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1、龙岩版第一章打开物理世界的大门基 础 学 习【要点理解】走进神奇（）从自然中的神奇走向物理：“彗星”、“夕阳西下”、“电闪雷鸣”、“地震火山”、“雪崩”和“龙卷风”等皆为自然现象，这些现象分别与物理学中的光、声、电、热、力等分支学科有关，并且也与天文学、气象学、地质学等其他学科有一定交融。（2）从生活中的神奇走向物理：“倒饮料”、“水折筷子”、“拉链开闭”、“圆珠笔”、“冲浪”和“跳高”等皆为生活现象。它们不仅与物理学有关，而且与技术发明、社会影响等关系密切。2探索之路（）古人的经验性探究：那些直接刺激感官（如眼睛和耳朵）的神奇现象最能引起古人的注意和思索，但他们的思索还停留在朦胧的感性认识阶
2、段（如甲骨文中的象形文字、古人的宇宙结构图片等），但是这些感性的认识是理性认识世界的必要的前期准备。（2）物理学发展的几个重要阶段：从哥白尼到伽俐略，他们使实验科学诞生；牛顿的伟大贡献，使得经典物理诞生；爱因斯坦、玻尔等人则使现代物理产生。构建物理学“殿堂”的科学巨人：哥白尼：16世纪，波兰天文学家哥白尼在大学求学时，受进步教授和古希腊“日心说”的影响，长期从事天文观察，利用工作余暇写成了天体运行论，书中的主要论点为：地球不是宇宙的中心，而只是月亮公转的中心；所有的天球都以太阳为中心点绕太阳转动，所以太阳是宇宙的中心。行星成年累月地围绕太阳不停地旋转，是什么力量在推动它？哥白尼无法解释。伽利略
3、：意大利科学家伽利略站在威尼斯的圣马尔教堂塔楼上，第一次用望远镜观测浩瀚的天空，发现了哥白尼假设的天文事实。伽利略还发现，一个物体运动起来后，只要没有别的物体对它作用，这个物体就会沿直线一直不快不慢地运动下去。按照伽利略的发现，如果地球不受任何力的作用，地球就会沿直线运动。牛顿：证明了万有引力是使行星绕日运行所需的力。牛顿在前人研究的基础上，构建了具有划时代意义的经典物理学。爱因斯坦：十九世纪末叶，精密、大型仪器的创造以及物理学上的一系列重大发现，使人们认识到经典物理学的规律是相对真理，只适合于低速、宏观的物体。杰出的物理学家爱因斯坦从大量的实验事实出发，对空间、时间的概念进行了深刻的分析，克
4、服了经典物理学在微观世界中的危机，建立了相对论的量子力学，完成了经典物理学到现代物理学的转变。霍金：20世纪物理学的两大支柱是量子力学和相对论。它们似乎处于物理学的两极，没有人试图调和这两种理论。但霍金却把这些理论引入到黑洞和宇宙研究之中，破译宇宙起源奥秘。3站在巨人的肩膀上人类对神奇的探索从古至今从未停止过，从经验层面到规范发展，前人为我们留下了物理学宝贵的财富：物理学研究的累累硕果：物理学是研究自然界的物质结构、相互作用和运动规律的自然科学，航天、材料、交通、通信等方面都体现了物理学及其技术的应用。其乐无穷的科学探究方法：物理规律的获得不能像亚里思多德那样仅仅靠思辨，而应该依据科学的探究方
5、法。科学探究的七个要素是今后学习掌握探究技能与方法的开篇。永远高扬的科学精神：不迷信权威、敢于坚持真理、尊重客观事实的科学精神（如哥白尼等人）；孜孜不倦、刻苦认真、坚强自信的科学态度（如居里和居里夫人）；敢于提出与众不同的见解，也敢于修正或放弃自己的错误观点的科学合作精神（如爱因斯坦和玻尔）。构建物理学“殿堂”的有众多的科学巨人，其中哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、霍金等作出了划时代的贡献。面对前人留下的知识、方法与精神财富，唯有努力学习，才能站在巨人的肩膀上，成为新时代的巨人。“科学探究”是参与式的学习活动：在探究活动中，通过经历与科学家进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，学习科学
6、研究的方法，体验科学探究的乐趣，领悟科学的思想与精神。【达标训练】阅读以下短文，感知人类科学探索历程的艰辛、漫长与富有意义，回答问题：从哥白尼创立“日心说”谈起公元2世纪时，希腊天文学家托勒密确立了地球静止不动，地球位于宇宙的中心，日月星辰都围绕太阳转动的“地心说”。这种错误的观点之所以能发展起来并统治欧洲达1400年之久，一方面是这种“理论”符合人们对天体的粗浅观察；另一方面是因为这种“地球中心说”符合“上帝创世说”的需要，为它提供了“科学依据”。因此教会就借着自己的势力大肆宣扬“地心说”。但并非所有的希腊哲学家和天文学家都同意这种说法。公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德提出了大地是球形的
