自然科学基础(全套课件288P)

自然科学基础第一页，共288页。第一章 自然的探索

Chapter1Explorationofthenature

第二页，共288页。学习目标和要求：1、了解自然科学的过去、现在和将来的发展趋势Understandingthepast,currentandfuturedevelopmenttrendofnaturalscience教学方法：1、以自学为主，采取通读和重点阅读相结合2、把教材和学习指导书相结合2、知道自然科学的基本研究方法Knowingthebasicresearchmethodsfornaturalscience

3、了解自然科学、技术、社会与教育的关系Understandingtherelationshipamongnaturalscience,technology,societyandeducation第三页，共288页。1、近代自然科学诞生阶段的三件大事

Threeimportanteventsatthenaissancestageofmodernnaturalscience2、经典力学中牛顿最重要的成就

Newton’smostimportantachievementinClassicalMechanics3、19世纪的三大发现

Threeimportantdiscoveriesinthe19thcentury

4、20世纪科技的特点

Characteristicsoftechnologyinthe20thcentury

5、自然科学研究的方法

Methodsfornaturalscienceresearch

6、观察和实验的意义和作用

Meaningandfunctionofobservationandexperiment

7、逻辑思维和科学假说

Methodsfornaturalscienceresearch

教学重点：第四页，共288页。知识结构自然科学发展的历史轨迹Historytrackofnaturalsciencedevelopment

自然科学研究的基本方法Basicmethodsfornaturalscienceresearch

科学技术、社会与教育Technology,societyandeducation第五页，共288页。自然科学的发展历程Developmentprocessofnaturalscience

近代自然科学诞生阶段的三件大事Threeimportanteventsatthenaissancestageofneotericnaturalscience

近代自然科学发展阶段的重大成就Importantachievementsatthedevelopmentstageofneotericnaturalscience

现代科技发展趋势Developmenttrendofmodernscienceandtechnology

第一节内容分析第六页，共288页。一、自然科学发展的历史轨迹Historytrackofnaturalsciencedevelopment要求：1、了解自然科学发展的三个阶段

Understandingthethreestagesofnaturalsciencedevelopment2、了解古希腊的自然科学和我国古代四大发展

UnderstandingnaturalscienceinancientGreeceandthefourgreatinventionsinancientChina第七页，共288页。古代Ancienttimes

近代Ancienttimes

现代moderntimes

人类有历史记载的文明时期开始16世纪—19世纪欧洲20世纪开始诞生时期三个阶段Threestages

第八页，共288页。古希腊的自然哲学NaturalphilosophyinancientGreece自然科学与哲学融为一体

Naturalscienceandphilosophymerge古代中国的四大发明、意义ThefourgreatinventionsinancientChinaandtheirmeaning

造纸、印刷术、指南针和火药

Papermaking,printing,compassandgunpowder马克思——“资产阶级发展的必要前提”第九页，共288页。要求：了解以下三件大事对自然科学发展的影响太阳中心说向神学的挑战Challengeputbyheliocentricismfortheology

血液循环学说对神学的打击Shockputbybloodcirculationtheoryontheology伽利略为近代自然科学开辟道路Shockputbybloodcirculationtheoryontheology

二、近代自然科学诞生阶段的三件大事第十页，共288页。太阳中心说Heliocentricism第十一页，共288页。代表人:波兰天文学家哥白尼PolishastronomerCopernicus

意大利哲学家布鲁诺ItalianphilosopherBruno意大利物理学家伽利略ItalianphysicistGalileo意义：改变了地球为中心的观点，看到了运动的相对性，向被教会奉为天经地义的地球中心观点提出了严重的挑战核心内容：日心和地动的观点

HeliocentricismandCopernicantheory

第十二页，共288页。

Harvey’sSketchmapofbloodcirculatio

第十三页，共288页。血液循环学说维萨里1543年塞尔维特1553年哈维1628年心脏有四个房室Hearthasfouratrioventricules

小循环Smallcirculation（肺循环）(pulmonarycirculation)大循环Bigcirculation

（体循环

）(systemiccirculation)《人体构造》《论心脏与血液的运动》意义:沉重地打击了宗教神学有关人体的荒谬说教Bloodcirculationtheory

第十四页，共288页。伽利略Galileo

1.用望远镜观察天体，为太阳中心学说提供证据2.发现了落体定律和抛物体的运动规律，为经典力学奠定了基础科学成果方面

1.把实验方法提高到真正科学的水平，将实验方法和数学方法结合，创立了近代科学方法科学研究方面尊称为现代科学之父，其工作标志着自然科学成为独立的科学第十五页，共288页。三、近代自然科学发展阶段的重大成就Importantachievementsatthedevelopmentstageofneotericnaturalscience要求：1、了解物理学、生物学、化学领域的重大成就Understandtheimportantachievementsinthefieldsofphysics,biology,chemistry2、掌握十九世纪的三大发现（重点）Masterthethreegreatestdiscoveriesinthe19thcentury(keypoint)第十六页，共288页。物理学领域（1）经典力学Classicalmechanics

万有引力定律：Lawofgravitation

自然界中一切具有质量的物体之间都存在着相互吸引的作用力，这一引力的大小与两物体质量的乘积成正比，与它们之间的距离平方成反比。意义：这一定律的发现，把天体和地面上物体的运动描述统一了起来，并深刻揭示了其运动规律。1、重要的成就第十七页，共288页。第一定律：惯性

