沪科版八年级物理 （站在巨人的肩膀上）打开物理世界的大门教育教学课件

第一章打开物理世界的大门站在巨人的肩膀上

1.知识园地——硕果累累2.科学探究——其乐无穷3.了解科学探究的主要环节（重点）4.科学精神---永远高扬一、知识园地——硕果累累

1.自主学习人类在认识自然的过程中，积累了大量的知识，请阅读教材“知识园地——硕果累累”部分内容，了解什么是物理学？物理学的研究范围？研究物理学最基本的方法？物理知识的一些现代应用。物理学是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。1.什么是物理学？2.物理学的研究范围？力、热、光、声、电、原子等。3.研究物理学最基本的方法？观察、实验。交流与展示4.应用：科学家利用掌握的知识，成功地把人类送入太空。实现了人类的飞翔之梦，登上月球、遨游太空。电子显微镜——人类的“火眼金睛”。集中电路、超导技术的发展。物理学知识广泛应用于：现代通讯、交通、航天、材料、能源等方面。二、科学探究——其乐无穷1.自主学习科学巨人不仅为我们留下了知识的宫殿，而且还创建了科学的探究方法。贡献最大的应该是意大利的物理学家伽利略。请阅读教材“科学探究——其乐无穷”部分内容。了解科学探究的七个主要环节？如何进行科学探究呢？比萨斜塔的故事（1）科学探究的环节：

交流与展示

比萨斜塔实验：

1590年的一天清晨，比萨大学的教授们穿着紫色丝绒长袍，整队走到比萨斜塔(位于意大利中部比萨古城内的教堂广场)前，洋洋得意地准备看伽利略出丑；学生们和镇上的市民们，也熙熙攘攘地聚集在比萨斜塔下面，想看个究竟。伽利略和他的助手不慌不忙，神色自如，在众人一阵阵嘘声中，登上了比萨斜塔。伽利略一只手拿一个10磅重的铅球，另一只手拿着一个1磅重的铅球。他大声说道：“下面的人看清，铅球下来了！”说完，两手同时松开，把两只铅球同时从塔上抛下。围观的群众先是一阵嘲弄的哄笑，但是奇迹出现了，由塔上同时自然下落的两只铅球，同时穿过空中，轻的和重的同时落在地上。众人吃惊地窃窃私语：“这难道是真的吗？”顽固的亚里土多德的信徒们，仍不愿相信他们的崇拜者——亚里士多德会有错误，愚蠢地认为伽利略在铅球里施了魔术。

亚里士多德认为：两个物体以同一高度落下，重的比轻的先着地，伽利略却认为：物体下落的快慢与重量无关。为了使所有的人信服，伽利略又重复了一次实验，结果相同。伽利略以雄辩的事实证明“物体下落的速度与物体的重量无关”，从而击败了亚里士多德的信徒们。正是这次闻名史册的比萨斜塔实验，第一次动摇了亚里士多德在物理学中长期占统治地位的偏见，打破了亚里士多德的神话。后来，伽利略又通过计算，得出了自由落体定律。但是，比萨斜塔实验却惹怒了比萨大学的许多权威人士。从此，年轻的科学家受到守旧派的仇视和迫害，1591年，伽利略被从比萨大学排挤了出来。

伽利略没有因此而灰心丧气，思想仍旧十分活跃。不久，在友人的介绍和帮助下，1592年伽利略被聘为帕多瓦大学的数学教授。帕多瓦大学位于威尼斯水城，是一所学术空气很浓，而且较为自由的大学，其医学和数学在欧洲久负盛名。伽利略在这所大学一呆就是18年，这是他科学生命最为活跃的时期。例：你们晾过衣服吗？结合你们晾衣服的过程，你们想到了什么？交流与展示（2）如何进行科学探究呢？在科学探究中，要学会问，学会猜，学会计划，学会做，学会分析，学会反思，学会合作交流等。三、科学精神---永远高扬

科学家们在科学探究的过程中，还为我们留下了永远高扬的科学精神。我们向这些科学家学习什么样的精神呢?科学家成功的诀窍在哪里？阅读“科学精神---永远高扬”部分内容后讨论、展示。实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍善于合作与交流，敢于提出与众不同的见解，敢于修正或放弃自己的错误观点展示与交流居里夫人是历史上第一个获得两项诺贝尔奖的人，而且是仅有的两个在不同的领域获得诺贝尔奖的人之一。居里夫人杨振宁1957杨振宁与李政道凭他们提出的宇称不守恒理论共同获得了诺贝尔物理学奖。他们两个人是最早获得诺贝尔奖的中国人。1980杨振宁获得拉姆福德奖（Rumford），1986年获得美国国家科学奖章。居里夫人的发现

他们在放射性上的发现和研究，居里夫妇和亨利·贝克勒尔（HenriBecquerel）共同分享了1903年的诺贝尔物理学奖，居里夫人也因此成为了历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。八年之后的1911年，居里夫人又因为成功分离镭元素而获得诺贝尔化学奖。出乎意外的是，在居里夫人获得诺贝尔奖之后，她并没有为提炼纯净镭的方法申请专利，而将之公布于众，这种作法有效的推动了放射学的发展。

