小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)指揮官：力如何改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)》知識(shí)清單

小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)指揮官：力如何改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)》知識(shí)清單一、核心概念建構(gòu)：力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系【基礎(chǔ)】【核心素養(yǎng)】（一）什么是“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”？【重要】對(duì)于小學(xué)二年級(jí)的學(xué)生而言，“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”是一個(gè)聽(tīng)起來(lái)有些抽象的名詞。在具體的教學(xué)與生活中，我們可以將其拆解為四個(gè)直觀、可感知的維度。理解這些維度，是成為“運(yùn)動(dòng)指揮官”的第一步。1、動(dòng)與靜：這是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最基礎(chǔ)的表現(xiàn)。一個(gè)物體相對(duì)于地面來(lái)說(shuō)，如果它的位置發(fā)生了改變，它就是“動(dòng)起來(lái)”了；如果位置沒(méi)有發(fā)生改變，它就是“停下來(lái)”的。例如，靜止在桌面上的小車是“靜”，被推動(dòng)后滑行的小車就是“動(dòng)”。2、快與慢：同樣是“動(dòng)起來(lái)”，物體運(yùn)動(dòng)的急促與舒緩程度不同。高速飛馳的汽車和緩慢爬行的蝸牛，它們的運(yùn)動(dòng)快慢就截然不同。在科學(xué)上，我們用“速度”來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，但對(duì)于二年級(jí)學(xué)生，我們只需用“快一點(diǎn)”或“慢一點(diǎn)”來(lái)感知和表達(dá)。3、方向：物體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，也是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要部分。是向前、向后、向左拐彎，還是向右轉(zhuǎn)彎？例如，足球被踢向球門，或者被守門員撲向側(cè)面，它的運(yùn)動(dòng)方向都發(fā)生了改變。4、變化過(guò)程：物體從“靜”到“動(dòng)”的過(guò)程叫做“啟動(dòng)”或“出發(fā)”；從“動(dòng)”到“靜”的過(guò)程叫做“停止”或“剎車”；從“快”變“慢”或從“慢”變“快”叫做“變速”；行進(jìn)路線發(fā)生彎曲叫做“轉(zhuǎn)向”。所有這些變化，都是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在發(fā)生改變。（二）誰(shuí)是幕后的“指揮官”？——力【核心】【高頻考點(diǎn)】是誰(shuí)在指揮物體的運(yùn)動(dòng)，讓它啟動(dòng)、停止、加速、減速或轉(zhuǎn)向？這個(gè)看不見(jiàn)、摸不著的“指揮官”就是——力。1、力的定義（低年級(jí)版）：力是物體對(duì)物體的作用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體進(jìn)行推、拉、提、壓、踢、吹等動(dòng)作時(shí)，就有力產(chǎn)生了。力不能脫離物體而存在，必須有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體參與。2、力的作用效果：力可以改變物體的形狀（這是上一課的知識(shí)），更重要的是，力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（這是本課的核心）。這正是《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提到的核心概念——“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的啟蒙體現(xiàn)34。3、力的大小與方向：力是有大小和方向的。用力大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變往往更劇烈（如啟動(dòng)更快、停止更猛）；用力的方向不同，物體運(yùn)動(dòng)的方向也會(huì)隨之改變（如向左推車，車向左走）。