Thefirstlaw:inertia一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。运动三定律第二定律：质量Thesecondlaw:quality

物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。第三定律：作用力与反作用力定律

Thethirdlaw:Forceandcounterforce

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。Threelawsofmotion

第十八页，共288页。（2）光的波动理论Lightfluctuationtheory

牛顿的微粒说Newton'slightcorpuscletheory

惠更斯的波动说Huygens'lightfluctuationtheory

（3）热力学(thermodynamics)的建立和能量守恒原理(energyconservationprinciple)的发现（4）电磁学Electromagnetics法拉第的电磁感应定律Faraday’slawofelectromagneticinduction麦克斯韦用数学语言概括了全部电磁现象，及预言电磁波的存在第十九页，共288页。化学领域

Inthefieldofchemistry

（1）化学科学的确立波义耳Boylels

：提出元素element的概念；强调化学是实验科学（2）燃烧的氧化学说的确立oxidationtheoryforcombustion

拉瓦锡氧化学说，创立了了化学元素命名方法及质量守恒定律第二十页，共288页。（3）科学原子论scientificatomictheory的确立道尔顿建立了原子论，提出了第一张原子图象表（4）化学元素周期律theperiodiclawof(chemical)elements的发现俄国门捷列夫、德国迈尔提出了化学元素周期律（5）有机化学organicchemistry的建立德国维勒用无机物氰和氨水全盛了有机物尿素第二十一页，共288页。2、十九世纪的三大发现（重点）能量守恒与转化定律Lawofconservationandconversionofenergy

细胞学说Celltheory达尔文的生物进化论Darwin’sTheoryofBiologicalEvolution第二十二页，共288页。热力学：由研究当时的蒸汽机的效率开始，进而描述 热和功的相互转化及其在数量上的关系的规律能量守恒与转化定律：

是19世纪自然科学三大发现之一，它揭示了热、力、电和化学等各种运动形式之间的转化和统一性，使自然界的运动形式达到空前的综合和统一。这是继牛顿力学体系以来物理学的最大成就。能量守恒与转化定律Lawofconservationandconversionofenergy

第二十三页，共288页。细胞学说的建立Establishmentofcelltheory细胞是一切有机体结构和发育的基本单位，有机体的发育，就是细胞的分化和形成的过程胡克第一个发现细胞（小室）施莱登提出细胞是一切植物结构的基本单位施旺把这一学说扩大到动物学界1665年1838年1839年意义：证明了有机体在结构和发育上的统一性，是生物科学史上的重大综合第二十四页，共288页。达尔文的进化论产生前提：18—19世纪的比较解剖学、胚胎学和古生物学的发展，是生物进化论产生的科学前提。核心思想：自然选择学说naturalselectiontheory （适者生存，不适者淘汰）

(survivalofthefittest,eliminationoftheundesirable)重要意义：

细胞学说和达尔文进化论是19世纪生物科学史上的大事件，揭示了生物界的统一性及其发展的规律。这是生物科学发展史上的一次空前的综合，是生物科学的里程碑。恩格斯把它们与能量守恒和转化定律一起誉为19世纪三大发现。Darwin’sTheoryofBiologicalEvolution第二十五页，共288页。四、现代科技发展趋势Developmenttrendofmodernscienceandtechnology科学技术经历了全面空前的革命物理学领域：建立了以相对论thetheoryofrelativit和量子论thequantumtheory.为支柱的现代物理学体系等化学领域：

对物质的化学结构有了更深入的认识，建立起分子工程学这门新学科生物学领域：

揭示了DNA的结构和遗传密码，遗传工程在新的技术革命中将发挥更巨大的作用第二十六页，共288页。科学走向新的综合Sciencetendstowardsnewintegration

人们的视野在微观和宏观两方面都扩大10万倍以上，对自然界有更深入的了解，使生物学与化学、物理学结合得更加密切，越来越多的事实证明，重大科技成果，都将是综合研究的结果。

科技成为第一生产力，人类生活发生巨大变化Scienceandtechnologyhasbecomethefirstproductivity,humanlifehastakenimmensechanges.

进入20世纪后，科技对生会的推动作用越来越显著，对人类历史发展和国家兴衰起着决定作用。人类生活质量提高，寿命延长，并追求人与自然的和谐。第二十七页，共288页。第二节内容分析自然科学研究的过程Theprocessofnaturalscientificresearch

观察和实验方法Observationandexperimentalmethods观察、实验结果的整理和总结Observationandexperimentalmethods

第二十八页，共288页。一、自然科学研究的过程要求：知道自然科学研究经历几个过程Theprocessofnaturalscienceresearch

Knowhowmanystepsareneededtocarryoutnaturalscienceresearch第二十九页，共288页。自然科学研究的过程选择和确定研究的课题制订进行研究的计划选择观察实验方法将得到的结果分析归纳作出解释这是一个不断提出问题和解决问题的过程ChooseanddeterminetheresearchtopicDesigntheresearchChoosemethodsforobservationandexperimentAnalyze,conclude,andexplaintheresults第三十页，共288页。选题调查研究作开题报告如何进行选题：Howtochooseresearchtopic

制定工作方案和实验计划Surveyresearch

Presentreportonresearchtopic

Chooseresearchtopic

Makeworkingschemeandthedesignofexperiment

第三十一页，共288页。制订实验计划的基本程序确定实验目的明确指导理论选定实验方法、步骤配备实验器材实验记录结果处理Workingoutbasicprocedureforthedesignofexperiment第三十二页，共288页。二、观察和实验方法要求： 1、了解观察和实验的联系与区别Understandtheaffiliationanddifferencebetweenobservationandexperiment.

