内容正文:
绪言 《科学探索之旅》
八年级上册 •人教版
十七世纪中期的一天,沙滩上,和煦的阳光下,一个孩子在无忧无虑地玩耍。他时而凝望大海,时而低下头去在沙滩上捡着什么。忽然他向旁边跑去,拾起了一块光滑的卵石;忽然他又向另一处跑去,捡起了一枚漂亮的贝壳……孩子在沙滩上跳着、跑着,一会儿为发现了美丽的贝壳而欢欣鼓舞,一会儿又为拾到的石子不那么奇特而懊恼、沮丧。沙滩上留下了孩子一串串的足迹。
绪言 《科学探索之旅》
八年级上册 •人教版
孩子捧着五颜六色的卵石和漂亮的贝壳,向远处的天海望去,心里在想,这波涛汹涌的大海里蕴藏着怎样一个世界呢?也许海底的石子更漂亮,也许……
这个小男孩就是艾萨克·牛顿(1643年—1727年),从小就爱自然、爱读书、爱科学、爱探索、爱动手动脑做实验。12岁就自己动手制作了风车、水钟、风磨和日晷等。最后成为伟大的物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。
八年级上册 •人教版
是呀,大海究竟是怎样一个世界?这需要人们去发现。同样,物理学这片知识的海洋,更需要我们去探索、去发现。在对知识海洋的探索中,我们正像上面的孩子一样,时而为取得的成果兴高采烈,时而为解决困扰的问题不断思索。
让我们乘上初中物理这叶小舟,扬起理想的风帆,开始我们既充满乐趣又不乏艰辛的科学探索之旅吧!
绪言 《科学探索之旅》
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致老师同学
①视频欣赏——《物理学家、牛顿》
②演示实验——《小“人”为什么在音乐声中翩翩起舞?》
③演示实验——《停止沸腾的水,浇上冷水后会怎样?》
④演示实验——《透过放大镜看物体总是放大的吗?》
⑤演示实验——《会转动的线圈》
⑥演示实验——《乒乓球会下落吗》
⑦课堂总结——《科学探究之旅》
01
认识物理是有趣的、有用的。
02
通过观察和实验,激发学习物理的兴趣。
03
了解学好物理应注意的问题。
学习目标
绪言 《科学探索之旅》
04
初步了解科学探究的方法。
奇妙的物理世界
01
怎样学好物理
02
课堂总结
03
提升训练
04
绪言 《科学探索之旅》
奇妙的物理世界
一
绪言 《科学探索之旅》
奇妙的物理世界
一
生活中的现象丰富多彩,其中许多与物理有关,这些现象中有许多令人感兴趣的问题。
例如,为什么有时大雨将至天空会伴有电闪雷鸣,而有时雨过初晴天空会挂起一道彩虹?为什么轻飘飘的树叶会坠向地面,而巨型飞机却能遨游长空?
1. 有趣的物理
奇妙的物理世界
一
(1)物理学研究的范畴
这些问题都属于物理学研究的范畴。物理学是研究物质及其运动规律的一门科学,它涉及力、热、声、光、电等形形色色的物理现象,与人们的生活实际息息相关。
为了感受物理学的奇妙,我们认识一些与力、热、声、光、电有关的物理现象。
奇妙的物理世界
一
编钟是我国古代重要的打击乐器,历史久远。体现了中国先秦礼乐文明和青铜器铸造技术的极高水平。
编钟、钢琴等乐器能发出悦耳的声音,你知道声音是如何产生和传播的吗?
2023年11月,西双版纳的15头大象竟然离开了家园,一路向北迁徙。他们穿越山脉、河流,已经离开了原始森林。你知道大象之间是否有语言交流?为什么我们听不到?
(2)声的现象
奇妙的物理世界
一
小“人”为什么在音乐声中翩翩起舞?
用硬纸片把一个音箱糊起来,做成一个“舞台”,台上的小“人”在音乐声中翩翩起舞。
奇妙的物理世界
一
我们生活中光的世界里,你知道光的现象有哪些?
(3)光的现象
光的直线传播现象
光的反射现象
奇妙的物理世界
一
用放大镜看自己的指纹,再用放大镜看窗外的物体。你有什么发现?如图所示,取两个放大镜,一只手握住一个,通过两个放大镜看前面的物体(可调节两个放大镜间的距离),你又有什么发现?
用放大镜看到自己的指纹是正立、放大的。当用放大镜看窗外的物体时,竟变成了倒立、缩小的。
奇妙的物理世界
一
视频演示——《透过放大镜看物体总是放大的吗?》
奇妙的物理世界
一
(4)热的现象
热的现象是我们生活中最常见的一种现象,我们每天都生活在热现象中。
太阳表面的温度
可达6000摄氏度
冰山的最高温度
为0摄氏度
火山的温度可达
1300 摄氏度
奇妙的物理世界
一
停止沸腾的水,浇上冷水后会怎样?
