2019精品教育第一章打開物理世界的大門

1、龍巖版第一章打開物理世界的大門基礎(chǔ)學(xué)習(xí)【要點理解】1 .走進神奇(1)從自然中的神奇走向物理：“彗星”、“夕陽西下”、“電閃雷鳴”、“地震火山”、“雪崩”和“龍 卷風(fēng)”等皆為自然現(xiàn)象，這些現(xiàn)象分別與物理學(xué)中的光、聲、電、熱、力等分支學(xué)科有關(guān)，并且也與 天文學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)等其他學(xué)科有一定交融。(2)從生活中的神奇走向物理：“倒飲料”、“水折筷子”、“拉鏈開閉”、“圓珠筆”、“沖浪”和“跳 高”等皆為生活現(xiàn)象。它們不僅與物理學(xué)有關(guān)，而且與技術(shù)發(fā)明、社會影響等關(guān)系密切。2 .探索之路(1)古人的經(jīng)驗性探究：那些直接刺激感官(如眼睛和耳朵)的神奇現(xiàn)象最能引起古人的注意 和思索，但他們的思索還停留在

2、朦朧的感性認(rèn)識階段(如甲骨文中的象形文字、古人的宇宙結(jié)構(gòu)圖片 等)，但是這些感性的認(rèn)識是理性認(rèn)識世界的必要的前期準(zhǔn)備。(2)物理學(xué)發(fā)展的幾個重要階段：從哥白尼到伽俐略，他們使實驗科學(xué)誕生；牛頓的偉大貢獻， 使得經(jīng)典物理誕生；愛因斯坦、玻爾等人則使現(xiàn)代物理產(chǎn)生。構(gòu)建物理學(xué)“殿堂”的科學(xué)巨人：哥白尼：16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼在大學(xué)求學(xué)時，受進步教授和古希臘“日心說”的影響， 長期從事天文觀察，利用工作余暇寫成了天體運行論，書中的主要論點為：地球不是宇宙的中心，而只是月亮公轉(zhuǎn)的中心；所有的天球都以太陽為中心點繞太陽轉(zhuǎn)動，所以太陽是宇宙的中心。行星成 年累月地圍繞太陽不停地旋轉(zhuǎn)，是什么力量在推動它

3、？哥白尼無法解釋。伽利略：意大利科學(xué)家伽利略站在威尼斯的圣馬爾教堂塔樓上，第一次用望遠(yuǎn)鏡觀測浩瀚的天空，發(fā)現(xiàn)了哥白尼假設(shè)的天文事實。伽利略還發(fā)現(xiàn)，一個物體運動起來后，只要沒有別的物體對它作用， 這個物體就會沿直線一直不快不慢地運動下去。按照伽利略的發(fā)現(xiàn)，如果地球不受任何力的作用，地 球就會沿直線運動。牛頓：證明了萬有引力是使行星繞日運行所需的力。牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了具有劃時 代意義的經(jīng)典物理學(xué)。愛因斯坦：十九世紀(jì)末葉，精密、大型儀器的創(chuàng)造以及物理學(xué)上的一系列重大發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識 到經(jīng)典物理學(xué)的規(guī)律是相對真理，只適合于低速、宏觀的物體。杰出的物理學(xué)家愛因斯坦從大量的實 驗事實出發(fā)，對空

4、間、時間的概念進行了深刻的分析，克服了經(jīng)典物理學(xué)在微觀世界中的危機，建立 了相對論的量子力學(xué)，完成了經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變?；艚穑?0世紀(jì)物理學(xué)的兩大支柱是量子力學(xué)和相對論。它們似乎處于物理學(xué)的兩極，沒有人試圖調(diào)和這兩種理論。但霍金卻把這些理論引入到黑洞和宇宙研究之中，破譯宇宙起源奧秘。3 .站在巨人的肩膀上人類對神奇的探索從古至今從未停止過，從經(jīng)驗層面到規(guī)范發(fā)展，前人為我們留下了物理學(xué)寶貴的財富：物理學(xué)研究的累累碩果：物理學(xué)是研究自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的自然科 學(xué)，航天、材料、交通、通信等方面都體現(xiàn)了物理學(xué)及其技術(shù)的應(yīng)用。其樂無窮的科學(xué)探究方法： 物理規(guī)律的獲得不能像亞里

