第一章、司南版高一物理緒論

1、撩開物理學(xué)的神秘面紗撩開物理學(xué)的神秘面紗第一章第一章 緒緒 論論太陽系圖譜物理學(xué)科的介紹物理學(xué)科的介紹 物理學(xué)是一門自然科學(xué),它起始于伽利略和牛頓的年代,經(jīng)過三個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)成為一門眾多分支,令人尊敬和熱愛的基礎(chǔ)科學(xué)。 它遠(yuǎn)到宇宙深處至咫尺之間，大到廣袤蒼穹，小到微觀粒子的浩瀚而又精細(xì)的時(shí)空中，物理學(xué)研究物質(zhì)存在的基本形式，以及它們的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此說物理學(xué)是關(guān)于“萬物之理”的學(xué)問并不為過。 大自然充滿了奧秘。在天地之間，各種大自然充滿了奧秘。在天地之間，各種形態(tài)的物質(zhì)展示著驚人的多樣和復(fù)雜，而在形態(tài)的物質(zhì)展示著驚人的多樣和復(fù)雜，而在如此多樣和復(fù)雜的大自然背后，卻隱藏著統(tǒng)如此多樣和復(fù)

2、雜的大自然背后，卻隱藏著統(tǒng)一與和諧的規(guī)律。一與和諧的規(guī)律。哈雷慧哈雷慧星為什星為什么能夠么能夠回歸？回歸？ 滿天星斗循環(huán)往復(fù)、東起西落，是什么力量使目月星辰有著這樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？ 通過這些，我們將了解天體的運(yùn)動(dòng)。 拋出的石頭、跳水拋出的石頭、跳水運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)員在空中“劃劃出出”美麗的拋物美麗的拋物線線。 看似毫不相干的現(xiàn)看似毫不相干的現(xiàn)象，卻隱藏著大自象，卻隱藏著大自然的秘密之一然的秘密之一萬有引力定律。萬有引力定律。生活中的現(xiàn)象：靜電生活中的現(xiàn)象：靜電靜電現(xiàn)象 閃電、梳子吸紙屑等現(xiàn)象，蘊(yùn)藏著閃電、梳子吸紙屑等現(xiàn)象，蘊(yùn)藏著大自然的一個(gè)秘密大自然的一個(gè)秘密 靜電，體現(xiàn)了自然多靜電，體現(xiàn)了自然多

3、樣性與統(tǒng)一性。樣性與統(tǒng)一性。物理學(xué)的規(guī)律l 物理學(xué)研究的內(nèi)容:? l 物理學(xué)規(guī)律屬于大自然規(guī)律的一部分。物理學(xué)科與其它學(xué)科的聯(lián)系區(qū)別 物理科與其它科關(guān)注點(diǎn)不同。 物理學(xué)有許多分支：如力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子力學(xué)、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理等。 與其它學(xué)科形成交叉學(xué)科：物理化學(xué)、生物物理、地球物理等。以瀑布為例研究以瀑布為例研究：物理學(xué)物理學(xué):起源于自然起源于自然哲學(xué)觀哲學(xué)觀察和思考察和思考觀察和思考觀察和思考觀察和思考觀察和思考古希臘時(shí)代古希臘時(shí)代, 人們把自人們把自然界觀察和然界觀察和思，籠統(tǒng)地思，籠統(tǒng)地稱為自然哲稱為自然哲學(xué)。亞里士學(xué)。亞里士多德首次提多德首次

4、提出了物理學(xué)。出了物理學(xué)。1609年，伽利略利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察年，伽利略利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘觀察和實(shí)驗(yàn)：物理學(xué)的重觀察和實(shí)驗(yàn)：物理學(xué)的重要基礎(chǔ)要基礎(chǔ)17世紀(jì)初，世紀(jì)初，伽利略系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)和觀察實(shí)驗(yàn)和觀察的的方法作為探方法作為探究究自然規(guī)律的自然規(guī)律的重重要手段。要手段。 自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中：自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中：上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。經(jīng)典物理學(xué)理論經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者體系的建立者17世紀(jì)，牛頓在世紀(jì)，牛頓在前人研究成果的前人研究成果的基礎(chǔ)上，建立了基礎(chǔ)上，建立了經(jīng)典力學(xué)體系。經(jīng)