水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,观察有什么现象发生。
冷水可以使热水沸腾
奇妙的物理世界
一
力的现象是自然界最普遍的现象之一。从微观粒子到宏观天体,力无处不在。
(5)力的现象
熟透的苹果为什么会下落?
飞机为什么能在天上飞?
在太空你的重力为什么为0(失重)
奇妙的物理世界
一
在太空你的重力可以为0(失重)
神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体,于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉卫星发射中心发射。4月28日,神舟十七号、神舟十八号航天员乘组举行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。
你知道火箭为什么能够把宇宙飞船送到太空?在太空中,为什么会失去重力?
神舟载人飞船
奇妙的物理世界
一
在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开。乒乓球会下落吗?
乒乓球会下落吗?
奇妙的物理世界
一
电的发明与应用带来了第二次工业革命,也使人类社会进入了一个崭新的时代。你知道我们用的电怎样产生的吗?形形色色的用电器是根据什么原理工作的?
(6)电的现象
你知道雷电是怎样产生的?
我们用的是哪里来的?
奇妙的物理世界
一
转动的线圈
按照视频中的步骤制作一个线圈,接通电源,使线圈中通有电流,观察有什么现象发生。
总结
物理是研究声、光、热、力、电等形形色色的物理现象,这些现象不仅有趣,而且都包含一定的科学道理。
随着学习的深入,我们会逐渐弄清其中的奥妙。
奇妙的物理世界
一
奇妙的物理世界
一
(1)物理学的发展使人们对客观世界的理解逐步深入
例如,牛顿力学确立了宏观世界中运动与力的关系,量子力学使人们对微观世界中物质的运动了解得更深入。
2. 有用的物理
量子力学
牛顿力学
奇妙的物理世界
一
(2)物理学的发展还促进了技术的进步
例如,利用导体切割磁感线可以产生电流的规律,人们不断改进技术,制造出越来越先进的发电机。反过来,技术的进步也会促进人们对物理学的深入研究。
例如,随着粒子加速器技术的不断进步,人们发现的新粒子越来越多。
发电机原理 大型发电厂
粒子加速器
奇妙的物理世界
一
(3)物理学与技术的发展使人们能更好地解决实际的问题
例如,汽车、火车、飞机的制造,使人们的出行越来越舒适、便捷;火箭、卫星、飞船的发明,使人们对太空的探索更加深入;半导体技术的发展,使海量信息的存储成为可能,数据的运算越来越快。物理学还对人类的思维方式、价值观念等产生了极大的影响,促进了社会的发展与进步。
物理学在生活中的应用
奇妙的物理世界
一
物理学在交通、医疗中的应用
奇妙的物理世界
一
空间站
航天飞机
人造卫星
物理学在航天领域中的应用
物理学在航天领域中有重要的应用。火箭、人造卫星、航天飞机、空间站等都是利用了物理知识。
怎样学好物理
二
绪言 《科学探索之旅》
物理学的宗旨是发现自然现象背后的规律,使人们可以运用物理规律解决实际问题。要想学好物理,平时我们就要注意观察生活中的各种现象及课堂上的实验现象,努力发现其中的科学问题。发现问题是解决问题的基础。
1. 善于观察,发现问题
怎样学好物理
二
你平时有注意观察、发现问题的习惯吗?图所示的现象,你注意过吗?冰棍“冒”“出的”白气“是向上飘,还是向下落?
图中架空的高压输电线是裸露的,很危险,那为什么小鸟却能若无其事地停在电线上?