2、了解直接观察和间接观察的优点和缺点Understandtheadvantagesanddisadvantagesrespectivelyofdirectobservationandindirectobservation.

3、了解直接实验和模拟实验的区别和联系Understandtheaffiliationanddifferencebetweendirectexperimentandsimulativeexperiment.Observationandexperimentalmethods第三十三页，共288页。1、观察和实验的区别与联系Theaffiliationanddifferencebetweenobservationandexperiment联系：都是科学实践活动，是科学研究的基本方法.区别：

观察(observation)是在自然条件下进行的，有局限性；不利于认清最本质的、起决定作用的内部规律。

实验(experiment)可以能够人为地变革和控制自然对象，再现最本质的方面，而且具有可重复性。第三十四页，共288页。观察分类：根据获取观察对象的方式直接观察Directobservation

间接观察Indirectobservation定性观察Qualitativeobservation

定量观察Quantitativeobservation

根据获取观察对象的要求

分类的目的是为了从不同角度考察观察活动，加深对观察的理解Observation第三十五页，共288页。定性观察和定量观察概念：是考察自然界事物是否具有某种特性， 以及事物之间是否有某种联系特点：获得的有关观察对象的性质、特征 是大致的、不确定的、粗略的定性观察定量观察概念：是借助科学仪器来测量观察对象的各种数量关系，刻划对象数量特征，因而定量观察又称为观测或测量。特点：获得的有关观察对象的性质、特征 是确定的、定量的Qualitativeobservationandquantitativeobservation第三十六页，共288页。直接观察和间接观察直接观察特点：是观察者用感觉器官对观察对象进 行观察，形成直接经验知识，存在问题：存在局限性,有时还有错觉（受感官的局限性影响）Directobservationandindirectobservation

Directobservation第三十七页，共288页。第三十八页，共288页。间接观察特点：使用观测仪器对进行观察优越性：扩大观察范围、提高观察的精确性提高观察速度、能使感觉形式发生转换存在问题：1.不如直接观察生动、简便易行 2.仪器发生问题，可能导致观察失误 3.观察不能改变或控制对象indirectobservation第三十九页，共288页。分类：直接实验和模拟实验直接实验概念：实验者用实验手段直接作用于所研究的 现象或对象的实验。基本程序：准备阶段（决定实验成败的一个关键）实施阶段实验结果的处理阶段实验Experimentdirectexperimentandsimulativeexperimentdirectexperiment第四十页，共288页。模拟实验概念：实验者的实验手段是通过与原型相似的模 拟对象间接作用于所研究的现象或对象的。作用：用于那些不能对其进行直接实验的对象，尝 试用与原来对象相似的某个对象（替代物） 作为实验的对象模型的二重性：Doublecharacteristicsofmodel一方面是实验者运用实验工具实行实际变革的对象另一方面它只是客观原型的替代物，是实验者用以认识原型的工具simulativeexperiment第四十一页，共288页。分类：自然模型——是从自然界已有的事物中选择出来的替Naturalmodel

代物，如医学上、生物学上用的模型人造模型——按照原型先人为制造一个模型，用以Artificialmodel

代替原型进行一些性能测试程序：准备阶段、实施阶段和结果处理阶段特别注意：选择恰当的模型，且要求实验在与原型所处的条件基本相似的情况下进行，才能使实验获得的信息可靠，才能有效地类推到原型上去。第四十二页，共288页。实验方法进行观察研究的特点：可以纯化研究对象可以强化实验对象可以加速、再现或模拟自然过程实验可将对象置于严格控制的条件下，排除各种偶然、次要、外界等因素的干扰，便于提示客观规律为了揭示某些变化的规律或本质，要把某些条件强化，在强化的条件下研究对象模拟实验可以缩短自然现象的周期BeabletopurifytheobjectforresearchBeabletointensifytheobjectforresearch

Simulativeexperimentcanshortentheperiodofnaturalphenomena.第四十三页，共288页。三、观察、实验结果的整理和总结要求： 1、了解科学抽象活动类型Understandthetypesofscientificabstractactivities

2、了解假说及其检验方法Understandhypothesisandthemethodforverifyingit

3、了解自然科学发展途径UnderstandthepathwayofnaturalsciencedevelopmentSortandsummarizetheresultsofobservationandexperiment.第四十四页，共288页。感性认识理性认识自然观察实验客观事物的本质和运动规律科学的抽象活动逻辑思维直觉、灵感1、感性认识→理性认识的过程Sensitivecognition→rationalcognitionSensitivecognitionrationalcognitionNaturalobservationexperimentScientificabstractactivity

