第一章、司南版高一物理緒論

1、撩開物理學的神秘面紗撩開物理學的神秘面紗第一章第一章 緒緒 論論太陽系圖譜物理學科的介紹物理學科的介紹 物理學是一門自然科學,它起始于伽利略和牛頓的年代,經過三個多世紀的發(fā)展,已經成為一門眾多分支,令人尊敬和熱愛的基礎科學。 它遠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的時空中，物理學研究物質存在的基本形式，以及它們的性質和運動規(guī)律，因此說物理學是關于“萬物之理”的學問并不為過。 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)的物質展示著驚人的多樣和復雜，而在形態(tài)的物質展示著驚人的多樣和復雜，而在如此多樣和復雜的大自然背后，卻隱藏著統(tǒng)如此多樣和復

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、東起西落，是什么力量使目月星辰有著這樣的運動規(guī)律？ 通過這些，我們將了解天體的運動。 拋出的石頭、跳水拋出的石頭、跳水運動員在空中運動員在空中“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，蘊藏著閃電、梳子吸紙屑等現(xiàn)象，蘊藏著大自然的一個秘密大自然的一個秘密 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。物理學的規(guī)律l 物理學研究的內容:? l 物理學規(guī)律屬于大自然規(guī)律的一部分。物理學科與其它學科的聯(lián)系區(qū)別 物理科與其它科關注點不同。 物理學有許多分支：如力學、熱學、電磁學、光學、統(tǒng)計物理學、量子力學、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理等。 與其它學科形成交叉學科：物理化學、生物物理、地球物理等。以瀑布為例研究以瀑布為例研究：物理學物理學:起源于自然起源于自然哲學觀哲學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代古希臘時代, 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。亞里士學。亞里士多德首次提多德首次

4、提出了物理學。出了物理學。1609年，伽利略利用天文望遠鏡觀察年，伽利略利用天文望遠鏡觀察探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘觀察和實驗：物理學的重觀察和實驗：物理學的重要基礎要基礎17世紀初，世紀初，伽利略系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)的的實驗和觀察實驗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。經典物理學理論經典物理學理論體系的建立者體系的建立者17世紀，牛頓在世紀，牛頓在前人研究成果的前人研究成果的基礎上，建立了基礎上，建立了經典力學體系。經

5、典力學體系。這是現(xiàn)代意義上這是現(xiàn)代意義上的物理學開端。的物理學開端。牛頓力學不僅能牛頓力學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，而且讓人類實現(xiàn)而且讓人類實現(xiàn)了登月夢想。了登月夢想。 古希臘人的探索：地球位于宇宙的中心地面附近的物質是由土、水、氣、火四種元素組成。 公元100年后，天文學家托勒密托勒密完善了地心說。地心說的觀點一直持續(xù)了近兩千年。 16世紀中葉，天文學家哥白尼哥白尼在臨死時發(fā)表了日心說理論，修正了地球靜止不動的觀念，為牛頓的天上和地下物理學的統(tǒng)一打下了基礎。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求 遠古人們就夢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。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求 在牛頓力在牛頓力學的基礎上，學的基礎上，人類對太空的人類對太空的探索的理論與探索的理論與實踐都取得了實踐都取得了豐碩的成果。豐碩的成果。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求 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，成為全世界第五個發(fā)射人世界第五個發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。造衛(wèi)星的國家。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求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

7、方號“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。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求 1999年11月我國發(fā)射了“神舟”1號飛船。 2003年10月我國首次發(fā)射了“神舟”5號載人飛船。人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求D：18世紀到世紀到19世紀世紀,物理學家建立了熱力學理論和分子物理學家建立了熱力學理論和分子物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉換和能量守恒定律后，開始探物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉換和能量守恒定律后，開始探索用內能轉化為機械能的方法來代替人力和畜力。索用內能轉化為機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)明蒸汽機為代表的。這一偉大的發(fā)現(xiàn)

8、，是以瓦特發(fā)明蒸汽機為代表的。蒸汽動力的應用，使許多大型廠礦應運而生。蒸汽動力的應用，使許多大型廠礦應運而生。 蒸汽蒸汽機的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。機的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。18世紀中期，富蘭克林通過著名的風箏實驗，將世紀中期，富蘭克林通過著名的風箏實驗，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，以庫侖、奧世紀，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家建立了電磁學理論。學家建立了電磁學理論。電磁技術的應用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人電磁技術的應用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類進入電氣時代?，F(xiàn)在，電已經

