高一物理10緒論物理學(xué)與人類文明課件1

1、浩瀚宇宙 我們能走多遠(yuǎn)？必修一 緒論 物理學(xué)與人類文明物理學(xué)研究什么物理學(xué)與社會進(jìn)步物理的未來怎么學(xué)好物理物理學(xué)與人類文明從廣義上來講，物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自從廣義上來講，物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它所研究的然科學(xué)，它所研究的是是 物質(zhì)的基物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)本結(jié)構(gòu)、 最普遍的相互作用最普遍的相互作用、 最一般的運(yùn)動規(guī)律以及所最一般的運(yùn)動規(guī)律以及所 使用的使用的實驗手段和思維方法實驗手段和思維方法。從狹義上來講，具體可以概括為：從狹義上來講，具體可以概括為： 力學(xué)、力學(xué)、 熱學(xué)、熱學(xué)、 電磁學(xué)、電磁學(xué)、 光光學(xué)、學(xué)、 近近 代物理及物理實驗等代物理及物理實驗等內(nèi)內(nèi)容。容。物理學(xué)研究什么物理學(xué)研究什么?

2、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)動規(guī)律？ 通過這些，我們將了解天體的運(yùn)動。物理學(xué)與自然規(guī)律 拋出的石頭、跳水拋出的石頭、跳水運(yùn)動員在空中運(yùn)動員在空中“劃劃出出”美麗的拋物線美麗的拋物線。 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1 1、航天與空間技術(shù)、航天與空間技術(shù)在牛頓力學(xué)和萬有引在牛頓力學(xué)和萬有引力定律的基礎(chǔ)上發(fā)展力定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的空間物理，能起來的空間物理，能把宇宙飛船送上太空，把宇宙飛船送上太空，使人類實現(xiàn)了飛天的使人類實現(xiàn)了飛天的夢想。夢想

3、。物理學(xué)與其它科學(xué)技術(shù)航天飛機(jī) 宇宙空間站 19691969人類登上月球人類登上月球1969年年7月月20日，阿姆日，阿姆斯特朗與奧爾德林成為斯特朗與奧爾德林成為了首次踏上月球的人類了首次踏上月球的人類。阿姆斯特朗扶著登月。阿姆斯特朗扶著登月艙的階梯踏上了月球，艙的階梯踏上了月球，說道說道：“這是我個人的這是我個人的一小步，但卻是全人類一小步，但卻是全人類的一大步的一大步嫦娥號（探測器）長征號（運(yùn)載火箭）神州號（載人航天）天宮號（空間站）2、帶電粒子在電、帶電粒子在電場磁場中的偏轉(zhuǎn)場磁場中的偏轉(zhuǎn)在科技中的應(yīng)用。在科技中的應(yīng)用。電視機(jī)顯像管電視機(jī)顯像管3、放射線的應(yīng)用、放射線的應(yīng)用醫(yī)療上的放療。

4、在醫(yī)療醫(yī)療上的放療。在醫(yī)療上還有很多，如用于治上還有很多，如用于治療腦瘤的療腦瘤的 刀。如核磁刀。如核磁共振，超聲波，共振，超聲波，X光機(jī)光機(jī)等。等。X線攝片、線攝片、CT、磁共振、磁共振成像可稱為三駕馬車，成像可稱為三駕馬車，三者有機(jī)地結(jié)合，使三者有機(jī)地結(jié)合，使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴(kuò)當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴(kuò)大了檢查范圍，又提大了檢查范圍，又提高了診斷水平。高了診斷水平。 u原子核物理學(xué)的進(jìn)展，使人類直接利用射線與核能原子核物理學(xué)的進(jìn)展，使人類直接利用射線與核能成為現(xiàn)實。成為現(xiàn)實。4、微電子技術(shù)、微電子技術(shù):半導(dǎo)體芯片、電半導(dǎo)體芯片、電子計算機(jī)。子計算機(jī)。半導(dǎo)體芯片5、激光、激光。激光物理的進(jìn)展使激光在