1752年，富兰克林进行了一项著名的实验：在雷暴下放风筝，示范证明“雷电”是由电力造成。这是一项非常危险的试验，事实上，同时期有其他科学家进行类似的实验时被电击死亡。富兰克林发明了避雷针。

富兰克林科学家成功的诀窍在哪里？要有创新精神。要能独立思考。要养成尊重事实，大胆想像的科学态度和科学精神。要勇于有根据地怀疑。讨论1.小丽在市场上买了一个西瓜，她用塑料袋提着回家，走了一会儿就觉得手被塑料袋勒得很痛，你有什么办法帮她解决这个问题？2.在一个圆形的小桶内有一个乒乓球，由于小桶的口很小，手放不进去，现在想把乒乓球取出，你有什么办法？1.物理学：就是研究自然界的______、物体间的_________和________的自然科学。2.物理学的知识和研究方法已被广泛应用到_____________________及___等领域。3.科学探究的主要环节是：物质相互作用运动规律航天材料能源现代通讯交通提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作科学探究一般包括“提出问题”“猜想与假设”“设计实验”“进行实验”“分析与论证”等几个环节。小明观察到建筑物的支柱一般为圆柱或四棱柱，他想了解支柱能承受的最大压力与支柱的形状是否有关，这一过程属于科学探究中哪一个环节(

)

A．提出问题B．设计实验C．进行实验D．分析与论证谢谢！第一章·打开物理世界的大门第三节站在巨人的肩膀上上海科学技术出版社八年级

|

全一册

一、知识园地——硕果累累1、物理学就是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学。2、物理学是研究力的、热的、声的、电的、光的现象及产生这些现象的原因。要记住哦！物理学的知识和研究方法已被广泛应用到现代通信、交通、航天、材料及能源等领域。由于航天技术的发展，人类不仅实现了飞翔之梦，而且还能登上月球、遨游太空，继续探索浩瀚宇宙的秘密。神州五号飞船上空宇宙飞船上拍摄的土星照片在探索宇宙的同时，人类也在探索微观世界。200万倍电子显下拍摄的铱原子排列情况。原子的直径：10-10

m

信息技术的应用给人类带来了巨大的影响，集成了成千上万个电子元件的芯片，既小又轻，以致于蚂蚁都能搬动。超导技术正在蓬勃发展，其应用将缓解人类的能源危机。超导技术及其应用比尔·李

1911年，荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银，当温度下降到４.２K时发现水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性。1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。经过科学家们数十年的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。奇异的超导陶瓷

1973年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，该记录保持了13年。1986年，设在瑞士苏黎士的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧－钡－铜－氧）具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。此后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。

1986年底，美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。1987年2月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K以上，这在材料发展史，乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹！高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。超群的超导磁体超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，因此只需消耗极少的电能，就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场。而用常规导体做磁体，要产生这么大的磁场，需要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却水，投资巨大。超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。

超导发电机在电力领域，利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万～6万高斯，并且几乎没有能量损失，这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5～10倍，达1万兆瓦，而体积却减少1/2，整机重量减轻1/3，发电效率提高50％。

磁流体发电机磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电，是利用高温导电性气体（等离子体）作导体，并高速通过磁场强度为5万～6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单，用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。

超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器，从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。超导输电线路

二、科学探究——其乐无穷1、科学探究的步骤：（1）提出问题（2）猜想与假设（3）制定计划与设计实验（4）进行实验与收集证据（5）分析与论证（6）评估（7）交流与合作。例如：“打水漂”是人类最古老的游戏之一，如何将水漂打的既多又远，一直是人们感兴趣的问题，法国科学家经过研究，揭开了打水漂的奥秘。1、提出问题：如何将水漂打的既多又远？2、猜想与假设：打水漂的质量可能与石块的直径、厚度、速度、以及入水角度和旋转等因素有关。3、制定计划与设计实验：他们用飞碟代替石块进行了实验，他们制作了一个“打水漂机”，实验际上是个机械化弹弓，用来发射不同大小的铝制飞碟，射向一个水池，同时用高速摄像机将飞碟在水面弹跳的过程拍下来。4、进行实验收集证据：实验时“打水漂机”向一个水池发射飞碟，高速摄像机拍摄飞碟在水面弹跳的过程，在实验中，研究人员改变了飞碟的直径、厚度、速度及入水角度和旋转等因素，并收集数据。5、分析与论证：经过反复尝试，他们终于发现了打水漂的奥秘：关键在于角度，如果石块入水的角度大于45度它根本就弹不起来，会直接沉入水中，当石块与水面的夹角为20度时，它在水面上弹跳的次数最多，这是打水漂的黄金角度；旋转的石块比不旋转的次数多，还与石块的速度成正比，直径5厘米的铝片以20度角接触水面时，速度必须达到每秒2。5米以上，否则就会落水，另外而扁平，圆形的石块是打水漂最理想的材料。6、评估：以前也有学者研究过打水漂，但他们的结论都是建立在推理而不是实验的基础，科学家对收集数据的可靠性进行了评估，