EssenceandtheruleofmotionofobjectivethingsLogicthinking,intuition,inspiration

第四十五页，共288页。1）逻辑思维

在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等思维形式对客观世界间接的、概括的反映过程。Thebasicmethodforlogicthinking比较-分类法、分析综合法、归纳—演绎法、2）逻辑思维的基本方法Intuitionandinspiration3）直觉和灵感4）数学方法LogicthinkingMethodofcomparison-classification,methodofanalysisandsynthesis,methodofinduction-deductionMathematicmethod第四十六页，共288页。

5）假说及其检验假说既是一种科学方法，也是科学研究的成果基本特征：具有一定的科学根据 具有一定的猜测性感性认识理性认识假说逻辑分析法实验检验法假说检验方法（科学理论）Hypothesisanditsverification

第四十七页，共288页。自然科学就是沿着以下发展途径，越来越丰富和完善的。假说 理论 新假说 新理论……自然科学发展途径：越来越丰富和完善的。Pathwayofnaturalsciencedevelopment(hypothesis)(theory) (new

hypothesis)(new

theory)第四十八页，共288页。第三节内容分析

科学、技术与社会（STS）Science,technologyandsociety(STS)

科学教育的内涵Meaningofscientificeducation

第四十九页，共288页。一、科学、技术与社会（STS）要求： 了解STS的内涵、基本精神Understand

themeaning

and

basic

spirit

of

STS

Science,technologyandsociety(STS)第五十页，共288页。1、科学、技术与社会的内涵Themeaningofscience,technologyandsociety

是近年来世界各国科学教育改革中形成的一种新的科学教育构想，是以强调科学、技术与社会的相互关系和科学技术在社会生产、生活和发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。把科学教育和当前的社会发展、社会生产、社会生活紧密结合起来第五十一页，共288页。精神： 把科学教育和当前的社会发展、社会生产、社会生活紧密结合起来，从而培养学生对自己生活中与科学有关的问题作出决策的能力。第五十二页，共288页。二、科学、科学教育科学活动三要素：Threefactorsofscientificactivity

探索——对人类生存的宇宙的探索；Exploration-theexplorationforthecosmosinwhichhumanbeingsexist解释——对探索过程中各种事物所做的解释；Explanation-theexplanationforallthethingsintheprocessofexploration;检验——对所作解释的检验。Verification–theverificationfortheexplanationthathasbeenmade.内涵：科学知识、科学精神、科学态度与科学方法Scientificknowledge,scientificspirit,scientificattitudeandscientificmethodMeaning第五十三页，共288页。第二章:自然界的物质性Chapter2Corporalityofthenature第五十四页，共288页。知识结构地球概况GeneralsituationoftheEarth自然界的物质Materialsofthenature

地球上的生物CreaturesoftheEarth第五十五页，共288页。地球在宇宙中的位置：恒星、行星、银河系、太阳及八大行星star,planet,galaxy,theSunandtheeightmajorplanets地球及其圈层结构：形状、大小、外部圈层、内部圈层

Shape,size,externalsphereinternalsphere.地球的表面形态：海陆分布land-seadistribution

第一节知识点分析第五十六页，共288页。一、地球在宇宙中的位置TheEarth’spositioninthecosmos宇宙银河系太阳系地球地球在浩瀚的宇宙中显得十分渺小第五十七页，共288页。宇宙组成：宇宙是空间和时间的统一，是物质世界，包 括天体和弥漫物质。包括恒星、行星、卫星、星云、慧星、流星等天体类型天体之间相互吸引环绕旋转，形成了不同的天体系统（地月系、太阳系、银河系、总星系）Thecelestialbodyincludesstar,planet,satellite,nebula,comet,meteorandothertypes.Thecelestialbodiesattract,surroundandrevolvearoundeachother,formingdifferentcelestialsystems(theEarth-Moonsystem,solarsystem,MilkyWaygalaxy,metagalaxy)第五十八页，共288页。1、恒星与行星

恒星由炽热的气体组成，能够自身发光的球形或类似球形的天体（太阳是离地球最近的恒星）Starisconstitutedofbroilinggas,globalorsemi-globalcelestialbodythatcanemitlightbyitself(theSunistheclosetstartotheEarth)特点：飞快地运动着、一般能发光发热Characteristics:Fleetinglymoveandgenerallycanemitlightandheat.行星是环绕恒星公转的天体，有大行星和小行星之分Planetisthecelestialbodythatrevolvesaroundthestar,anddividedintoplanetandAsteroid.Starandplanet第五十九页，共288页。恒星的主要物理性质：光度Luminosity

亮度Brightness恒星本身的发光程度，即它表面所发光量的强弱，用绝对星等表示恒星在地球上的受光强度，即肉眼所见恒星明亮程度的大小，用视星等表示视星等分为六级，一级最亮，六级最暗第六十页，共288页。宇宙中有10亿个类似银河系的星系距地球最远的星系约距离150亿光年宇宙中已观测到的所有星系称为总星系2、银河系由无数恒星和星际物质组成圆盘状中部为核球四周为银盘MilkyWaygalaxy第六十一页，共288页。日 冕色球光 球太阳内部太阳大气的底层，厚度500千米，在太阳大气中密度最高，是整个太阳中最明亮的部分，光辐射从这里发出太阳大气的中层厚度约2000千米，亮度仅及光球的千分之一密度也较低，边缘呈锯齿形（日饵），是强烈的上升气流所致厚度为太阳半径的几倍，密度、亮度很低，其气体粒子不断向外扩散，形成太阳风温度3、太阳TheSun