5、制造業(yè)、醫(yī)療。激光物理的進(jìn)展使激光在制造業(yè)、醫(yī)療技術(shù)和國防工業(yè)中的得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟技術(shù)和國防工業(yè)中的得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟悉的微機(jī)光盤就是用激光讀的。光導(dǎo)纖維等。悉的微機(jī)光盤就是用激光讀的。光導(dǎo)纖維等。光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維通常用來傳送無線光導(dǎo)纖維通常用來傳送無線電、電話、電視和電子計算電、電話、電視和電子計算機(jī)數(shù)據(jù)機(jī)數(shù)據(jù)現(xiàn)代通信現(xiàn)代通信6、超導(dǎo)、超導(dǎo)。磁懸浮。磁懸浮列車等。列車等。鑲嵌了鑲嵌了4848個個 Fe 原子的原子的 Cu 表表面的掃描隧道顯微鏡照片。面的掃描隧道顯微鏡照片。48 48 個個 Fe 原子形成原子形成“電子圍欄電子圍欄”7、納米技術(shù)、納米技術(shù)，使人們可以使人

6、們可以按照自己的按照自己的需要設(shè)計并需要設(shè)計并重新排列原重新排列原子或者原子子或者原子團(tuán)，使其具團(tuán)，使其具有人們希望有人們希望的特性。的特性。8、生命科學(xué)、生命科學(xué)的發(fā)的發(fā)展也離不開物理展也離不開物理學(xué)。學(xué)。利用利用X射線衍射的射線衍射的方法成功地測定方法成功地測定了了DNA的雙螺旋的雙螺旋結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 1951 1951年，沃森到克里克所在的卡文迪什實年，沃森到克里克所在的卡文迪什實驗室，在威爾金斯等的驗室，在威爾金斯等的X X射線衍射射線衍射分析資料的基分析資料的基礎(chǔ)上，于礎(chǔ)上，于19531953年提出年提出DNADNA雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型二物理學(xué)與社會進(jìn)步第一次產(chǎn)業(yè)革命第

7、一次產(chǎn)業(yè)革命機(jī)器機(jī)器代替手工勞動的時代代替手工勞動的時代第二次產(chǎn)業(yè)革命第二次產(chǎn)業(yè)革命電氣時代電氣時代第三次產(chǎn)業(yè)革命第三次產(chǎn)業(yè)革命計算機(jī)計算機(jī) 1818世紀(jì)到世紀(jì)到1919世紀(jì)世紀(jì), ,物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物物理學(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，開始探索用理，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。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。蒸這一偉大的發(fā)現(xiàn)，是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。蒸汽動力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。汽動力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。 蒸汽機(jī)的

8、發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。蒸汽機(jī)的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。18世紀(jì)中期，富蘭克林通過著名的風(fēng)箏實驗，將天世紀(jì)中期，富蘭克林通過著名的風(fēng)箏實驗，將天電與地電電與地電統(tǒng)一起來。到了統(tǒng)一起來。到了19世紀(jì)，以庫侖、奧斯世紀(jì)，以庫侖、奧斯特、安培、特、安培、法拉第、麥克斯韋法拉第、麥克斯韋等為代表的物理學(xué)等為代表的物理學(xué)家建立了家建立了電磁學(xué)理論電磁學(xué)理論。電磁技術(shù)的電磁技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命應(yīng)用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類。使人類進(jìn)入電氣進(jìn)入電氣時代?，F(xiàn)在，電已經(jīng)深入時代?，F(xiàn)在，電已經(jīng)深入到人們的生產(chǎn)到人們的生產(chǎn)、生活的、生活的方方面面。方方面面。20世紀(jì)世紀(jì)70年代，微觀

9、物理方面取得重大突破，開創(chuàng)了微電年代，微觀物理方面取得重大突破，開創(chuàng)了微電子工業(yè)，使世界開始進(jìn)入了以電子計算機(jī)應(yīng)用為特征的信子工業(yè)，使世界開始進(jìn)入了以電子計算機(jī)應(yīng)用為特征的信息時代。這是第三次產(chǎn)業(yè)革命。息時代。這是第三次產(chǎn)業(yè)革命。 可以說社會的每一次巨大的進(jìn)步都是在物理學(xué)發(fā)展的基可以說社會的每一次巨大的進(jìn)步都是在物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的。沒有物理學(xué)的發(fā)展就沒有人類社會和文明的礎(chǔ)上完成的。沒有物理學(xué)的發(fā)展就沒有人類社會和文明的巨大進(jìn)步。巨大進(jìn)步。物理前沿：u宇宙與物質(zhì)結(jié)構(gòu)，生命起源。u中微子振蕩及中微子其他特性研究u宇宙背景輻射研究u激光點陣導(dǎo)致量子相變u光子晶體自組裝：探求光學(xué)線路代替電子線路

