的练习二第(3)题。 
与高中物理乙种本和九十年代高中物理类似，学生实验中用到的测量透镜焦距的方法出现在章末习题中。如下图所示的第(5)题。 
甲种本中，这个公式是放在透镜公式小节里，以例题的形式出现的，见下图。 
第三章 力 进入力学部分。本章第一节 力 是自十年制高中物理以来，结构最好，内容最全面的力学开篇小节。本节划分了好几个小标题，从不同的角度介绍力。 
本节新增了力的平衡小标题，见下图红框的部分。对于九十年代以前的高中物理，教材有专门的讲物体的平衡的小节，这个小标题的内容是否存在并不重要。但是九十年代高中物理非常诡异地删除了物体的平衡，即使出版过第二版进行了修订，也没有对物体的平衡进行补充。如果能够像这套教材这样，在开篇第一节简单回顾一下二力平衡，也好过没有。红框内最后一句话还对教材后面介绍多力平衡做了铺垫。 
在重力这一节末尾，如下图红框所示，教材简单介绍了万有引力，并对后面学习万有引力定律做了铺垫。 弹力这一节红框所示的内容，在甲种本里是放在阅读材料的。 
下面是甲种本的阅读材料，事实上这是一个小实验。 
这套实验教材末尾仍然有一个显示微小形变的小实验，如下图第47页开头所示。 
这个小实验出现在乙种本和九十年代高中物理的正文中。下面是九十年代高中物理的页面。这套实验教材应该把下面这幅图也放在教材里，让读者更清楚如何做这个实验。 
下面第六节 力的合成合并了甲种本力的合成、力的合成的运算两个小节。 
本节给出了不共线的力的合成的计算，需要用到余弦定理。这套教材使用初期，余弦定理还是初中数学的内容。1996年读高一的学生，到高一才学习余弦定理。 
下面的第八节合并了甲种本 标量和矢量、同一直线上的矢量运算两个小节的内容。 
本节末尾同样给出了不共线的矢量运算的规则。 
第四章 直线运动 本章第一节，以往教材中使用的参照物被改名为参考系。 
第四节介绍速度的概念。下图红框的两个自然段分别介绍了匀速直线运动和变速直线运动中的速度。介绍匀速直线运动的方法与甲种本类似，使用了斜率的概念。介绍变速直线运动平均速度的方法，甚至是采用了十年制高中物理中采用过的割线定义法。 
接下来介绍瞬时速度的方法，是与十年制高中物理相同的从割线演变到切线的方法，注意下图第72页红框的段落。红框段落后，是乙种本和十年制高中物理介绍瞬时速度的方法。 
第七节研究匀变速直线运动的规律。本节用极限法和面积法推导匀变速直线运动的位移公式，与甲种本相同。注意下图第80页末尾红框的段落，教材让读者注意领会瞬时速度的定义和匀变速直线运动位移公式的推导用到的无限分割逐渐逼近的高等数学的基本方法。 
第五章 牛顿运动定律 本章对于牛顿第二定律的介绍，恢复了甲种本的方法，即采用两个小节分别介绍加速度和力的关系，以及加速度和质量的关系，最后再用一个新的小节给出牛顿第二定律。 
力的独立作用原理，甲种本也有。这套教材中放在下图的框里。 
第六章 物体在重力作用下的运动 本章介绍斜抛运动的小节没有达到甲种本的水平，只是乙种本和九十年代高中物理的水平。 
下面是甲种本中斜抛运动的小节。本节给出了斜抛运动的公式，还给出了射高和射程。 
专题是这套高中物理试验课本新增的一种小节形式。根据《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》）的介绍，专题要求学生应用已学习的知识综合分析，解决实际问题。但是，研究自由落体运动的这个专题，在这些方面体现得不够充分。本专题第一部分先回顾了伽利略的研究，这些内容在以往的教材中放在阅读材料。 
在第二部分，介绍用频闪照相研究自由落体运动。这部分核心内容是开头给出的结论：自由落体运动相邻的相等时间内通过的位移差是定值。 
第七章 动力学的基本问题 本章是这套试验教材的一大特色：将力学部分较难的受力分析问题集中起来单独成章，让学生获得训练和提高。本章很多内容和编排与九十年代高中物理选修第一章牛顿运动定律相似，但是也做了调整。 第一节通过例题介绍物体受力分析的方法。下图第133页最后两个自然段字体更小，属于提高性质的内容。里面提到了受力分析的隔离法。但是，教材却没有给出使用隔离法进行受力分析的实例，内容不够完整。 
接下来的第二节对应九十年代高中物理选修第一章 第五节 牛顿运动定律的应用（二）。但是，在小节开头，教材对运动学的两类基本问题做了更详细的介绍，还给出了框图。 
下面的第三节对应九十年代高中物理选修第一章 第五节 牛顿运动定律的应用（二）。连接体的受力分析需要根据具体情况，灵活选择整体法和隔离法进行。这又弥补了第一节没有隔离法受力分析例题的不足。 
本套教材把超重和失重问题分离出来，用一个单独的小节进行介绍。 
第八章 物体的平衡 本章只有两个小节，第一个小节研究共点力作用下物体的平衡，第二个小节研究有固定转动轴的物体的平衡。第一节给出了两个例题。 
甲种本和乙种本对于共点力作用下物体的平衡的介绍都没有这套教材丰富。下面是甲种本的小节，没有例题。 
下面是乙种本的小节，只有一个比较简单的例题。 