我们在平时观察、实验、看书、听课中,要多动脑筋、勤于思考,养成根据证据进行推理的习惯,培养自己探究自然规律的能力。对于所学科学知识不能只是机械地背诵条文,要力求理解。例如,要常常问自己:这些规律是根据哪些实验或事实,经过怎样的分析和思考得来的?它们和其他知识有什么联系?在生活中有什么应用?只有这样科学地学习,才能更好地提升我们的科学思维水平。
怎样学好物理
二
2. 勤于思考,科学推理
观察
思考推理
牛顿通过观察苹果落地的现象,经过思考推理得出万有引力定律。
提出问题不是目的,解决问题才是根本。对于发现的问题,我们要想办法探究加以解决。人们探究解决问题时,通常是根据已有的认识,对如何解决问题提出猜想,然后动手实验、收集证据,验证提出的猜想是否正确,最终找到解决问题的办法。
例如,我们都有这样的体验:随着人体浸入水中部分增大,感受到的浮力也变大。在探究浮力的规律时,可以据此提出相应的猜想,然后通过实验进行探究,检验猜想,得出规律。
3. 勇于探究,得出规律
怎样学好物理
二
感受浮力的变化
物理知识是从实际中来的,又要应用到实际中去。我们学习时要乐于实践,联系实际,这样不仅能发现有价值的问题,还能学到解决真实问题所需要的知识和方法,更好地将科学技术与实际生活相结合。
例如,我们要想制作一个可以飞行的简易模型飞机,如果知道了飞机的飞行原理,就可以在模型飞机的材料、形状、动力等方面进行合理的设计与选择,最后做出可以飞行的简易模型飞机。这样联系实际地去学习、去实践,可以使学习目的更明确,学习过程更有动力,为真正学好物理打下扎实的基础。
4. 乐于实践,联系实际
怎样学好物理
二
简易模型飞机
怎样学好物理
二
伽利略发现了摆的等时性,人们利用该原理制造出了古老的钟表,难怪人们称伽利略为钟表的祖师爷。
发现
应用
摆的
等时性
伽利略
科学·技术·社会·环境
三
绪言 《科学探索之旅》
科学·技术·社会·环境
三
意大利科学家伽利略是物理学的伟大先驱。据说,某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动,教堂穹顶上的吊灯因风吹过不停地摆动,伽利略被摆动的节奏吸引住了。他发现,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
伽利略决定仔细地观察。他知道脉搏的跳动是有规律的,于是便按着脉注视着灯的摆动,发现每往返摆动一次的时间的确相同。这使他又冒出一个疑问:
假如吊灯受到一股强风吹动,摆得高了一些,以后每次摆动的时间还是一样的吗?
伽利略对摆动的研究
伽利略观察吊灯
回到宿舍后,他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同高度,用脉搏细心地测定摆动所用的时间。结果表明,每次摆动的时间仍然相同。尽管用脉搏测量时间并不精确,但已经可以证明他最初的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”。这在物理学中叫做“摆的等时性”。
单摆
科学·技术·社会·环境
三
后来,伽利略又把不同质量的铁块系在绳端做摆锤进行实验。他发现,只要用同一条摆绳,摆动一次的时间并不受摆锤质量的影响。随后伽利略又想,如果将绳缩短,会不会摆动得快些?于是他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。他当时得出了结论:“摆绳越长,往复摆动一次的时间(称为周期)就越长。”
人们对摆动的研究是逐步深入的。伽利略逝世30多年后,荷兰物理学家惠更斯找到了摆的周期与摆长间的数学关系。直到牛顿发现了万有引力定律,才对摆动的规律做出了圆满的解释。摆的等时性研究促进了钟表的研制,方便了人们的生活。
科学·技术·社会·环境
三
伽利略怎样观察吊灯的摆动,
并发现了值得注意的现象?
吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
假如吊灯受到强风吹动,摆得高一些,每次摆动的时间还一样吗?
用铁块制成一个摆,拉到不同高度,用脉搏测定摆动所用时间。又用不同质量的铁块做摆锤进行实验。
探究经历的过程:发现问题、提出疑问、设计实验证实猜想。
在观察中提出了什么疑问?
对疑问作出了什么猜想?
伽利略怎样设法
证实自己的猜想?
伽利略对摆动规律的探究经历了怎样的历程?
1. 讨论问题
科学·技术·社会·环境
三
进行实验
收集证据
猜想
与假设
制定计划
设计实验
用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同的高度,用脉搏测定摆动所用的时间。又用不同质量的铁块系在绳端做摆锤进行实验。
发现并
提出问题
摆绳越长,往复摆动一次的时间就越长。不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的。
吊灯的摆动
假如吊灯受到强风吹动,
摆得高了一些,每次摆动
的时间还是一样的吗?
2. 物理探究的一般过程
科学·技术·社会·环境
三
评估
交流合作
分析
与论证
课堂小影院——《物理学家》
科学·技术·社会·环境
三
绪言 《科学探索之旅》
四
课堂总结
课堂总结(1)
科学探索之旅
奇妙的物理世界
怎样学
好物理
①研究内容:是研究物质及其运动规律的一门科学,
它涉及力、热、声、光、电等形形色色的物理现象.
②有趣的物理:物理是一门十分有趣的科学.
③有用的物理:使人们对客观世界的理解逐步深入;
促进了技术的进步;使人们能更好地解决实际问题.
①善于观察,发现问题.
②勤于思考,科学推理.
③勇于探究,得出规律.
④乐于实践,联系实际.