10、u量子信息處理u夸克粒子五、物理學(xué)的未來 2020世紀(jì)，物理學(xué)捷報頻傳，重大發(fā)現(xiàn)此世紀(jì)，物理學(xué)捷報頻傳，重大發(fā)現(xiàn)此起彼伏，從來沒有停止過。起彼伏，從來沒有停止過。 自然科學(xué)家自然科學(xué)家獲得諾貝爾獲得諾貝爾獎的獎的7位華人位華人，他們是：，他們是：李政道、楊李政道、楊振寧、丁肇振寧、丁肇中、李遠(yuǎn)哲中、李遠(yuǎn)哲、朱棣文、朱棣文、崔琪、錢永崔琪、錢永健。健。哥白尼提出日心說時是哥白尼提出日心說時是38歲；歲；牛頓和萊布尼茨發(fā)明微積分時牛頓和萊布尼茨發(fā)明微積分時分別是分別是22歲和歲和28歲；歲；愛迪生發(fā)明留聲機(jī)時是愛迪生發(fā)明留聲機(jī)時是29歲，歲，發(fā)明電燈時是發(fā)明電燈時是31歲，歲，貝爾發(fā)明電話時是貝爾

11、發(fā)明電話時是29歲；歲；居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳、釷、釙三種居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳、釷、釙三種元素的放射性時是元素的放射性時是31歲；歲；愛因斯坦提出狹義相對論時是愛因斯坦提出狹義相對論時是26歲，提出廣義相對論時是歲，提出廣義相對論時是37歲；歲；沃森和克里克提沃森和克里克提DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)時分別是時分別是25歲和歲和37歲歲.（二）為什么要學(xué)高中物理為什么要學(xué)高中物理 物理科學(xué)角度： 隨著人類對物質(zhì)世界認(rèn)識的深入，物理學(xué)一方面帶動了科學(xué) 和技術(shù)的發(fā)展；另一方面推動了文化、經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。經(jīng)典 物理學(xué)奠定了兩次工業(yè)革命的基礎(chǔ)；近代物理學(xué)推動了各種科學(xué) 技術(shù)的迅速發(fā)展，繼而推動了人類社會的變化。 這

12、部分內(nèi)容可以參照人教版高中物理教材必修一緒論上的 思路，從“物理學(xué)與其它科學(xué)”“物理學(xué)與社會進(jìn)步”“物理學(xué)與思 維觀念”“物理學(xué)的未來”，全景式地展現(xiàn)物理學(xué)與人類文明的方 方面面以及社會發(fā)展、觀念轉(zhuǎn)變的作用和影響，從而讓學(xué)生體會 物理學(xué)是一門十分有用的學(xué)科，明白學(xué)習(xí)物理的目的。學(xué)生發(fā)展角度：學(xué)生發(fā)展角度： 從學(xué)生自身發(fā)展的角度從學(xué)生自身發(fā)展的角度出發(fā)，闡述學(xué)習(xí)物理對自己終身發(fā)展出發(fā)，闡述學(xué)習(xí)物理對自己終身發(fā)展 的的重要性：重要性： （ ）學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識和技）學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識和技能，有助于幫助學(xué)生了解這些知能，有助于幫助學(xué)生了解這些知 識與技識與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技能在生活、生

13、產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。（ ）學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)探究方法，可以發(fā)）學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)探究方法，可以發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng) 成良好的思維成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識和科學(xué)探究方法解習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識和科學(xué)探究方法解決一些決一些 問題。問題。 （ ）物理的探究實驗有助于發(fā)展學(xué)生）物理的探究實驗有助于發(fā)展學(xué)生的好奇心與求知欲，發(fā)的好奇心與求知欲，發(fā) 展科學(xué)探索興趣展科學(xué)探索興趣，有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科，有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與學(xué)態(tài)度與 科學(xué)精神，有振興中華，將科科學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會責(zé)任感。學(xué)