这套教材没有甲种本的力偶，也没有甲种本和乙种本都有的平衡的种类、稳度等内容。 第九章 动量 本章的编写借鉴了很多 九十年代 高中物理 选修 动量和动量守恒 这章。下面的动量定理这节，在前面这套教材文本的基础上增加了一些内容。本套教材增加了图9-3对冲量和动量的概念做了解释。本套教材还增加了变力的冲量这个小标题，给出平均力和平均力的冲量的概念。平均力是基于一定的冲量来说的，保持冲量和力的作用的时间不变，将变力转换为平均力。正如图9-5所示，理解平均力需要借助积分。这套教材多次出现需要借助微积分进行理解的知识，已经复古到十年制高中物理了，甚至有所超越。 
第十章 机械能 本章对重力势能的介绍基本恢复到了甲种本的水平，融合了原甲种本 重力势能、重力做功的特点和重力势能 两个小节的内容。 
本套教材没有像甲种本那样给弹性势能安排一个单独的小节。也没有像乙种本那样用势能给小节命名。而是用重力势能给小节命名。下图红框的段落对包括弹性势能的其他势能做简单的介绍。 
下面看机械能守恒定律小节。本节引出机械能守恒定律的例子包括了自由落体和竖直上抛，以前的甲种本、乙种本、九十年代高中物理选修只用自由落体做例子。本套教材对机械能守恒定律的描述，与甲种本，九十年代高中物理选修相同。 
乙种本和九十年代高中物理必修对于机械能守恒定律的表述与上面的描述不同，如下图，下图来自九十年代高中物理必修。 
针对机械能守恒定律的两种表述，我在前面的文章 九十年代初 高级中学课本 物理 详细介绍（二）和修正版 九十年代初 高级中学课本 物理 详细介绍（二）20260315-20260316 补充修正 里面已经提过了。这里再补充一下：较高要求的教材的机械能守恒定律，定律的适用范围反而更小，限定于只有重力做功的情况，基本要求的教材的机械能守恒定律，定律的适用范围反而更大，这是非常反直觉的现象。 在机械能这章没有介绍弹性碰撞，这个知识点放到了第二册原子物理部分。 第十一章 匀速圆周运动 万有引力定律 本章加回了甲种本中的向心加速度公式的推导，但是是以一个独立的小节形式出现的。 
第十二章 简谐运动 本章加回了甲种本和乙种本中的小幅度单摆是简谐运动的推导。 
第十五章 气体 本章内容从整体上看更接近甲种本，甚至有所超越。 这套教材把热力学温标融合到了查理定律的小节，没有单独成节。这里需要指出，这套教材小节的颗粒度更大，倾向于融合内容。而以往的教材，如甲种本，小节的颗粒度较小，同一个知识点的内容甚至会拆分成多个小节。 
上图第283页后半段开始介绍理想气体状态方程，先通过比例式得出pV/T等于恒量，在下图继续推导给出克拉珀龙方程。这套教材对于等压变化和盖吕萨克定律也只是做了很简单的介绍。本节末尾对理想气体和理想气体状态方程的应用范围给出进一步解释，如下图红框所示。 
以前的教材对pV/T等于恒量的推导，采用的是更复杂的变化过程。下图是甲种本的推导。 
本套教材专门安排了一个小节介绍理想气体状态方程的应用。 
这套教材扩写了气体实验定律的微观解释，增加了一些示意图。 
这套教材也扩写了理想气体内能的内容。不管是等温过程，还是等容过程，还是等压过程，都借助p-V图介绍从初状态和末状态的过程中系统所做的功。做功的多少等于斜线的的面积，同样是微积分的内容。 
下面看甲种本对于理想气体内能的介绍，只有文字，没有配图。 
这套实验教材对气体比较重视，不仅安排了理想气体实验定律的小节，还着重介绍了理想气体在变化过程中做功的情况。对比可以发现，这套教材对气体的介绍甚至比甲种本更深。 结语 前面的文章已经指出，这套高中物理试验课本主要是解决九十年代初出版的“二一分段”高中物理将力学和电学拆分成必修和选修两段，不利于基础较好的学生学习物理知识的问题而诞生的。但是这套教材并不是简单地将教材恢复成力热电光原子物理的编排，而是在内容编排和整合上有创新。为了降低高中物理门槛，创造性地将几何光学放在开头。为了减缓力学的坡度，将较难的受力分析和动力学问题后置，单独成章。 尽管这套教材在不少重要的知识点的介绍上与甲种本接近，例如，加回了利用极限法和面积法推导匀变速直线运动的位移，加回了向心加速度公式的推导，加回了小幅单摆是简谐运动的推导，但是这套教材并没有把甲种本的内容都囊括进来。例如，有关物体的平衡的内容，这套教材就没有力偶、平衡的种类、稳度，后两者甚至在乙种本是有的，这套教材也没有进行补充。又如，斜抛运动没有像甲种本那样给出运动公式、射高和射程公式。 十年制高中物理过多地采用矢量语言和极限法，教材难度非常大，大多数学生不能承受，到了甲种本和乙种本时期进行了删减和弱化。有意思的是，这套实验教材对于极限法、微积分思想的使用，在一些地方，已经达到甚至超过了十年制高中物理。注意到：这套教材采用割线描述平均速度；采用切线描述瞬时速度；在推导完匀变速直线运动位移公式后，还让学生体会微积分基本思想方法；在动量定理小节介绍了平均冲力的概念；在理想气体内能变化的部分用面积描述功。 所以，这版高中物理试验课本第一册给我一种比较怪异的不均衡感。一方面，甲种本中一些还算容易理解的内容，如斜抛相关公式，没有加回来。另一方面，教材却加强了微积分基本思想的体现。我上一次体会到这种强烈的矛盾感，是2017课标高中数学，明明教材对集合和向量的要求不算很高，到了概率统计部分，却对从集合的角度理解概率，从高维向量夹角的角度理解相关系数提出较高的要求。
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