第六十二页，共288页。4.太阳系的八大行星第六十三页，共288页。物理性质：（除冥王星）类型包括行星代表行星特点类地行星(内行星）水星Mercury,金星Venus,地球Earth,火星Mars地球离太阳距离近，质量较小，平均密度高，以重物质为主，温度也高，自转速度慢，卫星少类木行星木星Jupiter,土星Saturn,天王星Uranus海王星Neptune木星离太阳的距离远，质量较大，平均密度低，以轻物质为主，多无固体表面，温度很低外行星太阳系的八大行星Eightplanetsofsolarsystem第六十四页，共288页。八大行星的运动规律：Theruleofthemotionoftheeightplanets近圆性Quasi-circular共面性Coplanar同向性Coplanar：指所有行星轨道的偏心率都很小，几乎近于圆形：所有行星的公转轨道面都是比较接近的，大体在一个平面上，与地球轨道面的交角都不大：指行星绕日公转的方向是相同的，也同太阳自转的方面一致第六十五页，共288页。二、地球及其圈层结构TheEarthandtheEarth’sspherestructure1、地球的特征及意义与太阳的距离适中，日地平均距离1.196×108千米梨状体——赤道半径大于两极半径，且北极略 突、南极略平巨大的体积：平均半径6371千米、 赤道半径6378千米极地半径6357千米、体积1.083×1012立方千米巨大的质量：5.976×1027克接受太阳热辐射是适中的，地球表面形成了适宜的温度，对生命圈的出现十分重要形成强大的引力，避免地表大气逸散到外层空间去，对生命的存在有利是地表自然环境产生的基础也是生命产生和维持的必要条件球状的形态使地球上各处太阳高度不同，造成热量的带状分布和自然现象的复杂多样第六十六页，共288页。

外部圈层大气圈atmosphere水圈hydrosphere生物圈biosphere地壳

theEath'scrust地幔TheEarth'smantle

地核theEarth’score超外圈——磁层

magnetosphere

人类居住场所地球的圈层结构示意图内部圈层地球的圈层结构（同心圈层）theEarth’sspherestructure(concentricalsphere)

第六十七页，共288页。1、地球的外部圈层

TheEarth’sOuterspheres

大气圈、水圈和生物圈既是相互区别和相互独立的，又是相互渗透和相互作用的与人类生活密切相关的圈层Atmosphere,hydrosphere,andbiospherearedifferentandindependentfromeachother,penetrateandactoneachother.第六十八页，共288页。特点：越向外密度越小，大气总质量的70%--75%集中在对流层对流层与人的生活有关，如天气现象作用：对生物圈的形成、发育和保护有很大的作用（1）大气圈Hydrosphere

（2）水圈Hydrosphere包括液态水、固态水和汽态水（3）生物圈Biosphere是地球特有的圈层，和大气圈、水圈甚至地壳交织在一起第六十九页，共288页。2、地球的内部构造TheEarth’sinnerstructure

古登堡界面莫霍界面地核康德拉界面地壳地幔地表地壳及地幔顶部称为岩石圈地球内部约2900千米的深处第七十页，共288页。硅铝层—Saliclayer

硅美层—Siamlayer地壳分为大陆型和大洋型，前者为双层结构，后者为单元层结构元素组成：90多种，氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾含量最高，其中氧的含量最大，硅次之（1）地壳结构：以次一级的不连续面（康拉德面）分为两层富含氧化硅和氧化铝，岩性以沉积岩和花岗岩为主，大陆地壳特有，大洋地壳缺失富含氧化硅和氧化镁，岩性由玄武岩和辉长岩构成，厚度5—8千米StructureoftheEarth’scrust:Dividedbythesecondarydiscontinuousplane(Kant-laplace’splane)intotwolayersElementcomponents

第七十一页，共288页。（2）地幔theEarth’smantle

结构：上地幔（含软流圈）、下地幔位置：位于岩石圈之下，在上地幔60—250千米深度范围内地质意义：可能是岩浆的源地，并与地球表面的许多活动 有密切的关系，造成地幔对流、海底扩张和板 块构造，在地表出现地震和火山现象，形成有 用的矿藏。软流圈Structure:uppermantle(includesasthenosphere),uppermantle.第七十二页，共288页。结构：外核Outercore

——由铁、硅、镍等构成，呈熔融态或近于液态内核Innercore

——由铁和镍构成，可能为固态作用：由于外核流体的运动，根据磁流体力学的规律 而形成地球磁场（3）地核theEarth'score

（4）地球表层TheEarth’ssurface是一个独特的物质体系，大气圈、水圈、生物圈和岩石圈互相渗透、交错重叠的复杂综合体，是人类生活的场所第七十三页，共288页。三、地球的表面形态ConfigurationoftheEarth’ssurface 1.海陆分布Ocean-landdistribution

海洋：形成统一的世界大洋unifiedworldoceanhasformed陆地：没有统一的世界大陆unifiedworldlandhasnotformed特点:海洋面积占有突出优势（70.8%）地球表面海陆分布十分不均（北半球陆地多于南半球，东半球的陆地面积大于西半球）海洋的平均深度远大于陆地的平均高度（马里亚纳海沟、珠穆朗玛峰）第七十四页，共288页。洋是主体和中心（89%），海是次要的（11%），位于大洋的边缘Theoceanisprincipalpartandcenter(89%),theseaisminor(11%)whichislocatedontheedgeoftheocean.世界大洋——太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋

Worldoceans:PacificOcean,AtlanticOcean,IndianOceanandArcticOcean海——地中海、内海和边缘海

Worldoceans:PacificOcean,AtlanticOcean,IndianOceanandArcticOcean海洋底部地貌形态：大陆架、大陆坡、大洋盆地Geomorphologicconfigurationoftheoceanbottom:continentalshelf,continentalslope,oceanbasin.2.海洋的形态Configurationofocean第七十五页，共288页。3.陆地的形态Configurationofland分类：大陆、岛屿continent,island世界大陆组成：亚欧大陆、非洲大陆、北美洲大陆、南美洲大陆、澳大利亚大陆和南美洲大陆Asian-EuropeanContinent,AfricanContinent,NorthAmericaContinent,SouthAmericaContinent,AustralianContinentandAntarcticContinent陆地地形：高原、平原、山地、丘陵、盆地Terrainofcontinent:plateau,plain,mountainousregion,hill,basin第七十六页，共288页。第二节知识分析

物质的组成、结构（原子）、分类

Composition,structure(atom)andclassificationofthesubstance物质的量Quantityofthesubstance

溶液的浓度Concentrationofsolution

卤族元素Haloidelement

氧化--还原反应Oxidation-reductionreaction

氧族元素Oxygenfamilyelement碱金属元素Alkalimetalselement

溶液的酸碱性Acidityandalkalineofsolution

元素周期律Periodiclawofelements

有机化合物Organiccompound

分散系Dispersionsystem

第七十七页，共288页。1、组成：由90多种元素按不同形式结合而成Composition:Composedofmorethan90elementswhicharecombinedindifferentforms有关概念：元素、单质、化合物、化合价、化学式等Relevantconcept:element,single,compound,valency,chemicalformulas,etc.一、物质的组成和结构Compositionandstructurethesubstances第七十八页，共288页。2、结构structure

构成物质的微粒有分子、原子或离子等Theparticulatesthatcomposethesubstanceincludemolecule,atom,orion,etc.质子数相同的一类原子是同一种元素质子数相同而中子数不同的原子称为同位素原子：是参与化学反应的最小微粒质子+中子e-原子核Atom:thesmallestparticulatethatparticipatesinchemicalreaction第七十九页，共288页。领会原子核外电子在核外空间的分布：能量较低的，通常在距核较近的区域运动；能量较高的，通常在距核较远的区域运动

QP

O

N

MLKL原子核电子可看作在能量不同的电子层上运动——核外电子的分层排布Comprehendthedistributionofatomicextranulearelectronintheextranulearspace.第八十页，共288页。核外电子分层排布规律各电子层上最多只能有2n2个电子运动电子排布要符合能量最低原理任何原子的最外电子层最多只能有8个电子，次外电子最多只能有18个电子，而从外往里数最多只能有32个电子对照三条规律：能画出具有核电荷数1—20的元素原子核外电子的分层排布和稀有气体元素原子核外电子的分层排布表thelawofthelayeredassignmentofextranulearelectrons.第八十一页，共288页。3、分类物质混合物纯净物单质Singlesubstance化合物Compound

金属

metal非金属nonmetal无机化合物Inorganiccompound

有机化合物Organiccompound

氧化物oxide酸、碱、盐acid,alkali,salt烃hydrocarbon

烃的衍生物derivativesofhydrocarbon

SubstanceMixture

Puresubstance

第八十二页，共288页。

二、物质的量Quantityofthesubstance

不是质量，是一种物理量，表示大量微粒集合体的物理量的单位——摩尔Notthequality,butakindofphysicquantum,andtheunittoexpressthephysicquantumofthecollectiveofalotofparticulates科学上规定用12g碳-12所含的碳原子作为物质的量的单位，称为1摩尔。Itisscientificallyprescribedtousethenumberofcarbonatomcontainedin12gcarbon-12astheunitofquantityofthesubstance,anditiscalledonemol每摩尔物质均含6.02×1023个碳原子Onemolofeverysubstancecontains6.02×1023carbonatoms第八十三页，共288页。三、溶液的浓度Concentrationofsolution

定义：以1L溶液里所含溶质的物质的量来表示溶 液的浓度，称为物质的量浓度，又称摩尔浓度C表示方法：质量百分比浓度、物质的量浓度Meansforexpressing:percentagebyamount-of-substanceconcentrationDefinition:theconcentrationofsolutionisexpressedbythequantityofsolutein1Lsolution,whichiscalledtheamount-of-substanceconcentration,alsocalledmolconcentrationC

第八十四页，共288页。第三章自然界的运动性Chapter3Motionofthenature第八十五页，共288页。本章知识结构物体的最简单运动形式

Thesimplestmotionmannerofobject

天体的运行Motionofcelestialbody

第八十六页，共288页。运动的表示法：Meaningofmotion运动的相对性、三种变速运动运动和力Motionandforce

功和能workandenergy

第一节物体的最简单运动方式第八十七页，共288页。1、参照系frameofreference例：一位学生在作文中写到：“红日从东方冉冉升起，我坐在奔驰的火车里，静靠在椅背上，欣赏着窗外的景物，只见路旁的树木急速地向后退去……”试指出“升起”、“奔驰”、“静靠”、“后退”这几种运动形式所对应的参照物。运动都是相对于参照物来说的（说出运动形式的参照物是重点）一、运动的表示法MeaningofsportmethodSportisalloppositeinaccordingtoathingtosay.第八十八页，共288页。辩证唯物主义观点Dialecticalmaterialismviewpoint