14、服務(wù)于人類的社會責(zé)任感。 （ 4）現(xiàn)實應(yīng)試角度：）現(xiàn)實應(yīng)試角度： 在當(dāng)代的教育體制在當(dāng)代的教育體制下，想要考取名牌高校，沒有優(yōu)異的高考下，想要考取名牌高校，沒有優(yōu)異的高考 成績，很難有機(jī)會被名校錄取。成績，很難有機(jī)會被名校錄取。（三）怎么樣學(xué)習(xí)高中物理（三）怎么樣學(xué)習(xí)高中物理 重視實驗，善于思考重視實驗，善于思考 由于高中物理的深度加深，知識多表現(xiàn)出由于高中物理的深度加深，知識多表現(xiàn)出極強(qiáng)的抽象性，但極強(qiáng)的抽象性，但 往往會通過一些往往會通過一些“顯性顯性”的實驗現(xiàn)象，加以理性的分析和邏輯推的實驗現(xiàn)象，加以理性的分析和邏輯推 導(dǎo)，得到導(dǎo)，得到了這些看似很抽象難懂的物理規(guī)律。學(xué)習(xí)若能關(guān)注做實了這

15、些看似很抽象難懂的物理規(guī)律。學(xué)習(xí)若能關(guān)注做實 驗的整個過程，在過程中不斷地思考、驗的整個過程，在過程中不斷地思考、提問、解疑、歸納、總結(jié)，即提問、解疑、歸納、總結(jié)，即 便是一些難以理解的規(guī)律，在學(xué)生親歷了整個探究規(guī)律的過程便是一些難以理解的規(guī)律，在學(xué)生親歷了整個探究規(guī)律的過程 后，他們便會深刻地理解這些規(guī)律。后，他們便會深刻地理解這些規(guī)律。 在高中物理第一課提醒學(xué)生要在高中物理第一課提醒學(xué)生要注重實驗注重實驗過程中的思考過程中的思考，這樣，這樣 才有助于幫助他們更好地掌握實驗規(guī)律和養(yǎng)成良才有助于幫助他們更好地掌握實驗規(guī)律和養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，好的思維習(xí)慣， 為將來的物理學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。為將來的物

16、理學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。歸納總結(jié)，建構(gòu)知識歸納總結(jié)，建構(gòu)知識 高中物理知識的各個模塊之間呈現(xiàn)出很強(qiáng)的邏輯性，高中物理知識的各個模塊之間呈現(xiàn)出很強(qiáng)的邏輯性，因因而學(xué)而學(xué) 習(xí)物理時要加強(qiáng)歸納總結(jié)，學(xué)完一習(xí)物理時要加強(qiáng)歸納總結(jié)，學(xué)完一個章節(jié)或者一個知識模塊，可個章節(jié)或者一個知識模塊，可 以嘗試寫以嘗試寫“單元小結(jié)單元小結(jié)”或或“章節(jié)小結(jié)章節(jié)小結(jié)”，形式可，形式可以多種多樣，如文字以多種多樣，如文字 表述、方框圖、表表述、方框圖、表格等，特別是在復(fù)習(xí)時，更要加強(qiáng)小結(jié)格等，特別是在復(fù)習(xí)時，更要加強(qiáng)小結(jié)，使知識結(jié)，使知識結(jié) 構(gòu)化、系統(tǒng)化，提高效率的構(gòu)化、系統(tǒng)化，提高效率的同時，增強(qiáng)了各個知識之間的脈絡(luò)感。同時，增