5、典力學(xué)體系。這是現(xiàn)代意義上這是現(xiàn)代意義上的物理學(xué)開端。的物理學(xué)開端。牛頓力學(xué)不僅能牛頓力學(xué)不僅能幫助我們解釋周幫助我們解釋周圍的宏觀世界，圍的宏觀世界，而且讓人類實(shí)現(xiàn)而且讓人類實(shí)現(xiàn)了登月夢(mèng)想。了登月夢(mèng)想。 古希臘人的探索：地球位于宇宙的中心地面附近的物質(zhì)是由土、水、氣、火四種元素組成。 公元100年后，天文學(xué)家托勒密托勒密完善了地心說。地心說的觀點(diǎn)一直持續(xù)了近兩千年。 16世紀(jì)中葉，天文學(xué)家哥白尼哥白尼在臨死時(shí)發(fā)表了日心說理論，修正了地球靜止不動(dòng)的觀念，為牛頓的天上和地下物理學(xué)的統(tǒng)一打下了基礎(chǔ)。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求 遠(yuǎn)古人們就夢(mèng)想飛出地球探索星空的奧秘。嫦娥奔月是廣為留傳的

6、民間神話，體現(xiàn)了人類了解自然奧秘的渴望。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求 在牛頓力在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)的基礎(chǔ)上，人類對(duì)太空的人類對(duì)太空的探索的理論與探索的理論與實(shí)踐都取得了實(shí)踐都取得了豐碩的成果。豐碩的成果。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求 1957年前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天，年前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天，震驚了世界。震驚了世界。 1970年中國發(fā)射了年中國發(fā)射了人造衛(wèi)星，成為全人造衛(wèi)星，成為全世界第五個(gè)發(fā)射人世界第五個(gè)發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。造衛(wèi)星的國家。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求1961年年4月月12日，日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一艘射了第一艘東東方號(hào)

7、方號(hào)“載人飛船。載人飛船。完成了人類第一完成了人類第一次環(huán)繞地球的飛次環(huán)繞地球的飛行。行。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求 1999年11月我國發(fā)射了“神舟”1號(hào)飛船。 2003年10月我國首次發(fā)射了“神舟”5號(hào)載人飛船。人類對(duì)太空的不懈追求人類對(duì)太空的不懈追求D：18世紀(jì)到世紀(jì)到19世紀(jì)世紀(jì),物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守恒定律后，開始探物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守恒定律后，開始探索用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。索用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。 這一偉大的發(fā)現(xiàn)，是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。這一偉大的發(fā)現(xiàn)

8、，是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。蒸汽動(dòng)力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。蒸汽動(dòng)力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。 蒸汽蒸汽機(jī)的發(fā)明，直接推動(dòng)了第一次工業(yè)革命。機(jī)的發(fā)明，直接推動(dòng)了第一次工業(yè)革命。18世紀(jì)中期，富蘭克林通過著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，將世紀(jì)中期，富蘭克林通過著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，將天電與地電統(tǒng)一起來。到了天電與地電統(tǒng)一起來。到了19世紀(jì)，以庫侖、奧世紀(jì)，以庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等為代表的物理斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等為代表的物理學(xué)家建立了電磁學(xué)理論。學(xué)家建立了電磁學(xué)理論。電磁技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人電磁技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類進(jìn)入電氣時(shí)代?，F(xiàn)在，電已經(jīng)

9、深入到人們的生類進(jìn)入電氣時(shí)代?，F(xiàn)在，電已經(jīng)深入到人們的生產(chǎn)、生活的方方面面。產(chǎn)、生活的方方面面。關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)磁應(yīng)用的發(fā)展磁應(yīng)用的發(fā)展早在戰(zhàn)國時(shí)期，秦始早在戰(zhàn)國時(shí)期，秦始皇的阿房宮皇的阿房宮“以磁石以磁石為門為門”，防止刺客懷，防止刺客懷揣利刃入侵。揣利刃入侵。在古代醫(yī)學(xué)方面，磁在古代醫(yī)學(xué)方面，磁也有廣泛的應(yīng)用，如也有廣泛的應(yīng)用，如治耳疾、吸鐵屑等。治耳疾、吸鐵屑等。古代人類對(duì)磁技術(shù)的古代人類對(duì)磁技術(shù)的應(yīng)用中，首屈一指的應(yīng)用中，首屈一指的是我國發(fā)明的指南針，是我國發(fā)明的指南針，它對(duì)加速世界文明進(jìn)它對(duì)加速世界文明進(jìn)程起了很大作用。程起了很大作用。奇妙磁性奇妙磁性地球是個(gè)

