高中物理教師備課資料卡 物理學(xué)的學(xué)習(xí)方法與過程

1、高中物理教師備課資料卡 物理學(xué)的學(xué)習(xí)方法與過程【知識(shí)點(diǎn)名稱】（滬科K）學(xué)物理探究求真重視實(shí)驗(yàn) 勤于思考【知識(shí)點(diǎn)講解】（滬科K）物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。學(xué)習(xí)高中物理必須重視實(shí)驗(yàn)。高中物理實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)技能等方面有著更高的要求。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要理解實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析論證和評(píng)估。 （滬科K）在實(shí)驗(yàn)過程中，要勤于思考，多問幾個(gè)“為什么”，多做一些聯(lián)想和引申。 （滬科K）由于知識(shí)的局限性，暫時(shí)無法解決的問題，可以讓它先在腦海中掛個(gè)號(hào)，以后再逐步解決。腦海中積累的問題越多，思維會(huì)變得越寬廣。（滬科K）讓我們來做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，作些思

2、考，看看你能發(fā)現(xiàn)哪些問題。（滬科K）轉(zhuǎn)動(dòng)的水杯 （滬科K）在只盛有大半杯水的燒杯里滴入一些紅墨水，使杯中水變成透明的淺紅色。將一根細(xì)繩牢牢系在杯口。手握細(xì)繩的另一端，使杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。你將看到，一團(tuán)紅色的水在空中飛旋，縱然不時(shí)杯口朝下，仍滴水不漏。這是什么道理呢?這個(gè)現(xiàn)象跟人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)有沒有什么聯(lián)系?要保證杯中的水不流出來轉(zhuǎn)動(dòng)的速度至少應(yīng)多大?這時(shí)水對(duì)杯底有沒有壓力?（滬科K）信息瀏覽美國發(fā)明家愛迪生從11歲開始在家中的地下室里做實(shí)驗(yàn)，直到他84歲逝世，整整做了73年的實(shí)驗(yàn)，留下了2500冊(cè)實(shí)驗(yàn)記錄。僅是“白幟燈”這一項(xiàng)發(fā)明，他就進(jìn)行了幾千次實(shí)驗(yàn)，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)記錄達(dá)200冊(cè)。（

3、滬科K）愛迪生(TA.Edison,1847 1931)，美國發(fā)明家。早年發(fā)明二重發(fā)報(bào)機(jī)。18771879年發(fā)明留聲機(jī)通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)了白熾燈和電話。在電影技術(shù)、建筑、化工等方面也有不少發(fā)明。生共獲發(fā)明專利1000多項(xiàng)。（滬科K）肥皂膜上的條紋 用鐵絲圈在肥皂液中浸下后提出來上面會(huì)蒙上一層皂液膜。在太陽光照射下，你會(huì)看到皂液膜上閃映著彩色條紋，如果用灑有食鹽的酒精燈火焰去照射它，你還會(huì)看到皂液膜上閃映的是黃色條紋， 請(qǐng)仔細(xì)觀察皂液膜上條紋的分布，是否有某種規(guī)律?怎樣解釋這種現(xiàn)象? 請(qǐng)你在家中做一做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，還能有什么新的發(fā)現(xiàn)嗎？對(duì)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問題，在高中物理中，都將要進(jìn)行深入的研究。（滬科

4、K）經(jīng)歷過程 體驗(yàn)方法 結(jié)論幾乎總是以過錯(cuò)成的形式出現(xiàn)在讀者面前，讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動(dòng)過程，也很難達(dá)到清楚地理解全部情況 愛因期坦 登山的樂趣在于攀登，探究的魅力在于過程，只有經(jīng)受了“眾里尋她千百度”、“為伊消得人憔悴”的磨難，才會(huì)有“驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處”的驚喜，學(xué)習(xí)物理亦是如此，只有經(jīng)歷了“提問”、“思考”、“實(shí)驗(yàn)”、“釋疑”等過程，你才能體驗(yàn)到科學(xué)探究的無窮樂趣，享受到經(jīng)歷過程、收獲知識(shí)的無比喜悅。（滬科K）你知道超重、失重嗎 當(dāng)你用體重秤測體重時(shí)，怎樣才能稱得準(zhǔn)? 仔細(xì)觀察：當(dāng)你快速下蹲和迅速起立時(shí)，體重秤的示數(shù)有無變化?怎樣變化? 當(dāng)宇宙飛船