5、思多德那樣僅僅靠思辨，而應(yīng)該依據(jù)科學(xué)的探究方法?？茖W(xué)探究的七個要 素是今后學(xué)習(xí)掌握探究技能與方法的開篇。永遠(yuǎn)高揚的科學(xué)精神：不迷信權(quán)威、敢于堅持真理、尊 重客觀事實的科學(xué)精神（如哥白尼等人）；孜孜不倦、刻苦認(rèn)真、堅強自信的科學(xué)態(tài)度（如居里和居里夫人）；敢于提出與眾不同的見解，也敢于修正或放棄自己的錯誤觀點的科學(xué)合作精神（如愛因斯坦和 玻爾）。構(gòu)建物理學(xué)“殿堂”的有眾多的科學(xué)巨人，其中哥白尼、伽利略、牛頓、愛因斯坦、霍金等作 出了劃時代的貢獻。面對前人留下的知識、方法與精神財富，唯有努力學(xué)習(xí)，才能站在巨人的肩膀上， 成為新時代的巨人?！翱茖W(xué)探究”是參與式的學(xué)習(xí)活動：在探究活動中，通過經(jīng)歷與科學(xué)家

6、進行科學(xué)探究時的相似過 程，學(xué)習(xí)物理知識與技能，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，體驗科學(xué)探究的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)的思想與精神?！具_標(biāo)訓(xùn)練】閱讀以下短文，感知人類科學(xué)探索歷程的艱辛、漫長與富有意義，回答問題：從哥白尼創(chuàng)立“日心說”談起公元2世紀(jì)時，希臘天文學(xué)家托勒密確立了地球靜止不動，地球位于宇宙的中心，日月星辰都圍 繞太陽轉(zhuǎn)動的“地心說”。這種錯誤的觀點之所以能發(fā)展起來并統(tǒng)治歐洲達1400年之久，一方面是這種“理論”符合人們對天體的粗淺觀察；另一方面是因為這種“地球中心說”符合“上帝創(chuàng)世說”的 需要，為它提供了 “科學(xué)依據(jù)”。因此教會就借著自己的勢力大肆宣揚“地心說”。但并非所有的希臘哲學(xué)家和天文學(xué)家都同意這

7、種說法。公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出了大地是球形的證據(jù)：月食時的黑影是地球的投影，它是個圓弧，可見地球是球體或者是近似的球體。公元前270年，古希臘天文學(xué)家阿里斯塔克曾經(jīng)測定太陽和月亮對地球的近似比值，同時還提出地球繞太陽運轉(zhuǎn)的理 論?？上?，這古代樸素的“日心說”，在那時候卻沒有人相信。圣經(jīng)成了當(dāng)時檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)，與圣經(jīng)不同的觀點就是“異端邪說”，就是褻瀆“神靈”，就要受到宗教法庭的嚴(yán)厲制裁。因此，在漫長的歷史時期里，科學(xué)真理的傳播被禁錮了。到了 16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼在大學(xué)求學(xué)時，受進步教授和古希臘“日心說”的影響，自己 又長期從事天文觀察，逐漸認(rèn)識到托勒密的“理論”不過是

8、騙人的鬼話。他利用工作余暇寫成了天 體運行論，書中主要論點為：地球不是宇宙的中心，而只是月亮公轉(zhuǎn)的中心；所有的天球都以太陽為 中心點繞太陽轉(zhuǎn)動，所以太陽是宇宙的中心。哥白尼完成了這部著作后，猶豫了36年，于1543年才拿出去出版。書一問世，即遭到了教會的壓制和攻擊，書被教會宣布為禁書，對于擁護真理支持哥白3龍巖版尼學(xué)說的學(xué)者，教會也大施淫威。1548年誕生的意大利思想家布魯諾宣傳和發(fā)展了哥白尼的思想。他大膽地宣稱：“宇宙是無限的，而不是一個體積有限的球。太陽是一顆恒星，而其它恒星也和太陽一樣發(fā)熱發(fā)光。每個恒星的周圍都 有許多行星在圍繞著運行。這樣，無限多的恒星系就象連環(huán)畫一樣，作著無止境的重復(fù)

