高一物理10绪论物理学与人类文明课件1

1、浩瀚宇宙 我们能走多远？必修一 绪论 物理学与人类文明物理学研究什么物理学与社会进步物理的未来怎么学好物理物理学与人类文明从广义上来讲，物理学是一门基础自从广义上来讲，物理学是一门基础自然科学，它所研究的然科学，它所研究的是是 物质的基物质的基本结构本结构、 最普遍的相互作用最普遍的相互作用、 最一般的运动规律以及所最一般的运动规律以及所 使用的使用的实验手段和思维方法实验手段和思维方法。从狭义上来讲，具体可以概括为：从狭义上来讲，具体可以概括为： 力学、力学、 热学、热学、 电磁学、电磁学、 光光学、学、 近近 代物理及物理实验等代物理及物理实验等内内容。容。物理学研究什么物理学研究什么?

2、满天星斗循环往复、东起西落，是什么力量使目月星辰有着这样的运动规律？ 通过这些，我们将了解天体的运动。物理学与自然规律 抛出的石头、跳水抛出的石头、跳水运动员在空中运动员在空中“划划出出”美丽的抛物线美丽的抛物线。 看似毫不相干的现看似毫不相干的现象，却隐藏着大自象，却隐藏着大自然的秘密之一然的秘密之一万有引力定律。万有引力定律。生活中的现象：静电生活中的现象：静电1 1、航天与空间技术、航天与空间技术在牛顿力学和万有引在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展力定律的基础上发展起来的空间物理，能起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，把宇宙飞船送上太空，使人类实现了飞天的使人类实现了飞天的梦想。梦想

3、。物理学与其它科学技术航天飞机 宇宙空间站 19691969人类登上月球人类登上月球1969年年7月月20日，阿姆日，阿姆斯特朗与奥尔德林成为斯特朗与奥尔德林成为了首次踏上月球的人类了首次踏上月球的人类。阿姆斯特朗扶着登月。阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球，舱的阶梯踏上了月球，说道说道：“这是我个人的这是我个人的一小步，但却是全人类一小步，但却是全人类的一大步的一大步嫦娥号（探测器）长征号（运载火箭）神州号（载人航天）天宫号（空间站）2、带电粒子在电、带电粒子在电场磁场中的偏转场磁场中的偏转在科技中的应用。在科技中的应用。电视机显像管电视机显像管3、放射线的应用、放射线的应用医疗上的放疗。

4、在医疗医疗上的放疗。在医疗上还有很多，如用于治上还有很多，如用于治疗脑瘤的疗脑瘤的 刀。如核磁刀。如核磁共振，超声波，共振，超声波，X光机光机等。等。X线摄片、线摄片、CT、磁共振、磁共振成像可称为三驾马车，成像可称为三驾马车，三者有机地结合，使三者有机地结合，使当前影像学检查既扩当前影像学检查既扩大了检查范围，又提大了检查范围，又提高了诊断水平。高了诊断水平。 u原子核物理学的进展，使人类直接利用射线与核能原子核物理学的进展，使人类直接利用射线与核能成为现实。成为现实。4、微电子技术、微电子技术:半导体芯片、电半导体芯片、电子计算机。子计算机。半导体芯片5、激光、激光。激光物理的进展使激光在

5、制造业、医疗。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。光导纤维光导纤维光导纤维通常用来传送无线光导纤维通常用来传送无线电、电话、电视和电子计算电、电话、电视和电子计算机数据机数据现代通信现代通信6、超导、超导。磁悬浮。磁悬浮列车等。列车等。镶嵌了镶嵌了4848个个 Fe 原子的原子的 Cu 表表面的扫描隧道显微镜照片。面的扫描隧道显微镜照片。48 48 个个 Fe 原子形成原子形成“电子围栏电子围栏”7、纳米技术、纳米技术，使人们可以使人

6、们可以按照自己的按照自己的需要设计并需要设计并重新排列原重新排列原子或者原子子或者原子团，使其具团，使其具有人们希望有人们希望的特性。的特性。8、生命科学、生命科学的发的发展也离不开物理展也离不开物理学。学。利用利用X射线衍射的射线衍射的方法成功地测定方法成功地测定了了DNA的双螺旋的双螺旋结构。结构。 1951 1951年，沃森到克里克所在的卡文迪什实年，沃森到克里克所在的卡文迪什实验室，在威尔金斯等的验室，在威尔金斯等的X X射线衍射射线衍射分析资料的基分析资料的基础上，于础上，于19531953年提出年提出DNADNA双螺旋分子结构模型双螺旋分子结构模型二物理学与社会进步第一次产业革命第

7、一次产业革命机器机器代替手工劳动的时代代替手工劳动的时代第二次产业革命第二次产业革命电气时代电气时代第三次产业革命第三次产业革命计算机计算机 1818世纪到世纪到1919世纪世纪, ,物理学家建立了热力学理论和分子物物理学家建立了热力学理论和分子物理，发现了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用理，发现了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。 这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。蒸这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。蒸汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。 蒸汽机的