5、邀游太空時(shí)，宇航員為什么處于失重狀態(tài)?你知道這些現(xiàn)象的物理原理嗎? （滬科K）在物理學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)歷過程有著多種含義；可以是自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)測量數(shù)據(jù)的分析處理，得到結(jié)淪；可以是依據(jù)書上的方法思路，通過白己的演算，推出公式；可以是根據(jù)現(xiàn)成的概念，對(duì)照生活中的實(shí)例，重新體驗(yàn)；呵以是參加對(duì)某個(gè)問題的討論，將知識(shí)進(jìn)行整理等：經(jīng)歷過程的內(nèi)核是“主動(dòng)學(xué)習(xí)”，而不是被動(dòng)的接受， （滬科K）著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼說過：“科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度，如何對(duì)待疑問和不確定性，證據(jù) “格物致知，探究求真”，教材通過第

6、谷、開普勒、牛頓的簡短故事，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)中要有堅(jiān)持不懈，刨根問底的勇氣和毅力。 這一段內(nèi)容故事性很強(qiáng)，很有吸引力，學(xué)生又較為陌生，教學(xué)中可作適當(dāng)補(bǔ)充擴(kuò)展，采用講述的方法。如能配合一些圖片展示，效果會(huì)更好。服從什么法則，如何去思考事物，做出判斷，如何區(qū)別真假和表面的現(xiàn)象?！?（滬科K）在物理學(xué)習(xí)中，要經(jīng)常注意學(xué)習(xí)、體會(huì)研究問題的思路和方法，這樣你就會(huì)聰明、靈活，解決起問題來也就得心應(yīng)手了。（滬科K）格物致知 探究求真 （滬科K）格物致知的真正的意義第一，尋求真理的惟一途徑是對(duì)事物客觀的探索：第二，探索的過程不是消極的袖子旁觀，而是有想像力的有計(jì)劃的探索 丁肇中 （滬科K）科學(xué)研究的精髓在于不斷的探

7、究。自然界的規(guī)律往往隱藏在眾多表象的茫茫迷霧之中，而科學(xué)探究就像穿透這迷霧的明燈，引導(dǎo)著探索者到達(dá)真理的彼岸。牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律就是一個(gè)最好的典型事例。從第谷、開普勒到牛頓 （滬科K）丹麥天文學(xué)者第谷在他長達(dá)21年的觀測中，對(duì)天體運(yùn)動(dòng)積累了豐富的資料。他的觀察準(zhǔn)確性超過前人的幾十倍到上百倍，各個(gè)行星位置的誤差僅為2?？墒牵艿降匦恼f的影響，結(jié)果就像一個(gè)不會(huì)花錢的富翁，不知道怎樣正確使用這筆財(cái)富。第谷死后，他的助手德國天文學(xué)家開普勒應(yīng)用第谷留給他的觀測資料，通過豐富的想像和深入的思考，堅(jiān)持不懈地用幾何圖形和數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行分析論證，尋求隱蔽在第谷的觀測結(jié)果背后的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律。經(jīng)過多年的努力，他終