二、基本原理探究：力如何改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【重要】【難點(diǎn)】（一）讓物體“動(dòng)起來(lái)”的原理當(dāng)一個(gè)物體靜止不動(dòng)時(shí)，它處于一種“平衡”狀態(tài)。要想打破這種靜止，讓它動(dòng)起來(lái)，就必須對(duì)它施加一個(gè)力。1、力的作用方式：這個(gè)力可以是推力（如用手推小車），也可以是拉力（如用繩子拉小車），還可以是其他形式的力（如用腳蹬地使滑板車前進(jìn)的力，實(shí)際上也是腳對(duì)地面的作用力產(chǎn)生的反作用力，但對(duì)于二年級(jí)學(xué)生，我們統(tǒng)一理解為“人用的力”）15。2、力的大小與啟動(dòng)快慢的關(guān)系：【高頻考點(diǎn)】對(duì)于同一個(gè)物體，要想讓它啟動(dòng)得更快，就需要施加更大的力；如果只需要它緩慢地啟動(dòng)，那么用小一點(diǎn)的力就可以了。這就好比蕩秋千，輕輕推一下，秋千擺動(dòng)幅度小、速度慢；使勁推一下，秋千就蕩得高、擺動(dòng)快。（二）讓物體“停下來(lái)”的原理運(yùn)動(dòng)的物體不會(huì)無(wú)緣無(wú)故地停止。所有正在運(yùn)動(dòng)的物體，之所以最終會(huì)停下來(lái)，都是因?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔谩?、阻力的概念：讓物體停止的力，我們通常稱之為“阻力”或“制動(dòng)力”。它可以是摩擦力（如滑板車剎車皮與車輪的摩擦、地面與輪胎的摩擦），也可以是其他物體直接的阻擋力（如用手擋住小車、足球撞到門柱停下來(lái)）57。2、力的大小與停止難易的關(guān)系：【高頻考點(diǎn)】【難點(diǎn)】（1）速度越快，停止越難：一輛飛馳的自行車，比起緩慢滑行的自行車，需要捏更大的剎車閘（施加更大的力）才能停下來(lái)，并且停下來(lái)的距離也更長(zhǎng)。（2）物體越重，停止越難：一輛滿載貨物的大卡車，比起空載的小轎車，啟動(dòng)時(shí)需要更大的力，停止時(shí)也需要更大的力，并且剎車距離會(huì)顯著增加。這是因?yàn)橘|(zhì)量大的物體具有更大的慣性（此概念不必向?qū)W生提及，但教師需理解），其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更難被改變16。（三）讓物體“改變方向”的原理物體運(yùn)動(dòng)方向的改變，同樣需要力的作用。當(dāng)力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不在一條直線上時(shí)，就會(huì)迫使物體偏離原來(lái)的路線，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)向。1、側(cè)向力的作用：例如，踢足球時(shí)，如果你想繞過(guò)人墻，可以用腳內(nèi)側(cè)或外側(cè)踢球的側(cè)方，給球一個(gè)側(cè)向的力，球就會(huì)旋轉(zhuǎn)著劃出一道美麗的弧線飛向球門57。2、持續(xù)力的作用：在騎自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，你需要持續(xù)地扭動(dòng)車把，給前輪一個(gè)側(cè)向的力，同時(shí)身體重心也要配合，這樣才能平穩(wěn)地拐彎。三、基本方法與實(shí)驗(yàn)探究：成為“運(yùn)動(dòng)指揮官”的實(shí)踐路徑【重要】【探究實(shí)踐】（一）實(shí)驗(yàn)探究一：控制小車的“動(dòng)”與“停”1、實(shí)驗(yàn)材料：每組準(zhǔn)備輕重不同的玩具小車各一輛（可以在輕車?yán)锛訅|圈或鉤碼使其變重）、一塊光滑的木板或桌面、棉線、小墊圈（或鉤碼）若干。2、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象記錄：（1）啟動(dòng)控制：先用手指輕輕推動(dòng)輕小車，觀察它運(yùn)動(dòng)的快慢；再用力推動(dòng)同一輛輕小車，觀察它運(yùn)動(dòng)的快慢。對(duì)比兩次現(xiàn)象，得出結(jié)論：力越大，小車啟動(dòng)越快（運(yùn)動(dòng)越快）。（2）停止控制：讓輕小車以較慢的速度滑行，用手指輕輕阻擋它停下；再讓同一輛輕小車以較快的速度滑行，用手指使勁阻擋它停下。感受兩次阻擋時(shí)手受到的沖擊力。得出結(jié)論：速度越快，讓小車停下來(lái)需要的力越大。（3）重量對(duì)比：用同樣的力同時(shí)啟動(dòng)輕小車和重小車，觀察哪輛車啟動(dòng)更快、跑得更遠(yuǎn)。得出結(jié)論：輕重不同的物體，讓它們啟動(dòng)起來(lái)，重的物體需要的力更大。