9、深入到人們的生類進入電氣時代?，F(xiàn)在，電已經深入到人們的生產、生活的方方面面。產、生活的方方面面。關注科學、技術和社會關注科學、技術和社會磁應用的發(fā)展磁應用的發(fā)展早在戰(zhàn)國時期，秦始早在戰(zhàn)國時期，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)學方面，磁在古代醫(yī)學方面，磁也有廣泛的應用，如也有廣泛的應用，如治耳疾、吸鐵屑等。治耳疾、吸鐵屑等。古代人類對磁技術的古代人類對磁技術的應用中，首屈一指的應用中，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，它對加速世界文明進它對加速世界文明進程起了很大作用。程起了很大作用。奇妙磁性奇妙磁性地球是個

10、大磁體赫茲實驗證實電磁波的20世紀初，相對論和量子力學的建立，是物世紀初，相對論和量子力學的建立，是物理學史上一場驚天動地的革命。理學史上一場驚天動地的革命。廣義相對論指出，廣義相對論指出，時空曲率將產生引力。時空曲率將產生引力。薛定諤薛定諤(1887-1961)(1887-1961)奧地利人奧地利人創(chuàng)立量子力學創(chuàng)立量子力學用用STMSTM針尖移動的鐵原子針尖移動的鐵原子E=mc2狹義相對論博士論文獲諾貝爾獎之作導致Perrin獲諾貝爾獎1905 原子核物理學的進展，使人類直接利用射線原子核物理學的進展，使人類直接利用射線與核能成為現(xiàn)實。與核能成為現(xiàn)實。20世紀，激光器、信息技術、超世紀，激光

11、器、信息技術、超導技術、納米技術、生命科學導技術、納米技術、生命科學的發(fā)展。的發(fā)展。 信息技術改變了人們工作和生活方式，也使信息技術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。關注科學、技術和社會發(fā)展 磁記錄技術的應用及其意義磁記錄技術的應用及其意義磁記錄的理論和技術日趨成熟，正深刻地影響和磁記錄的理論和技術日趨成熟，正深刻地影響和改變我們的工作、生活和學習方式。人們不僅可以通改變我們的工作、生活和學習方式。人們不僅可以通過磁記錄保存聲音、動作、文字信息等，而且還可以過磁記錄保存聲音、動作、文字信息等，而且還可以運用記憶棒、光盤等載體，很方便地傳遞信息運用

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，還能自動識別身體的各個部位，進行“針對性”按摩。 新穎鼠標長期使用鼠標的專業(yè)人員往往會患上“職業(yè)病”，右手食指受損傷。這款新穎鼠標改變了只能用食指操作的不足，拇指也可操作，讓食指有休息的機會，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器操作常常會“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，甚至開關大門、拉窗簾甚至開關大門、拉窗簾等，它都可以等，它都可以“代勞代勞”。 物理學和社會的發(fā)展高中物理學什么高中物理學什么?怎樣學好高中物理？關注三個方面：關注三個方面：1、知識與技能、知識與技能2、過程與方法、過程與方法3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀另外：對高中物理課程的了解另外：對高中物理課程的了解知識與技能 在在“知識與技能知識與技能”方面方面： 需要學習概念、定律、模型以及實驗技能。此需要學習概念、定律、模型以及實驗技能。此外，還應該了解物理學與自然、社會、科學技外，還應該了解物理學與自然、社會、科學技術的相互關系。術的相互關系。 培養(yǎng)目標不同，教學內容的選取培養(yǎng)目標不同，教學內容的選取就不同，或者教學內容的側重點就不就不同，或者教學內容的側重點就不同。同。 過程與方法 在“過程與方法”方面：需要經歷科學探究的過程，動手實踐，學習科學方法，體會科學思想，形成自主學習的能力。情感、態(tài)度、價值觀情感、態(tài)度、價值觀在在“情感態(tài)度價值觀情感態(tài)度價值觀”方面方面 需要培養(yǎng)學習物理的興趣和激情，感受自需要培養(yǎng)學習物理的興趣和激情，感受自然規(guī)律的和諧與奇妙，領悟其中的意義，養(yǎng)然規(guī)律的和諧與奇妙，領悟其中的意義，養(yǎng)成科學精神和科學