7、证据：月食时的黑影是地球的投影，它是个圆弧，可见地球是球体或者是近似的球体。公元前270年，古希腊天文学家阿里斯塔克曾经测定太阳和月亮对地球的近似比值，同时还提出地球绕太阳运转的理论。可惜，这古代朴素的“日心说”，在那时候却没有人相信。圣经成了当时检验真理的标准，与圣经不同的观点就是“异端邪说”，就是亵渎“神灵”，就要受到宗教法庭的严厉制裁。因此，在漫长的历史时期里，科学真理的传播被禁锢了。到了16世纪，波兰天文学家哥白尼在大学求学时，受进步教授和古希腊“日心说”的影响，自己又长期从事天文观察，逐渐认识到托勒密的“理论”不过是骗人的鬼话。他利用工作余暇写成了天体运行论，书中主要论点为：地球不是
8、宇宙的中心，而只是月亮公转的中心；所有的天球都以太阳为中心点绕太阳转动，所以太阳是宇宙的中心。哥白尼完成了这部著作后，犹豫了36年，于1543年才拿出去出版。书一问世，即遭到了教会的压制和攻击，书被教会宣布为禁书，对于拥护真理支持哥白尼学说的学者，教会也大施淫威。1548年诞生的意大利思想家布鲁诺宣传和发展了哥白尼的思想。他大胆地宣称：“宇宙是无限的，而不是一个体积有限的球。太阳是一颗恒星，而其它恒星也和太阳一样发热发光。每个恒星的周围都有许多行星在围绕着运行。这样，无限多的恒星系就象连环画一样，作着无止境的重复。”他的言行使教会恐惧和痛恨。教会以布鲁诺反对圣经为罪名，将布鲁诺逮捕，严刑拷打审
9、讯，在长期囚禁之后，1600年坚强不屈的布鲁诺被送到火刑场上活活烧死。图1-1日地地球惯性运动方向太阳对地球引力真理的声音是无法烧毁的，一个人倒下去了，千百个人站起来。哥白尼去世不久，丹麦天文学家第谷用自己改进了的仪器对天空进行了大量的观测，获得了比哥白尼数量更多质量更好的资料。第谷没有来得及把自己的资料整理成书就告别了人世，他的学生德国天文学家开普勒继承了他的资料和事业，又经过16年的苦心钻研，1609年和1618年先后发表了行星绕日运行的第一、第二和第三定律。在这些定律中，他一方面证明了太阳是行星的运行中心，另一方面也说明行星不是象哥白尼理解的那样围绕太阳在一些同心圆上转动，而是按不同的椭
10、圆形轨道在运行，太阳的位置在椭圆形轨道的一个焦点上。意大利科学家伽利略站在威尼斯的圣马尔教堂塔楼上，第一次用望远镜观测浩瀚的天空，发现了哥白尼假设的天文事实，有4个卫星在绕木星不停地转动。伽利略也因此受到了迫害。哥白尼学说不承认上帝的存在，受到了教会的残酷迫害，使这个学说传播的很慢；另一方面，行星成年累月地围绕太阳不停地旋转，是什么力量在推动它？哥白尼无法解释。伽利略发现，一个物体运动起来后，只要没有别的物体对它作用，这个物体就会沿直线一直不快不慢地运动下去惯性定律。按照伽利略的发现，在图1-1里地球会沿虚线所示的方向一直运动下去。后来又经过牛顿等人的努力，证明了万有引力是使行星绕日运行所需的
11、力。在这一个又一个铁的事实面前，教会不得不在1757年解除了对哥白尼著作的禁令。最后，在1882年又被迫承认了哥白尼的学说。科学终于战胜了神权。（1）公元2世纪时，希腊天文学家托勒密在不充分观察的基础上确立了思辨性的“ 说”；公元前270年，古希腊天文学家阿里斯塔克提出古代朴素的“ 说”；到了16世纪，波兰天文学家 ，经过长期天文观察，利用工作余暇写成以“ 说”为主要论点的 一书。（2）率先用望远镜观察天空，得到天体运行的数据有力地支持哥白尼的“日心说”的科学家是： （ ）第谷 开普勒 伽俐略 牛顿能力提升【知识结构】领域：自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动的最一般规律 实验：是人类
12、认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础物理知识 组成 理论：是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括 自然与生活：如夕阳西下、电闪雷鸣与拉链、圆珠笔等 应用 物 现代： 如航天技术、激光技术、信息技术、超导技术等理 学 探究方法：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、交流与合作实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理（如哥白尼） 科学精神 孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍（如居里夫人） 善于合作与交流，敢于提出与众不同的见解，也敢于修正或放弃自己的错误观点（如爱因斯坦和玻尔）【方法导引】意大利科学家伽利略(15641642)是物理学的伟