（4）停止對(duì)比：讓輕小車和重小車以差不多的速度滑行，分別用手去阻擋它們停下，感受兩次阻擋時(shí)需要的力有何不同。得出結(jié)論：讓運(yùn)動(dòng)快慢差不多的物體停下來(lái)，重的物體需要的力更大。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜合：【高頻考點(diǎn)】【核心結(jié)論】（1）力是使物體動(dòng)起來(lái)或停下來(lái)的原因。（2）物體運(yùn)動(dòng)的快慢與力的大小有關(guān)：力越大，運(yùn)動(dòng)越快；力越小，運(yùn)動(dòng)越慢。（3）物體停止的難易與物體本身的質(zhì)量（輕重）和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)：物體越重，讓它停下來(lái)需要的力越大；物體運(yùn)動(dòng)速度越快，讓它停下來(lái)需要的力也越大16。（二）實(shí)驗(yàn)探究二：吹乒乓球“點(diǎn)球大戰(zhàn)”——感知力與方向1、實(shí)驗(yàn)材料：一張光滑的桌面（或小球桌）、一個(gè)乒乓球、一根吸管（每人一根，注意衛(wèi)生）、兩個(gè)充當(dāng)球門的小積木。2、實(shí)驗(yàn)規(guī)則：兩人對(duì)戰(zhàn)，用吸管吹氣的方式控制乒乓球運(yùn)動(dòng)，設(shè)法將球吹進(jìn)對(duì)方的球門，五分鐘內(nèi)進(jìn)球多者獲勝。注意，吸管不能觸碰球16。3、體驗(yàn)與思考：（1）力與運(yùn)動(dòng)：吹氣就是對(duì)乒乓球施加了力。不吹氣，球不動(dòng)；一吹氣，球就動(dòng)起來(lái)。（2）力與快慢：吹得越用力，球滾動(dòng)得越快；輕輕吹，球就慢慢滾動(dòng)。（3）力與方向：從球的側(cè)面吹氣，球就會(huì)向相反的方向拐彎。你想讓球向左，就需要在球的右側(cè)吹氣；想讓球向前，就需要在球的后面吹氣。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力不僅可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢（啟動(dòng)和停止），還可以精確地改變物體運(yùn)動(dòng)的方向57。（三）實(shí)驗(yàn)探究三：分析真實(shí)情境——足球比賽中的力1、情境分析：播放一段足球比賽視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察運(yùn)動(dòng)員是如何對(duì)足球用力的。（1）啟動(dòng)：開(kāi)球時(shí)，運(yùn)動(dòng)員用力踢靜止的球，球動(dòng)起來(lái)。（2）停止：守門員撲球，用手緊緊抱住飛來(lái)的球，使運(yùn)動(dòng)的球停下來(lái)。（3）轉(zhuǎn)向：運(yùn)動(dòng)員用腳內(nèi)側(cè)推球，改變球的前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)傳球或過(guò)人。（4）快慢：大力抽射時(shí)，球速極快；輕輕傳球時(shí)，球速緩慢。2、深度思考：運(yùn)動(dòng)員除了用腳，還能用身體哪些部位對(duì)球施力？（頭球、胸部停球等）。所有對(duì)球施力的目的都是為了控制球，讓它按照運(yùn)動(dòng)員的意圖改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)15。四、高階思維與跨學(xué)科視野【難點(diǎn)】【拓展】（一）工程師的視角：安全制動(dòng)與啟動(dòng)1、汽車工程師的難題：如何讓重型卡車、高鐵等大型交通工具既跑得快，又能安全平穩(wěn)地停下來(lái)？2、解決方案：汽車工程師設(shè)計(jì)了“剎車系統(tǒng)”（制動(dòng)系統(tǒng)）。對(duì)于重型卡車，會(huì)采用“發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)”、“液力緩速器”等多種輔助制動(dòng)裝置，因?yàn)樗鼈冎亓烤薮螅瑑H靠普通剎車很難快速停下4。3、安全啟示：【社會(huì)責(zé)任感】道路上的重型卡車、公交車等大型車輛，由于其“質(zhì)量大，啟動(dòng)和停止都需要更大力量”的物理特性，它們的剎車距離（從開(kāi)始剎車到完全停下所行駛的路程）比小轎車長(zhǎng)得多。因此，作為行人，我們要做到“知危險(xiǎn)、會(huì)避險(xiǎn)”，不搶行，保持安全距離；作為大型車司機(jī)，更要“謹(jǐn)慎慢行”，嚴(yán)格遵守交通規(guī)則12。（二）體育教練的視角：利用力取得勝利1、投擲項(xiàng)目：在鉛球、標(biāo)槍項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)施加更大的力，讓器械獲得更快的初速度，從而飛得更遠(yuǎn)。