17、強(qiáng)了各個知識之間的脈絡(luò)感。 這這種能力不是一蹴而就的，因此從他們接觸高中物理的第一種能力不是一蹴而就的，因此從他們接觸高中物理的第一 天就有意識地進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生能天就有意識地進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生能在今后的學(xué)習(xí)中潛移默化地理在今后的學(xué)習(xí)中潛移默化地理 解總結(jié)和建構(gòu)的重大意義，并下意識地去實踐它。解總結(jié)和建構(gòu)的重大意義，并下意識地去實踐它。勤于練習(xí)，反思方法勤于練習(xí)，反思方法 高中物理的學(xué)習(xí)過高中物理的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生物理知識的建構(gòu)過程，而知識結(jié)程是學(xué)生物理知識的建構(gòu)過程，而知識結(jié) 構(gòu)構(gòu)與練習(xí)有著密切的關(guān)系。與練習(xí)有著密切的關(guān)系。許多學(xué)生常常反映許多學(xué)生常常反映“物理課一聽就物理課一聽就 懂，一做就錯

18、懂，一做就錯”，就是知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建還沒有達(dá)到能夠順利解決問，就是知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建還沒有達(dá)到能夠順利解決問 題的水平。因題的水平。因此老師應(yīng)通過第一課向?qū)W生指出，此老師應(yīng)通過第一課向?qū)W生指出，聽懂不是目標(biāo)，聽懂不是目標(biāo)， 還應(yīng)該還應(yīng)該通過練習(xí)體驗思考問題、反思解決問題通過練習(xí)體驗思考問題、反思解決問題的方法，使得自己的方法，使得自己 的學(xué)習(xí)水平不斷提升的學(xué)習(xí)水平不斷提升。 高中物理第一課是學(xué)生第一次進(jìn)入高中物理課堂，根據(jù)心理高中物理第一課是學(xué)生第一次進(jìn)入高中物理課堂，根據(jù)心理 學(xué)上的首因效應(yīng)，即學(xué)上的首因效應(yīng)，即在印象形成過程中，信息出現(xiàn)的順序?qū)ζ湫卧谟∠笮纬蛇^程中，信息出現(xiàn)的順序?qū)ζ湫?成概念有

19、重要的影響，最初獲得的信成概念有重要的影響，最初獲得的信息的影響比后來獲得的信息息的影響比后來獲得的信息 的影響更大，因而設(shè)計好高中物理第一課有著重大的的影響更大，因而設(shè)計好高中物理第一課有著重大的意義。意義。它崇尚理性、重視邏輯推理?？梢哉f物理它崇尚理性、重視邏輯推理?？梢哉f物理學(xué)是關(guān)于學(xué)是關(guān)于“萬物之理的萬物之理的”科學(xué)。我們學(xué)習(xí)科學(xué)。我們學(xué)習(xí)物理呢？就要注重物理呢？就要注重“悟悟”出出“理理”字。字。具體的過程是這樣的：具體的過程是這樣的： 觀察觀察 思考思考 實驗實驗假設(shè)假設(shè)邏輯推理邏輯推理結(jié)論（結(jié)論（規(guī)律）規(guī)律）解決問題解決問題 探索探索假設(shè)假設(shè)推理推理規(guī)律規(guī)律應(yīng)用于實際。應(yīng)用于實際

20、。 所以物理學(xué)是極富洞察力和想像力的所以物理學(xué)是極富洞察力和想像力的科學(xué)。科學(xué)。勤奮勤奮+ +思想思想+ +行動行動五善五善善于聯(lián)想，善于對比，善善于聯(lián)想，善于對比，善于思考，善于記憶，善于總結(jié)于思考，善于記憶，善于總結(jié)。六用六用用眼仔細(xì)觀察，用耳認(rèn)真用眼仔細(xì)觀察，用耳認(rèn)真聽講，用腦積極思考，用心理解記聽講，用腦積極思考，用心理解記憶，用口和筆準(zhǔn)確表達(dá)，用手及時憶，用口和筆準(zhǔn)確表達(dá)，用手及時記錄、練習(xí)、實驗。記錄、練習(xí)、實驗。怎樣學(xué)好高中物理？怎樣學(xué)好高中物理？物理見物思理每位同學(xué)都要準(zhǔn)備一本課堂記錄本每位同學(xué)都要準(zhǔn)備一本課堂記錄本 通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家對高中物理的學(xué)習(xí)有興趣了通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家對高中物理的學(xué)習(xí)有興趣了嗎嗎? 對學(xué)好高中物