13、大先驱，在他生活的那个时代，意大利人几乎都是天主教的信徒，他当然也不能例外，和别人一样，每周都去做礼拜。在他做礼拜的那个比萨教堂的天花板上，挂着一个摇摆不定的灯，这件平常的小事居然引起了伽利略的注意。一次他又去做礼拜。礼拜开始不久，他就被那盏摇摆不定的灯吸引住了。他两眼盯着那盏灯，右手按在左手的脉搏上，嘴里一边还默默地数着。数着数着，18岁的伽利略就发现：尽管灯有时摆的距离大些，有时小些，但摆一次所用的时间却相等这一发现被后人称为摆的等时性。他根据这个发现，立刻制成了一个适当长度的摆，用来测量脉搏跳动的快慢。阅读以上这段材料，我们可以领会到：生活与自然的神奇现象很多与物理学相关，科学家对这些现
14、象的解释都要通过观察与实验，观察与实验是物理学研究的根本方法。我们对物理问题的研究也不例外地需要进行观察与实验。【提高训练】在括号中填写下列探究体现的探究环节：小笛：昨天整理衣服，我发现我夏天的衣服浅色为主，而冬天的衣服却以深色为主，这不知有何道理？ （ ）小宇：是不是浅色与深色物体的吸热本领不同呢？夏天的衣服浅色为主，冬天的衣服以深色为主，是不是说明深色物体的吸热本领比浅色物体的吸热本领强呢？（ ）小宇：我们可以将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同的废易拉罐中，用白纸和黑纸分别将它们包起来，然后放在太阳下，定时测一测罐中水的温度，便可以比较出深、浅色物体的吸热本领。 （ ）按照这个计划操作
15、，小宇和小笛把实验测得的两罐中的水温变化数据填在下表中：日照时间（min）036912151821242730白纸罐水温T1（）23.024.125.025.126.026.827.027.929.029.130.1黑纸罐水温T2（）23.025.225.126.928.029.130.231.031.933.234.0根据表格中的数据，白纸罐水温从23.0升至29.1用了27min的日照，而黑纸罐水温从23升至29.1用了15min的日照，这表明黑色物体的吸热本领比白色物体的吸热本领强。（ ）以上表格中，第6min T2的数据与第6min T1的数据基本相同，有悖于实验结论，有可能是观察测量
16、读数时有疏忽。如果剔除这个温度值，其他所有数据都与实验结论吻合。因此，这个实验的结论应该是可信的。 ( )小宇和小笛做完这个实验，明白了夏天的衣服浅色为主，冬天的衣服以深色为主的道理。他们还讨论到：实际上物体表面的颜色对吸收太阳辐射有影响这一点，人们常常加以利用。例如，生活中空调、电冰箱的外壳通常匀为浅色，飞机的表面涂成银白色就是要防止吸热；人造地球卫星上的某些部件要利用太阳辐射来加热，就把这些部件涂成黑色。( )【趣味探究】1装满水的杯子里还能放多少大头针？ 器材：杯子，大头针，水，食盐。往杯子里加水，水面达到杯口平面后，意外地发现还能慢慢地向杯里加水，水不溢出，水面微微向上突起。若将一只大
17、头针针尖先放入水中，然后轻轻把手放开，不许有一点震动，也不加一点压力。请猜测一下，水是否会溢出？试一试，水溢出了吗？请你猜想一下，在水不溢出的情况下最多能放入多少只大头针？请试一试，一共可放入多少只大头针？实际放入的数量与你的猜测相差多少？与同学交流一下，谁放得最多？猜一猜，能放入大头针的数量哪些因素有关？对上面的实验，你一定会感到很有趣，也一定会感到吃惊猜想和实验的结果竟会有很大的差别！这就是我们为什么要做实验进行探究的一个重要原因。2妈妈买了一袋白砂糖，开袋后让小宇想办法保存。小宇想到用空的矿泉水瓶来装瓶保存，他将矿泉水瓶冲洗干净后开盖放在通风处。如果他每隔一段较长的时间观察一下矿泉水瓶的干燥情况，他能观察到什么现象？参考答案与提示第一章 打开物理世界的大门基 础 学 习【达标训练】(1)地心，日心，哥白尼，日心，天体运行论(2) C 能力提升【提高训练】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。 【趣味探究】 2矿泉水瓶外的水比瓶内的水干燥的快6