8、发明，直接推动了第一次工业革命。蒸汽机的发明，直接推动了第一次工业革命。18世纪中期，富兰克林通过著名的风筝实验，将天世纪中期，富兰克林通过著名的风筝实验，将天电与地电电与地电统一起来。到了统一起来。到了19世纪，以库仑、奥斯世纪，以库仑、奥斯特、安培、特、安培、法拉第、麦克斯韦法拉第、麦克斯韦等为代表的物理学等为代表的物理学家建立了家建立了电磁学理论电磁学理论。电磁技术的电磁技术的应用，引发了第二次工业革命应用，引发了第二次工业革命。使人类。使人类进入电气进入电气时代。现在，电已经深入时代。现在，电已经深入到人们的生产到人们的生产、生活的、生活的方方面面。方方面面。20世纪世纪70年代，微观

9、物理方面取得重大突破，开创了微电年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信子工业，使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。息时代。这是第三次产业革命。 可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。巨大进步。物理前沿：u宇宙与物质结构，生命起源。u中微子振荡及中微子其他特性研究u宇宙背景辐射研究u激光点阵导致量子相变u光子晶体自组装：探求光学线路代替电子线路

10、u量子信息处理u夸克粒子五、物理学的未来 2020世纪，物理学捷报频传，重大发现此世纪，物理学捷报频传，重大发现此起彼伏，从来没有停止过。起彼伏，从来没有停止过。 自然科学家自然科学家获得诺贝尔获得诺贝尔奖的奖的7位华人位华人，他们是：，他们是：李政道、杨李政道、杨振宁、丁肇振宁、丁肇中、李远哲中、李远哲、朱棣文、朱棣文、崔琪、钱永崔琪、钱永健。健。哥白尼提出日心说时是哥白尼提出日心说时是38岁；岁；牛顿和莱布尼茨发明微积分时牛顿和莱布尼茨发明微积分时分别是分别是22岁和岁和28岁；岁；爱迪生发明留声机时是爱迪生发明留声机时是29岁，岁，发明电灯时是发明电灯时是31岁，岁，贝尔发明电话时是贝尔

11、发明电话时是29岁；岁；居里夫人发现镭、钍、钋三种居里夫人发现镭、钍、钋三种元素的放射性时是元素的放射性时是31岁；岁；爱因斯坦提出狭义相对论时是爱因斯坦提出狭义相对论时是26岁，提出广义相对论时是岁，提出广义相对论时是37岁；岁；沃森和克里克提沃森和克里克提DNA双螺旋结构双螺旋结构时分别是时分别是25岁和岁和37岁岁.（二）为什么要学高中物理为什么要学高中物理 物理科学角度： 随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学 和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典 物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了各种科学 技术的迅速发展，继而推动了人类社会的变化。 这

12、部分内容可以参照人教版高中物理教材必修一绪论上的 思路，从“物理学与其它科学”“物理学与社会进步”“物理学与思 维观念”“物理学的未来”，全景式地展现物理学与人类文明的方 方面面以及社会发展、观念转变的作用和影响，从而让学生体会 物理学是一门十分有用的学科，明白学习物理的目的。学生发展角度：学生发展角度： 从学生自身发展的角度从学生自身发展的角度出发，阐述学习物理对自己终身发展出发，阐述学习物理对自己终身发展 的的重要性：重要性： （ ）学习物理基础知识和技）学习物理基础知识和技能，有助于帮助学生了解这些知能，有助于帮助学生了解这些知 识与技识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技能在生活、生

13、产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势。术的现状及发展趋势。（ ）学习运用科学探究方法，可以发）学习运用科学探究方法，可以发展学生自主学习能力，养展学生自主学习能力，养 成良好的思维成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些决一些 问题。问题。 （ ）物理的探究实验有助于发展学生）物理的探究实验有助于发展学生的好奇心与求知欲，发的好奇心与求知欲，发 展科学探索兴趣展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与学态度与 科学精神，有振兴中华，将科科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。学

14、服务于人类的社会责任感。 （ 4）现实应试角度：）现实应试角度： 在当代的教育体制在当代的教育体制下，想要考取名牌高校，没有优异的高考下，想要考取名牌高校，没有优异的高考 成绩，很难有机会被名校录取。成绩，很难有机会被名校录取。（三）怎么样学习高中物理（三）怎么样学习高中物理 重视实验，善于思考重视实验，善于思考 由于高中物理的深度加深，知识多表现出由于高中物理的深度加深，知识多表现出极强的抽象性，但极强的抽象性，但 往往会通过一些往往会通过一些“显性显性”的实验现象，加以理性的分析和逻辑推的实验现象，加以理性的分析和逻辑推 导，得到导，得到了这些看似很抽象难懂的物理规律。学习若能关注做实了这