8、于發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)二定律。英國物理學(xué)家牛頓則在開普勒定律的基礎(chǔ)上，根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的特征，并聯(lián)系地面上物體的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。 （滬科K）有人問牛頓是如何發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的。牛頓回答說：“靠持續(xù)地思考”，“我持久地把這個(gè)課題放在面前，一直等到第一個(gè)黎明，一點(diǎn)點(diǎn)變得充滿陽光”。（滬科K）物理學(xué)習(xí)同樣也離不開不懈的探究。從書本上的知識(shí)介紹，到身邊的自然現(xiàn)象，探究的對(duì)象無所不在；從抽象的理論思考，到具體的實(shí)驗(yàn)探究，探究的形式多種多樣。讓我們追隨那些偉大物理學(xué)家的足跡，在物理學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)探究的樂趣，汲取知識(shí)的營養(yǎng)，提高個(gè)人的素質(zhì)。（滬科K）要勤奮地去做練習(xí)，只有這樣，你才會(huì)發(fā)現(xiàn)哪些你理解了，哪些

9、你還沒有理解。索末菲 （滬科K）同學(xué)們：物理學(xué)不單單是物理學(xué)家的物理學(xué)，還是每個(gè)普通人的物理學(xué)；物理學(xué)不單單是實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)，還是現(xiàn)實(shí)生活中的物理學(xué)；物理學(xué)不單單是理論上的物理學(xué)，還是指導(dǎo)實(shí)踐的物理學(xué)。今后，它將時(shí)時(shí)、處處伴隨著你!這一節(jié)分為三個(gè)自然段，從不同側(cè)面對(duì)學(xué)好物理作T具體的指導(dǎo)。由于這三段的教學(xué)要求不同，教學(xué)中也應(yīng)采取不同的方法。（滬科J）“重視實(shí)驗(yàn)，勤于思考”，突出了物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，教材選用了兩個(gè)效果明顯、生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)作輔助說明，教學(xué)中必須做好實(shí)驗(yàn)，并且要求學(xué)生通過對(duì)現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)問題，多作聯(lián)想與引申。（滬科J）“經(jīng)歷過程，體驗(yàn)方法”，強(qiáng)調(diào)T學(xué)習(xí)中要親自經(jīng)歷過程

10、，正如學(xué)游泳“觀看十遍不如下水一遍”。教學(xué)中可先引導(dǎo)學(xué)生介紹自己的體驗(yàn)，課后結(jié)合教材對(duì)經(jīng)歷過程的含義作一般的闡釋，喚起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高學(xué)習(xí)能力?！旧顟?yīng)用】【課本習(xí)題】【基礎(chǔ)例題】【其他習(xí)題】【基礎(chǔ)探究活動(dòng)】（滬科J）實(shí)驗(yàn)探究資料 （滬科J）布朗運(yùn)動(dòng)的觀察與投影顯示 布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于1827年，但當(dāng)時(shí)人們并不能正確解釋它。經(jīng)過30年的研究，人們才認(rèn)識(shí)到布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子撞擊懸浮微粒所引起的，并發(fā)現(xiàn)靜止氣體中懸浮微粒也在做布朗運(yùn)動(dòng)。1905年，愛因斯坦和斯莫路霍夫斯基對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)作了理論研究。 布朗運(yùn)動(dòng)是證實(shí)分子運(yùn)動(dòng)的重要實(shí)驗(yàn)，通常用顯微鏡來觀察懸浮在液體中顆粒的運(yùn)動(dòng)。下面的方法一詳述

11、了有關(guān)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)；方法二簡介了液體中布朗運(yùn)動(dòng)的投影顯示法；方法三是觀察懸浮在氣體中顆粒的運(yùn)動(dòng)，因氣體分子運(yùn)動(dòng)的速度較大，所以布朗運(yùn)動(dòng)比較明顯。 （滬科J）方法一 實(shí)驗(yàn)器材：顯微鏡，試管，載玻片，蓋玻片，藤黃(或花粉，或碳素墨水)，石蠟，酒精，移液管，電烙鐵等。 實(shí)驗(yàn)操作： (1)配制懸濁液：用藤黃、碳素墨水、花粉均可配制懸濁液，但濃度要適中。 (a)藤黃 有劇毒，在中藥店或美術(shù)用品商店可買到。取1g藤黃先溶于20g左右的酒精中，然后再加入80g左右的蒸餾水稀釋成濃度為1%的懸濁液，使用效果較佳。 (b)墨水 將碳素墨水以3040倍的清水稀釋后，靜置幾小時(shí)使炭粒在重力作用下沉降。然后用吸