10、大磁體赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的20世紀(jì)初，相對(duì)論和量子力學(xué)的建立，是物世紀(jì)初，相對(duì)論和量子力學(xué)的建立，是物理學(xué)史上一場(chǎng)驚天動(dòng)地的革命。理學(xué)史上一場(chǎng)驚天動(dòng)地的革命。廣義相對(duì)論指出，廣義相對(duì)論指出，時(shí)空曲率將產(chǎn)生引力。時(shí)空曲率將產(chǎn)生引力。薛定諤薛定諤(1887-1961)(1887-1961)奧地利人奧地利人創(chuàng)立量子力學(xué)創(chuàng)立量子力學(xué)用用STMSTM針尖移動(dòng)的鐵原子針尖移動(dòng)的鐵原子E=mc2狹義相對(duì)論博士論文獲諾貝爾獎(jiǎng)之作導(dǎo)致Perrin獲諾貝爾獎(jiǎng)1905 原子核物理學(xué)的進(jìn)展，使人類直接利用射線原子核物理學(xué)的進(jìn)展，使人類直接利用射線與核能成為現(xiàn)實(shí)。與核能成為現(xiàn)實(shí)。20世紀(jì)，激光器、信息技術(shù)、超世紀(jì)，激光

11、器、信息技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學(xué)導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學(xué)的發(fā)展。的發(fā)展。 信息技術(shù)改變了人們工作和生活方式，也使信息技術(shù)改變了人們工作和生活方式，也使人們的觀念發(fā)生了深刻變化。人們的觀念發(fā)生了深刻變化。關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展 磁記錄技術(shù)的應(yīng)用及其意義磁記錄技術(shù)的應(yīng)用及其意義磁記錄的理論和技術(shù)日趨成熟，正深刻地影響和磁記錄的理論和技術(shù)日趨成熟，正深刻地影響和改變我們的工作、生活和學(xué)習(xí)方式。人們不僅可以通改變我們的工作、生活和學(xué)習(xí)方式。人們不僅可以通過磁記錄保存聲音、動(dòng)作、文字信息等，而且還可以過磁記錄保存聲音、動(dòng)作、文字信息等，而且還可以運(yùn)用記憶棒、光盤等載體，很方便地傳遞信息運(yùn)用

12、記憶棒、光盤等載體，很方便地傳遞信息智能牽引按摩床智能牽引按摩床是一種按摩兼腰椎牽引的保健床，還能自動(dòng)識(shí)別身體的各個(gè)部位，進(jìn)行“針對(duì)性”按摩。 新穎鼠標(biāo)長期使用鼠標(biāo)的專業(yè)人員往往會(huì)患上“職業(yè)病”，右手食指受損傷。這款新穎鼠標(biāo)改變了只能用食指操作的不足，拇指也可操作，讓食指有休息的機(jī)會(huì)，降低食指受損傷的概率。 家里的電器品種多了，家里的電器品種多了，遙控器也多了，用遙控遙控器也多了，用遙控器操作常常會(huì)器操作常常會(huì)“張冠李張冠李戴戴”。而這款全能遙控。而這款全能遙控器能以一頂十，甚至一器能以一頂十，甚至一頂幾十。它集十幾種、頂幾十。它集十幾種、幾十種遙控功能于一身。幾十種遙控功能于一身。無論是家用

13、電器的遙控，無論是家用電器的遙控，甚至開關(guān)大門、拉窗簾甚至開關(guān)大門、拉窗簾等，它都可以等，它都可以“代勞代勞”。 物理學(xué)和社會(huì)的發(fā)展高中物理學(xué)什么高中物理學(xué)什么?怎樣學(xué)好高中物理？關(guān)注三個(gè)方面：關(guān)注三個(gè)方面：1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能2、過程與方法、過程與方法3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)值觀另外：對(duì)高中物理課程的了解另外：對(duì)高中物理課程的了解知識(shí)與技能 在在“知識(shí)與技能知識(shí)與技能”方面方面： 需要學(xué)習(xí)概念、定律、模型以及實(shí)驗(yàn)技能。此需要學(xué)習(xí)概念、定律、模型以及實(shí)驗(yàn)技能。此外，還應(yīng)該了解物理學(xué)與自然、社會(huì)、科學(xué)技外，還應(yīng)該了解物理學(xué)與自然、社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的相互關(guān)系。術(shù)的相互關(guān)系。 培養(yǎng)目標(biāo)不同，教學(xué)內(nèi)容的選取培養(yǎng)目標(biāo)不同，教學(xué)內(nèi)容的選取就不同，或者教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)就不就不同，或者教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)就不同。同。 過程與方法 在“過程與方法”方面：需要經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，體會(huì)科學(xué)思想，形成自主學(xué)習(xí)的能力。情感、態(tài)度、價(jià)值觀情感、態(tài)度、價(jià)值觀在在“情感態(tài)度價(jià)值觀情感態(tài)度價(jià)值觀”方面方面 需要培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣和激情，感受自需要培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣和激情，感受自然規(guī)律的和諧與奇妙，領(lǐng)悟其中的意義，養(yǎng)然規(guī)律的和諧與奇妙，領(lǐng)悟其中的意義，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)