15、些看似很抽象难懂的物理规律。学习若能关注做实 验的整个过程，在过程中不断地思考、验的整个过程，在过程中不断地思考、提问、解疑、归纳、总结，即提问、解疑、归纳、总结，即 便是一些难以理解的规律，在学生亲历了整个探究规律的过程便是一些难以理解的规律，在学生亲历了整个探究规律的过程 后，他们便会深刻地理解这些规律。后，他们便会深刻地理解这些规律。 在高中物理第一课提醒学生要在高中物理第一课提醒学生要注重实验注重实验过程中的思考过程中的思考，这样，这样 才有助于帮助他们更好地掌握实验规律和养成良才有助于帮助他们更好地掌握实验规律和养成良好的思维习惯，好的思维习惯， 为将来的物理学习打好基础。为将来的物

16、理学习打好基础。归纳总结，建构知识归纳总结，建构知识 高中物理知识的各个模块之间呈现出很强的逻辑性，高中物理知识的各个模块之间呈现出很强的逻辑性，因因而学而学 习物理时要加强归纳总结，学完一习物理时要加强归纳总结，学完一个章节或者一个知识模块，可个章节或者一个知识模块，可 以尝试写以尝试写“单元小结单元小结”或或“章节小结章节小结”，形式可，形式可以多种多样，如文字以多种多样，如文字 表述、方框图、表表述、方框图、表格等，特别是在复习时，更要加强小结格等，特别是在复习时，更要加强小结，使知识结，使知识结 构化、系统化，提高效率的构化、系统化，提高效率的同时，增强了各个知识之间的脉络感。同时，增

17、强了各个知识之间的脉络感。 这这种能力不是一蹴而就的，因此从他们接触高中物理的第一种能力不是一蹴而就的，因此从他们接触高中物理的第一 天就有意识地进行引导，让学生能天就有意识地进行引导，让学生能在今后的学习中潜移默化地理在今后的学习中潜移默化地理 解总结和建构的重大意义，并下意识地去实践它。解总结和建构的重大意义，并下意识地去实践它。勤于练习，反思方法勤于练习，反思方法 高中物理的学习过高中物理的学习过程是学生物理知识的建构过程，而知识结程是学生物理知识的建构过程，而知识结 构构与练习有着密切的关系。与练习有着密切的关系。许多学生常常反映许多学生常常反映“物理课一听就物理课一听就 懂，一做就错

18、懂，一做就错”，就是知识结构的构建还没有达到能够顺利解决问，就是知识结构的构建还没有达到能够顺利解决问 题的水平。因题的水平。因此老师应通过第一课向学生指出，此老师应通过第一课向学生指出，听懂不是目标，听懂不是目标， 还应该还应该通过练习体验思考问题、反思解决问题通过练习体验思考问题、反思解决问题的方法，使得自己的方法，使得自己 的学习水平不断提升的学习水平不断提升。 高中物理第一课是学生第一次进入高中物理课堂，根据心理高中物理第一课是学生第一次进入高中物理课堂，根据心理 学上的首因效应，即学上的首因效应，即在印象形成过程中，信息出现的顺序对其形在印象形成过程中，信息出现的顺序对其形 成概念有

19、重要的影响，最初获得的信成概念有重要的影响，最初获得的信息的影响比后来获得的信息息的影响比后来获得的信息 的影响更大，因而设计好高中物理第一课有着重大的的影响更大，因而设计好高中物理第一课有着重大的意义。意义。它崇尚理性、重视逻辑推理。可以说物理它崇尚理性、重视逻辑推理。可以说物理学是关于学是关于“万物之理的万物之理的”科学。我们学习科学。我们学习物理呢？就要注重物理呢？就要注重“悟悟”出出“理理”字。字。具体的过程是这样的：具体的过程是这样的： 观察观察 思考思考 实验实验假设假设逻辑推理逻辑推理结论（结论（规律）规律）解决问题解决问题 探索探索假设假设推理推理规律规律应用于实际。应用于实际

20、。 所以物理学是极富洞察力和想像力的所以物理学是极富洞察力和想像力的科学。科学。勤奋勤奋+ +思想思想+ +行动行动五善五善善于联想，善于对比，善善于联想，善于对比，善于思考，善于记忆，善于总结于思考，善于记忆，善于总结。六用六用用眼仔细观察，用耳认真用眼仔细观察，用耳认真听讲，用脑积极思考，用心理解记听讲，用脑积极思考，用心理解记忆，用口和笔准确表达，用手及时忆，用口和笔准确表达，用手及时记录、练习、实验。记录、练习、实验。怎样学好高中物理？怎样学好高中物理？物理见物思理每位同学都要准备一本课堂记录本每位同学都要准备一本课堂记录本 通过这节课的学习，大家对高中物理的学习有兴趣了通过这节课的学习，大家对高中物理的学习有兴趣了吗吗? 对学好高中物