9、。”他的言行使教會恐懼和痛恨。教會以布魯諾反對圣經(jīng)為罪名，將布魯諾逮捕，嚴(yán)刑拷打?qū)徲崳陂L期囚禁之 后，1600年堅強不屈的布魯諾被送到火刑場上活活燒死。真理的聲音是無法燒毀的，一個人倒下去了，千百個人站起來。哥白尼去世不久，丹麥天文學(xué)家第谷用自己改進了的儀器對天空進行了大量的觀測，獲得了比哥白尼數(shù)量更多質(zhì)量更好的資料。第谷 沒有來得及把自己的資料整理成書就告別了人世，他的學(xué)生德國天文學(xué)家開普勒繼承了他的資料和事 業(yè)，又經(jīng)過16年的苦心鉆研，1609年和1618年先后發(fā)表了行星繞日運行的第一、第二和第三定律。在這些定律中，他一方面證明了太陽是行星的運行中心，另一方面也說明行星不是象哥白尼理解的

10、那樣圍繞太陽在一些同心圓上轉(zhuǎn)動，而 地球產(chǎn)性運動方展陽對地球引* 日.是按不同的橢圓形軌道在運行，太陽的位置在橢圓形軌道的一個焦點上。意大利科學(xué)家伽利略站在威尼斯的圣馬爾教堂塔樓上，第一次用望遠(yuǎn)鏡觀測浩瀚的天空，發(fā)現(xiàn)了哥白尼假設(shè)的天文事實，有4個衛(wèi)星 /在繞木星不停地轉(zhuǎn)動。伽利略也因此受到了迫害。哥白尼學(xué)說不承認(rèn)上帝的存在，受到了教會的殘酷迫害， 使這個圖1-1學(xué)說傳播的很慢；另一方面，行星成年累月地圍繞太陽不停地旋轉(zhuǎn)，是什么力量在推動它？哥白尼無法解釋。伽利略發(fā)現(xiàn)，一個物體運動起來后，只要沒有別的物體對它作用，這個物體就會沿直線一直不快不慢地運動下去一一慣性定律。按照伽利略的發(fā)現(xiàn)，在圖 1-

11、1里地球會沿虛線所示的方向一直運動下 去。后來又經(jīng)過牛頓等人的努力，證明了萬有引力是使行星繞日運行所需的力。在這一個又一個鐵的 事實面前，教會不得不在 1757年解除了對哥白尼著作的禁令。最后，在1882年又被迫承認(rèn)了哥白尼的學(xué)說?？茖W(xué)終于戰(zhàn)勝了神權(quán)。(1)公元2世紀(jì)時，希臘天文學(xué)家托勒密在不充分觀察的基礎(chǔ)上確立了思辨性的“ 說”; 公元前270年，古希臘天文學(xué)家阿里斯塔克提出古代樸素的“說”；到了 16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家 ,經(jīng)過長期天文觀察，利用工作余暇寫成以“ 說”為主要論點的 書。(2)率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，得到天體運行的數(shù)據(jù)有力地支持哥白尼的“日心說”的科學(xué)家是：4龍巖版A.第谷B .

12、開普勒C.伽俐略D.牛頓能力提升【知識結(jié)構(gòu)】領(lǐng)域：自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物體間的相互作用和物體運動的最一般規(guī)律實驗：是人類認(rèn)識世界的一種重要活動，是進行科學(xué)研究的基礎(chǔ)物理知識組成理論：是人類對自然界最基本、最普遍規(guī)律的認(rèn)識和概括自然與生活：如夕陽西下、電閃雷鳴與拉鏈、圓珠筆等應(yīng)用物現(xiàn)代：如航天技術(shù)、激光技術(shù)、信息技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等理學(xué) 探究方法：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作實事求是、尊重客觀規(guī)律、不迷信權(quán)威、敢于堅持真理（如哥白尼）科學(xué)精神 孜孜不倦、刻苦認(rèn)真、鍥而不舍（如居里夫人）善于合作與交流，敢于提出與眾不同的見解，也敢于修正或放棄