12、管吸取杯中中間部分作為檢查液，既可排除上層的懸浮雜物，又可獲得大小適度、顆粒較均勻的懸濁液。 (c)花粉(或蜂糧) 用鑷子取下二三朵雄性黃瓜(或南瓜)花粉，放在玻璃片上，用移液管滴45滴清水，用玻璃棒稍加攪拌使花粉的細(xì)胞壁破裂，形成許多原生質(zhì)微粒懸浮于水中，在強(qiáng)光照射下呈淡黃色的懸濁液。無花粉季節(jié)，亦可用蜂糧(蜜蜂采集的百花粉，可向蜂場購買貯備)。篩取50mg蜂糧加進(jìn)1000mg蒸餾水稀釋成約為5%濃度的檢查液即可。 (2)制作樣片：用潔凈的玻璃棒，取已配制好的懸濁液，滴入洗凈揩干的載玻片凹坑內(nèi)，用蓋玻片蓋好，注意勿使凹坑中殘留氣泡。必須采用薄的蓋玻片(厚約012mm效果較好)，將石蠟碎片放在

13、蓋玻片四周，用小功率電烙鐵將蠟熔化，即可將懸濁液封于載玻片凹坑中。這樣處理后一般可保存一周左右。 (3)選擇顯微鏡的放大倍數(shù)：選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)，對(duì)提高觀察效果很重要。以不低于 500倍，但也不超過800倍，一般以600倍左右為宜。在這樣的視場下，實(shí)驗(yàn)時(shí)既便于觀察，又便于調(diào)節(jié)(顯微鏡放大倍數(shù)越大，物距越短，調(diào)節(jié)愈困難，很費(fèi)時(shí)間)。 (4)調(diào)節(jié)顯微鏡：調(diào)節(jié)時(shí)必須先使鏡筒下降到和蓋玻片接近但不接觸處。然后邊觀察邊將鏡筒向上提。這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)升降手輪必須非常緩慢，且要密切注意顯微鏡中發(fā)生的變化。一旦從顯微鏡中觀察到一片亮區(qū)開始變化時(shí)，“布朗運(yùn)動(dòng)”即將出現(xiàn)。這時(shí)要更加緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，直至看到像，再用微動(dòng)螺旋使

14、像清晰。 注意： (1)在調(diào)焦成像時(shí)，不準(zhǔn)將鏡筒向下調(diào)，以免壓碎蓋玻片和損傷物鏡。 (2)顯微鏡頭，載、蓋玻片等必須潔凈，任何一點(diǎn)污染都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。 (3)蓋上蓋玻片時(shí)，要注意不使凹坑內(nèi)殘留氣泡，溢出多余的液體可用濾紙吸干。 (4)若從顯微鏡中觀察到小顆粒都向同一方向流動(dòng)，是因?yàn)檩d物臺(tái)傾斜，應(yīng)將其調(diào)成水平，室溫過低時(shí)，可用間接加熱法預(yù)熱載玻片。 (5)顯微鏡的反光鏡反射的光線應(yīng)強(qiáng)弱合適，過強(qiáng)反而不易看清楚，太弱則顆粒顏色灰暗。亦可采用側(cè)向照明：用光闌板將下部光線全部擋住，用一只45W白熾燈在載物臺(tái)旁、略高于臺(tái)面處照明(這時(shí)觀察到的背景是暗的，微粒的被照面是亮的，微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)好似繁星閃爍