课堂总结(2)
视频总结——《科学探究之旅》
课堂总结(3)
什么是科学探究之旅?今天我们所历经的就是一次科学之旅!它是人类永无止境的探究历程。伟大的物理学家——牛顿,有一段名言值得我们回味,让我们齐声朗读一遍,用它来作为我们这堂课的结尾。
我不知道世界会怎样看待我,然而我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩,不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳,以此为乐,而在我面前,则是一片尚待发现的真理的大海。
—— 牛顿
绪言 《科学探索之旅》
五
提升训练
1. 物理学是一门十分有趣的科学,是一门以_______ 、_______(均选填“观察”、“实验”或“阅读”)为基础的科学,它研究声、______、_______、_______、电等形形色色的物理现象。
物理是一门实验学科,通过实验现象和观察实验数据来得到规律或结论。它研究声、光、热、力、电等形形色色的物理现象。
热
光
实验
观察
力
提升训练
2. 如图所示的现象中,属于电现象的是( )
A.“幻日”奇景 B. 光的偏折
C. 水中倒影 D. 模拟“闪电”
A.“幻日”奇景是太阳光通过冰晶时发生折射造成的,属于光现象,故A不符合题意;
B.光的偏折属于光的折射现象,属于光现象,故B不符合题意;
C.水中倒影属于平面镜成像,属于光现象,故C不符合题意;
D.模拟“闪电”是一种强烈放电现象,属于电现象,故D符合题意。
D
故选D.
A B C D
提升训练
在日常生活中:自行车、手机、电视机、电饭煲等都应用了物理知识;
在交通运输中:汽车、高铁、飞机、轮船等都应用了物理知识;
在军事上:潜艇、航空母舰、火箭等都应用了物理知识。
3. 物理是有用的,请你在下列三个方面各举几例。
在日常生活中:_______________________________________;
在交通运输中: ______________________________________;
在军事上: __________________________________________ 。
自行车、手机、电视机都应用了物理知识
汽车、高铁、飞机等都应用了物理知识
潜艇、航空母舰、火箭等都应用了物理知识
提升训练
4. 在实施科学探究的过程中,所涉及到的主要环节顺序正确的是( )
A.提问、猜想、设计实验、进行实验并收集证据、分析和评估
B.猜想、提问、设计实验、结论和评估、进行实验并收集证据
C.设计实验、进行实验并收集证据、提问、猜想、评估
D.分析和论证、提问、设计实验、猜想、结论和评估、进行实验
科学探究过程一般要经历的主要环节是提出问题、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、交流与合作七个环节,故A正确,BCD错误。故选A。
A
提升训练
5. 根据下列物理情景,将他们分类:
(a)夕阳西下;(b)电闪雷鸣 (c)湖光山色;
(d)火山爆发 (e)弯弓搭箭;(f)演奏二胡
①属于力的现象的有___________。 ②属于声的现象的有___________。
③属于光的现象的有___________。 ④属于热的现象的有___________。
⑤属于电的现象的有___________。
e、 f
b、d、f
a、b、c
d
b
a. 夕阳西下:属于光现象;
b. 电闪雷鸣:有三个物理现象:电现象,光现象,声现象;
c. 湖光山色:水面为平面镜,看到了山的倒影,是光的反射现象,属于光现象;
d. 火山爆发:固态的岩石在高温下熔化为液态的岩浆,从火山口喷出,喷出的岩浆随之凝固成固态的岩石,这是热现象,同时会产生明亮的火焰和高能次声波;
e. 弯弓搭箭:说明力可以改变物体的形状,属于力现象;
f. 演奏二胡:有二个物理现象:力现象和声现象。
提升训练
解析见下页
6.如图所示是小明探究“单摆摆动一次所需时间(周期)可能和摆的质量、摆线的长度、摆角有关”实验,实验器材有质量一定的小球m,长度不同的细线两根,秒表等(摆线和竖直方向的夹角θ叫摆角)。
(1)单摆摆动一次所需时间(周期)可能与摆线的长度有关,请你对该实验再提出一点不同的猜想:______________________;
(2)如表所示是探究单摆摆动一次所需时间(周期)可能和摆长关系的数据,请你分析,得到的结论是:在 _______________相同时,单摆摆动一次所需时间(周期)随摆长增大而 _____(填“增大”或“减小”)。
增大
单摆摆动一次所需时间(周期)可能与摆的质量有关(或:可能与摆摆动的幅度有关)
摆的质量、摆角
摆长L/m 0.64 0.81 1.00
周期T/s 1.60 1.80 2.00
提升训练
(1)单摆摆动一次所需时间(周期)可能与可能与摆的质量有关(或:可能与摆摆动的幅度有关)。
(2)根据表格数据知:在摆的质量、摆角一定(或相同)时,单摆摆动一次所需时间(周期)随摆长增大而增大。
摆长L/m 0.64 0.81 1.00
周期T/s 1.60 1.80 2.00
提升训练
Lavf58.45.100
Lavf59.27.100
Lavf58.45.100
Lavf58.45.100
Lavf58.45.100
Lavf58.45.100
Lavf59.27.100
$$