运动是绝对的：Motionisabsolute

自然界中没有不运动的物体（运动是物质的属性）运动是相对的：Motionisopposite

相对于参照系来说的，不存在“绝对”静止的物体

随着时间的变化，物体位置在改变，用坐标系描述：（1）直线坐标系：X=OA（O是原点）（2）平面直角坐标系第八十九页，共288页。

2、位移Moves

空间位置的变化（运动造成的）Thevarietyofspaceposition(duetomotion)是一个既有大小，又有方向的量，是一个矢量Itisvector,whichhasquantityanddirection.

表示：直线AB弧线ABRepresentation:ThestraightlineABcurveAB

第九十页，共288页。3、速度和加速度Speedandacceleration速率：s=vtv是速率，单位米/秒只表示物体运动的快慢，不表示运动方向速度：是大小为V（速率）和方向（物体运动方向）

的矢量加速度：a运动速度大小或方向在不断变化，矢量表示单位时间内速度的变化，单位为米/秒2

第九十一页，共288页。在关速度和加速度的几点注意：（1）速度很大，加速度不一定很大，也可能为零。如：匀速直线飞行的超音速飞机（2）速度变化大（小），加速度不一大（小），由于加速度是描述速度变化快慢的量（3）加速度的方向不是速度的方向，而是跟速度变化的方向一致汽车加速：速度↑，加速度与速度方向相同，

速度矢量加长，加速度为正值汽车减速：速度↓，加速度与速度方向相反，

速度矢量变短，加速度为负值Importantpointsaboutspeedandacceleration:第九十二页，共288页。4、几种变速运动的规律匀加速直线运动：以变化的速率沿直线运动Uniformlyacceleratedstraightlinemotion

——v=v0+at——自由落体运动是典型的匀加速运动判断：棉花和石块从高处下落的速度是否一样？

（现场演示）结论：以同样的加速度下落依据：伽利略发现（在真空中）重力加速度对

一切物体都是相同的a=g=9.8m/s2Regulationsofseveralvariablemotions第九十三页，共288页。匀速圆周运动：Uniformcircularmotion

以恒定的速率v在半径为r的圆周上的运动 如：机器上的飞轮、人造地球卫星及天体的运行——速率不变，但运动方向不断改变，——匀速圆周运动是变速运动——加速度为向心加速度a=v2/R，永远和速度垂直第九十四页，共288页。简振运动

Normalmodeofvibration

物体在中心平衡位置附近来回地振荡式运动例：时钟摆的转动、乐器弦的颤动——复杂的振动（声音的振动）是若干个简振运

动的合成——振动是一种周期性运动——公式见书（只要求会直接代入数据作简单运算）第九十五页，共288页。二、运动和力Motionandforce

要求：1、牛顿第一定律：Newtonthefirstlaws

知道力是改变运动状态的原因2、牛顿第二定律：

Newtonthesecondlaws

能够认识力、加速度和质量三者之间的关系3、牛顿第三定律：Newtonthethirdlaws

知道作用力和反作用力的关系第二、第三定律是重点第九十六页，共288页。1、牛顿第一定律Newtonthefirstlaws

物体不受外力作用（或外力的合力为零）时，将保持静止或匀速直线运动状态，直到外力改变它的运动状态为止。——惯性定律Inertiallaws

——惯性是物体的属性，反映物体改变运动状态的难

易程度——力改变物体的运动状态（得到加速度）——质量是物体惯性的量度（质量大不易改变状态）如：歼击机尽可能减小质量，提高战斗灵活性第九十七页，共288页。2、牛顿第二定律Newtonthesecondlaws

物体受到外力作用时，物体的加速度与作用在物体上的合外力正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向一致。F=Kma（K=1）——只适用于质点或能看成质点的物体的运动——a为合外力作用下得到的加速度——力改变加速度随着改变，合外力0零时，加速度0——力的单位为牛顿（N），质量为千克（kg)，加速度为米/米2重点内容第九十八页，共288页。3、牛顿第三定律Newtonthethirdlaws

两个物体之间的作用力和反作用力，同在一直线上，大小相等，方向相反——作用力与反作用力定律

action—reactionlaws

——与物体的运动无关——成对出现，成对消失——分别作用于两个物体上，不能相互抵消——作用力与反作用力总是属于同种性质的力重点内容第九十九页，共288页。1、功work

——物体在力的方向上有位移，称力对物体做了功 如：人的行走、火箭升空——W=Fs（单位分别是J、N、m）——功只有大小而无方向三、功和能workandenergy

第一百页，共288页。2、动能与动能定理kineticenergyandkineticenergyaxioms

动能：物体运动而显示出具有做功的本领 ——Ek=½Mv02 ——物体具有动能就能克服外力做功，消耗本

身的动能；若外力对物体做功，物体动能

就会加大 如汽车关闭发动机后，克服阻力做功动能定理：合外力所做的功，等于物体动能的改变量 W=Ekt–Ek0

——动能定理的应用：动物奔跑第一百零一页，共288页。3、重力势能和引力势能Gravitypotentialenergyandgravitationpotentialenergy