15、)。在調(diào)焦同時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)燈泡位置與角度，直到微粒清晰可見。（滬科J）方法二 實(shí)驗(yàn)器材：氦氖激光器(2mW左右)，屏幕，其余同方法一。 實(shí)驗(yàn)操作：投影裝置如圖t-O-2所示。 (1)將封有懸濁液的載玻片置于顯微鏡上，按方法一調(diào)節(jié)，使在目鏡中能清楚地觀察微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。 (2)把顯微鏡筒轉(zhuǎn)到水平位置并加以固定，防止翻倒。顯微鏡固定后，需重新檢查一下，使仍能觀察到清晰的布朗運(yùn)動(dòng)。 (3)接通電源點(diǎn)燃氦氖激光器，使發(fā)出的激光束透射過載玻片射到顯微鏡物鏡上，并使激光束跟顯微鏡透鏡組的光軸重合。在屏上即可看到放大的布朗運(yùn)動(dòng)的像。 (4)調(diào)節(jié)屏距，使像的直徑約3cm較好。 （滬科J）方法三 實(shí)驗(yàn)器材：自制

16、煙室，低倍顯微鏡，投影儀(幻燈機(jī))，遮光板等。 煙室的制作方法：選一塊直徑約1cm，焦距約2cm的凸透鏡(可用舊顯微鏡的目鏡鏡片)，裝在用塑料板或膠合板做成的長方形盒的一側(cè)，盒的另一側(cè)用廢牙膏嘴裝一煙門，盒的上下面裝上透明有機(jī)玻璃片或普通玻璃片。煙室外形如圖t-O-3a所示，它的長取決于透鏡焦距，可用平行光聚焦法測得透鏡焦距f則煙室長為2f，煙室高稍大于透鏡直徑，所有縫口用膠密封，以避免室外氣流使煙粒產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)操作：觀察時(shí)將香煙的煙灌入煙室，旋緊蓋子后放在顯微鏡鏡臺(tái)上，用投影儀的光束射向透鏡，經(jīng)凸透鏡將光束會(huì)聚在煙室中心，將顯微鏡物鏡對(duì)準(zhǔn)光束會(huì)聚點(diǎn)，經(jīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)后就可看到強(qiáng)光經(jīng)懸浮的煙粒

17、散射后呈金色的粒子，在空氣分子的碰撞下急速穿梭、翻滾，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖t-O-3b所示。注意： (1)在觀察時(shí)如果調(diào)節(jié)顯微鏡看不到煙粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這是由于煙室的高度太大，使光束會(huì)聚點(diǎn)處于物鏡有效工作距離外的緣故。因此煙室的高度必須做得小于2cm，用16×10顯微鏡觀察，可保證實(shí)驗(yàn)成功。 (2)煙室灌入煙后放置鏡臺(tái)上須靜止片刻，讓內(nèi)部氣流穩(wěn)定，觀察時(shí)可減少煙粒的定向運(yùn)動(dòng)。 建議： 煙室如做成上下面透明的話還可用投影法顯示，可供更多人同時(shí)觀察?！酒渌骄炕顒?dòng)】【高考選題】【開放題】【資料鏈接】（滬科J）物理學(xué)家簡介 （滬科J）由于開篇中涉及到眾多物理學(xué)家，他們都會(huì)在后續(xù)相應(yīng)部分進(jìn)

18、行介紹，這里按書中出現(xiàn)的先后次序?qū)λ麄兊闹饕暙I(xiàn)以列表形式簡單加以介紹。開篇中物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn) 物理學(xué)家國 籍主 要 貢 獻(xiàn)伽利略(15641642)意大利闡明了慣性概念和運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，定義了勻速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、擺的等時(shí)性，論證了“日心說”，首先用 望遠(yuǎn)鏡觀察月球，發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星和太陽黑子，制成第一支溫度計(jì)牛頓(1642-1727)英國總結(jié)運(yùn)動(dòng)三定律，發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，出版了偉大著作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理(1687)，建立了經(jīng)典力學(xué)體系。發(fā)現(xiàn)了光的色散，首先制成反射望遠(yuǎn)鏡布朗(1773-1858)英國發(fā)現(xiàn)“布朗運(yùn)動(dòng)”邁耳(18141878)德國首先提出能的轉(zhuǎn)化和守恒思想焦耳(18181889)英國測定熱功當(dāng)量，確定能的轉(zhuǎn)化的數(shù)