2、球類項(xiàng)目：籃球運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí)，通過(guò)控制手腕發(fā)力的大小和方向，來(lái)控制球的飛行弧線和落點(diǎn)，使其準(zhǔn)確入筐。乒乓球運(yùn)動(dòng)員能打出“旋轉(zhuǎn)球”，就是巧妙地給球施加了不同方向、不同作用點(diǎn)的力，讓球在空中走出詭異的路線，這是對(duì)“力可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”這一原理的極致運(yùn)用。（三）物理學(xué)家的小故事：牛頓與運(yùn)動(dòng)定律雖然我們不必向二年級(jí)學(xué)生講授牛頓三大定律，但可以埋下一顆科學(xué)的種子。三百多年前，偉大的科學(xué)家艾薩克·牛頓就在思考，為什么蘋果會(huì)落地？為什么月亮?xí)@著地球轉(zhuǎn)？他總結(jié)出了“牛頓第一定律”（也叫慣性定律）：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到其他物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。我們這節(jié)課探究的“動(dòng)起來(lái)與停下來(lái)”，其實(shí)就是對(duì)牛頓第一、第二定律最初步、最直觀的感知。五、考點(diǎn)、考向與解題策略【高頻考點(diǎn)】【學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)】（一）常見(jiàn)題型與考查方式1、填空題：主要考查核心概念的記憶和簡(jiǎn)單理解。（1）例題：讓靜止的滑板車動(dòng)起來(lái)，需要（）；讓運(yùn)動(dòng)的滑板車停下來(lái)，需要（）。【答案：用力；用力】（2）例題：所有物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，都有（）的參與。【答案：力】2、選擇題：考查對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的辨析和簡(jiǎn)單推理。（1）例題：下列小車中，停下來(lái)最容易的是（）。A.速度很快的載重卡車B.速度很慢的載重卡車C.速度很慢的小轎車【答案：C】【解析】：物體停下來(lái)難易與速度和重量都有關(guān)。C選項(xiàng)速度慢且重量輕，因此最容易停下。（2）例題：踢足球時(shí)，想讓球繞過(guò)人墻飛向球門，運(yùn)動(dòng)員最可能踢球的（）。A.正后方B.正前方C.側(cè)方【答案：C】【解析】：踢球的側(cè)方，給球一個(gè)側(cè)向的力，可以改變球的運(yùn)動(dòng)方向，使其繞過(guò)人墻。3、判斷題：考查對(duì)概念細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確把握。（1）例題：力只能使物體動(dòng)起來(lái)，不能使物體停下來(lái)。（）【答案：×】（2）例題：用同樣的力，推一輛空車和一輛裝滿貨物的車，空車啟動(dòng)更快。（）【答案：√】（3）例題：吹乒乓球時(shí)，如果想讓球向右拐，應(yīng)該在球的左邊吹氣。（）【答案：√】4、實(shí)驗(yàn)探究題：考查實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解、現(xiàn)象的分析和結(jié)論的歸納。（1）例題：下面是一個(gè)探究“小車運(yùn)動(dòng)與力”的實(shí)驗(yàn)記錄表，請(qǐng)你補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象觀察我的結(jié)論用很小的力推小車小車運(yùn)動(dòng)得（很慢）力越（小），小車啟動(dòng)越慢用很大的力推小車小車運(yùn)動(dòng)得（很快）力越（大），小車啟動(dòng)越（快）讓一輛空車和一輛滿載的車以相同速度運(yùn)動(dòng)，分別用手去阻擋阻擋（空車）更容易物體越（重），讓它停下來(lái)需要的力越（大）（二）解題步驟與易錯(cuò)點(diǎn)分析【重要】1、解題三步法：（1）第一步：確定研究對(duì)象。是滑板車、小車、乒乓球還是足球？（2）第二步：分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。物體是啟動(dòng)、停止、加速、減速還是轉(zhuǎn)向？（3）第三步：尋找力的作用。是誰(shuí)對(duì)物體施力？力的方向是怎樣的？力是大還是小？最終得出“力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一核心結(jié)論。