要求： 1、结合实际学习重力势能 2、会计算物体的重力势能第一百零二页，共288页。（1）重力势能

Gravitypotentialenergy

相对于地球的位置而具有的能——具有重力势能的物体通过位置变化，对外做功——重力对物体做功的结果，使物体位置发生变化——Ep=Gh=mgh(以地面作为重力势能的零点）——重力势能属于地球和物体所组成的物体系统，不能用来计算离地球很远处的势能——运动员跳高的解释第一百零三页，共288页。（2）引力势能Gravitationalpotentialenergy

任何两个物体间存在着万有引力定律 F=G在离地球距离很远时，物体在m2距m1为r点的势能为Ep=-r2m1m2Gm1m2r引力势能距地球无穷远处势能为零第一百零四页，共288页。4、碰撞Collision

要求：1、知道冲量、动量的计算公式2、能运用动量定理解释实际生活中的现象第一百零五页，共288页。（1）冲量Impulse

物体运动状态的改变，和物体的质量与所受的力有关，也与力的作用时间有关冲量是力和时间的乘积，对一定质量的物体的速度改变起决定作用 I=F△t=mv–mv0

单位是牛顿·秒（2）动量

Momentum

物体运动状态发生变化的难易程度，取决于物体的速度和质量。 P=mv（单位是千克·米/秒）第一百零六页，共288页。（3）动量定理Momentumaxioms

物体动量的改变=物体所受到的冲量 I=F△t=mv–mv0——物体的动量变化一定 力作用时间越短，平均冲力越大，反之越小——实际运用：玻璃杯落在水泥地上比落在沙土上易碎易碎品运输用纸屑、泡沫塑料来填充空间第一百零七页，共288页。（4）动量守恒定律Conservationmomentumlaw

若系统内各物体所受合外力为零，那么系统的总动量保持不变——例：两个小球沿球心向同一方向运动碰撞质量分别为：m1m2速度分别为：V10>V20碰撞后速度分别为：V1V2碰撞时间为△tm2对m1的作用力为F21，反之为F12重点内容第一百零八页，共288页。根据动量定理： 对球M1：F21△t=M1V1-m2V10 对球m2：F12△t=M2V2

-m2V20根据牛顿第三定律： F21=-F12可得：M1V1-m2V10=M2V2

-m2V20——在生产实验和科学实验中的运用

心动冲击描记器、火箭和喷气式飞机的飞行第一百零九页，共288页。第二节天体的运行

Section2

Motionofcelestialbody

教学要求了解：大气运动对天气变化和气候分带的影响各地区不同气候类型理解：1、地球的公转、自转2、季节和五带、历法和时间第一百一十页，共288页。第二节知识结构

地球的自转和公转Rotationandrevolutionoftheearth四季和五带Fourseasonsandfivezones

第一百一十一页，共288页。一、地球的自转和公转

Rotationandrevolutionoftheearth

要求：1、先熟悉有关概念2、从规律性、影响两个角度去了解自转和公转第一百一十二页，共288页。1、自转

Rotation

1）几个基本概念赤道Equator

：最大的圆纬线：Lineoflatitude

垂直于地轴的平面经线：Lineoflongitude

被南、北两极等分而成的半圆第一百一十三页，共288页。2）规律性：Regulation

方向Direction

：围绕地轴，自西向东转（逆时针）周期Period

：周期性的运动，周期为一日速度Speed

：角速度（150/小时） 线速度（纬度不同而不同）第一百一十四页，共288页。

3）影响：Influence

天体的周日变化：天体东升西落现象 地转偏向力：使地球表面运动的物体的方向发生偏转一种惯性力产生原因：由于地球自转在不同纬度上线速度不 同引起的第一百一十五页，共288页。2、公转Revolutionaroundthesun

1）几个基本概念近日点Perihelion

：公转轨道上距离太阳最近点远日点Aphelion

：公转轨道上距离太阳最远点黄道面Eclipticplane

：地球公转的轨道面地轴倾斜Theearth'saxisinclination

：地轴与黄道面不垂直，也即赤道面与黄道面不重合第一百一十六页，共288页。2）规律性：Regulation

严格的轨道Strictorbit

围绕太阳自西向东逆时针方向转动周期：Period

恒星年Siderealyear

：365.2564日（地球公转3600所需的时间）回归年Tropicalyear

：365.2422日（太阳在黄道上连续两次过春分点的时间间隔）速度Speed

：角速度3600/年平均线速度29.78千米/秒（近日点和远日点不同）第一百一十七页，共288页。3）影响

Influence

造成地球上各地正午太阳高度的变化和昼夜长短的差异除南、北回归线之间的纬度带外，以所在半球的夏至日最高，冬至日最低昼夜长短也不同第一百一十八页，共288页。二、四季和五带Fourseasonsandfivezones四季和五带产生的原因现象、特征第一百一十九页，共288页。1.产生的原因太阳辐射能在地球在不同时段、不同空间的差异造成的（自转和公转影响各地光照时间和太阳直射程度）Thesunradiationvariesindifferenttimeanddifferentplacesontheearth(Influenceofrotationandrevolutiononthetimeofilluminationand