13、自己的錯誤觀點（如 愛因斯坦和玻爾）【方法導(dǎo)引】意大利科學(xué)家伽利略（15641642）是物理學(xué)的偉大先驅(qū)， 在他生活的那個時代， 意大利人幾乎都是 天主教的信徒，他當(dāng)然也不能例外，和別人一樣，每周都去做禮拜。在他做禮拜的那個比薩教堂的天 花板上，掛著一個搖擺不定的燈，這件平常的小事居然引起了伽利略的注意。一次他又去做禮拜。禮拜開始不久，他就被那盞搖擺不定的燈吸引住了。他兩眼盯著那盞燈，右手按在左手的脈搏上，嘴里一邊還默默地數(shù)著。數(shù)著數(shù)著，18歲的伽利略就發(fā)現(xiàn)：盡管燈有時擺的距離大些，有時小些，但擺一次所用的時間卻相等一一這一發(fā)現(xiàn)被后人稱為擺的等時性。他根據(jù)這個發(fā) 現(xiàn)，立刻制成了一個適當(dāng)長度的擺

14、，用來測量脈搏跳動的快慢。閱讀以上這段材料，我們可以領(lǐng)會到：生活與自然的神奇現(xiàn)象很多與物理學(xué)相關(guān)，科學(xué)家對這些 現(xiàn)象的解釋都要通過觀察與實驗，觀察與實驗是物理學(xué)研究的根本方法。我們對物理問題的研究也不 例外地需要進行觀察與實驗?！咎岣哂?xùn)練】在括號中填寫下列探究體現(xiàn)的探究環(huán)節(jié)：小笛：昨天整理衣服，我發(fā)現(xiàn)我夏天的衣服淺色為主，而冬天的衣服卻以深色為主，這不知有何 道理？（）小宇：是不是淺色與深色物體的吸熱本領(lǐng)不同呢？夏天的衣服淺色為主，冬天的衣服以深色為主, 是不是說明深色物體的吸熱本領(lǐng)比淺色物體的吸熱本領(lǐng)強呢？（）小宇：我們可以將質(zhì)量、溫度都相同的水分別倒入兩個相同的廢易拉罐中，用白紙和黑紙分別

15、將 它們包起來，然后放在太陽下，定時測一測罐中水的溫度，便可以比較出深、淺色物體的吸熱本領(lǐng)。（ ）按照這個計劃操作，小宇和小笛把實驗測得的兩罐中的水溫變化數(shù)據(jù)填在下表中：日照時間（min）036912151821242730白紙罐水溫T1 (C)23.024.125.025.126.026.827.027.929.029.130.1黑紙罐水溫T2 (C)23.025.225.126.928.029.130.231.031.933.234.0根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，白紙罐水溫從230c升至29.1 C用了 27min的日照，而黑紙罐水溫從23c升至29.1 C用了 15min的日照，這表明黑色物體的吸

16、熱本領(lǐng)比白色物體的吸熱本領(lǐng)強。（）以上表格中，第6min T2的數(shù)據(jù)與第6min Ti的數(shù)據(jù)基本相同，有悖于實驗結(jié)論，有可能是觀察測 量讀數(shù)時有疏忽。如果剔除這個溫度值，其他所有數(shù)據(jù)都與實驗結(jié)論吻合。因此，這個實驗的結(jié)論應(yīng) 該是可信的。（）小宇和小笛做完這個實驗，明白了夏天的衣服淺色為主，冬天的衣服以深色為主的道理。他們還 討論到：實際上物體表面的顏色對吸收太陽輻射有影響這一點，人們常常加以利用。例如，生活中空 調(diào)、電冰箱的外殼通常勻為淺色，飛機的表面涂成銀白色就是要防止吸熱；人造地球衛(wèi)星上的某些部 件要利用太陽輻射來加熱，就把這些部件涂成黑色。（）【趣味探究】1 .裝滿水的杯子里還能放多少大頭針？ 器材：杯子，大頭針，水，食鹽。往杯子里加水，水面達到杯口平面后，意外地發(fā)現(xiàn)還能慢慢地向杯里加水，水不溢出，水面微微 向上突起。若將一只大頭針針尖先放入水中，然后輕輕把手放開，不許有一點震動，也不加一點壓 力。請猜測一下，水是否會溢出？試一試，水溢出了嗎？請你猜想一下，在水不溢出的情況下最多 能放入多少只大頭針？請試一試，一共可放入多少只大頭針？實際放入的數(shù)量與你的猜測相差多少？ 與同學(xué)交流一下，誰放得最多？猜一猜，能放入大頭針的數(shù)量哪些因素有關(guān)？對上面的實驗，你一定會感到很有趣，也一定會感到吃驚一一猜想和實驗的結(jié)果竟會有很大