2、易錯(cuò)點(diǎn)警示：（1）易錯(cuò)點(diǎn)一：認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)就不需要力。錯(cuò)！運(yùn)動(dòng)的物體能夠持續(xù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)閼T性（一種保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)），但要讓它加速、減速、停止或轉(zhuǎn)向，就必須有力。（2）易錯(cuò)點(diǎn)二：認(rèn)為只有推和拉才是力。錯(cuò)！除了推和拉，踢、吹、吸、踩、擋、剎車等都是力的作用方式。（3）易錯(cuò)點(diǎn)三：忽略重量對(duì)啟動(dòng)和停止的影響。錯(cuò)！這是一個(gè)重要的考點(diǎn)，務(wù)必記住：越重的物體，啟動(dòng)和停止越費(fèi)勁。（4）易錯(cuò)點(diǎn)四：混淆力與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。錯(cuò)！力的方向決定了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的趨勢(shì)。想讓物體往哪個(gè)方向動(dòng)，力就要指向哪個(gè)方向（或者其分力指向哪個(gè)方向）。例如，想讓球向左轉(zhuǎn)，力就要有一個(gè)向左的分量。（三）解答要點(diǎn)歸納1、一切運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化（啟動(dòng)、停止、快慢變化、方向變化）都源自力的作用。2、力的大小影響運(yùn)動(dòng)改變的劇烈程度（快慢、難易）。3、力的方向影響物體運(yùn)動(dòng)的方向。4、物體的輕重（質(zhì)量）會(huì)影響其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，輕重不同的物體，改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要的力大小也不同。六、知識(shí)體系構(gòu)建與素養(yǎng)提升（一）本課知識(shí)圖譜本課作為蘇教版二年級(jí)上冊(cè)《用力以后》單元的收官之課，起到了承上啟下的關(guān)鍵作用。1、承上：在前兩課中，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了推力和拉力，并知道了力可以改變物體的形狀。本課則將力的作用效果延伸到了“改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，使學(xué)生對(duì)“力”的認(rèn)識(shí)更加全面和深入47。2、啟下：本課建立的“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一樸素概念，將為三四年級(jí)學(xué)習(xí)《常見(jiàn)的力》（如摩擦力、彈力、重力）以及五六年級(jí)學(xué)習(xí)《物體的運(yùn)動(dòng)》（如速度、慣性、簡(jiǎn)單機(jī)械）奠定堅(jiān)實(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)7。（二）科學(xué)思維與態(tài)度責(zé)任1、控制變量法的啟蒙：在“小車總動(dòng)員”的實(shí)驗(yàn)中，我們實(shí)際上已經(jīng)在潛移默化地運(yùn)用“控制變量法”了。例如，比較力的大小對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢的影響時(shí)，我們用的是同一輛小車（控制重量不變）；比較重量對(duì)啟動(dòng)難易的影響時(shí)，我們用的是同樣大小的力（控制力的大小不變）。這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式是科學(xué)家進(jìn)行探究的法寶。2、安全意識(shí)與社會(huì)責(zé)任：通過(guò)對(duì)重型卡車啟動(dòng)與停止困難的分析，我們將科學(xué)知識(shí)與社會(huì)生活緊密聯(lián)系起來(lái)。讓學(xué)生明白，科學(xué)不僅存在于實(shí)驗(yàn)室，更與每個(gè)人的生命安全息息相關(guān)。遵守交通規(guī)則，就是對(duì)科學(xué)規(guī)律的尊重，也是對(duì)自己和他人生命的負(fù)責(zé)25。3、樂(lè)于探究與分享：通過(guò)吹乒乓球游戲、分析足球比賽等活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)周圍世界的好奇心和探究欲。鼓勵(lì)學(xué)生在玩中學(xué)，在做中思，并樂(lè)于與同伴分享自己的發(fā)現(xiàn)和體會(huì)