序言 踏上物理学奇妙旅途（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理上册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024）

沪科版（五·四学制） 八年级上册 序言 踏上物理学奇妙旅途 情景引入 02 日有东升西落，月有阴晴圆缺；天有风云变幻，海有潮起潮落。 蒸汽机的发明标志工业化时代的来临，电力的应用推动人类社会迈入一个新纪元。 “上九天揽月”不再是神话，“下五洋捉鳖”也不再是梦想。 观自然 观自然 看今朝 忆历史 观自然 这一切都与物理学有关。让我们一起走进奇妙的物理世界! 01 02 03 04 05 CONTENTS 如何学好初中阶段的物理 什么是物理学 物理学对人类社会的影响 课外阅读—物理学是改变世界的科学 PART ONE 什么是物理学 图1是一名游客在海洋公园所拍摄的照片，图中憨态可掬的北极熊看上去似乎已“身首异处”却仍旧怡然自得。 用一次性塑料杯（图 2）舀一 杯沸水并放回水盆的沸水中继续加热，无论经过多久，杯中的水也不再沸腾。 图1  海洋馆中的北极熊 图 2   给塑料杯中的水加热 这些类似魔术的有趣生活现象是否引起了你的好奇？ 在今后的物理学奇妙旅途中，我们将逐步揭开更多有趣现象的“面纱”，探寻这些现象背后 的科学原理。 同学们听说过“皇冠的秘密”和“曹冲称象”吗？ 这是古人巧妙地运用浮力的原理解决实际问题的两个小故事，而浮力相关的问题大多属于物理学的研究范畴。在小学的科学课程中，我们已经初步接触了这些物理问题。现在开始，我们将进一步深入学习自然科学的重要组成部分——物理学。 天体的运动 汽车正在行驶 液体分子的运动 我们生活的宇宙（图3）是由运动着的物质和能量组成的。物质的形态、大小和结构等因素都会影响物质的运动方式，并取决于物质组元之间的相互作用类型。 图3  宇宙星云和星系 物理学揭开了物质的微观结构，使人们长期以来对“物质有微小的结构”的猜想得到证实。物理学证实常见的物质都是由原子或者分子组成的，而进一步的研究发现原子又是由更小的微粒组成的。 用电子显微镜观 察到的病毒 食盐分子 原子的内部结构 物质的微观结构 由于物质世界具有结构和运动形态之美， 描述其基本结构及其相互作 用规律的物理学自然应该是大道至简，具有独特的美感。这些基本的物理学 规律可以通过日常生活中常见的力、热、声、光、电等物理现象反映出来， 物理学的终极目标是将各种物理现象的内在规律纳入一个统一的思想框架中，并用准确且普适的科学语言（数学和逻辑）加以表达，追求这一宏大的目标也是现代物理学的最重大的前沿问题。 物理中的声现象 ①蜜蜂是如何发声的？ ②倒车雷达 ③嘈杂的鸣笛声 物理中的光现象 ①汽车上的后视镜 ②雨后的彩虹 ③便携式投影仪 物理中的热现象 ①灯泡用久了灯丝变细 ②冰川融化 ③同样的天气海水里比沙滩凉快 物理中的力现象 ①滑雪板受到雪地的摩擦力 ②水往低处流 ③司机和前排乘客系安全带 ①交通路口的红、黄、绿灯 各自单独工作，互不影响。 ②电器工作时都伴有热现象产生。 ③我们常见的用来测量家庭中消耗了多少度电。 物理中的电现象 (a)夕阳余晖　　　(b)闪电 　(c)群山倒影　 　(d)火山喷发 　(e)弯弓搭箭　 (f)演奏二胡 (1)属于力现象的有_______。 (2)属于声现象的有_______。 (3)属于光现象的有____________。(4)属于热现象的有_____。 (5)属于电现象的有_____。 (e)(f) (d)(f) (a)(b)(c)(d) (d) (b) 物理学是通过实验观测和理论分析相结合的方法，深入研究物质结构及其相互作用等基本的科学。 物理学 实验物理学家通过精心设计的实验和细致入微的观测，定量地展现物质世界出人意料的奇妙特性和丰富多彩的运动规律；理论物理学家则要通过新的猜想建立和发展理论、通过数学推演和逻辑分析预言新的物理效应、解释已有实验结果。而这些新的科学猜想和理论预言又需要进一步的实验来验证。 在这样理论 - 实验密切结合的过程中，物理学家总是要抓住主要矛盾、化繁为简、分解问题 , 通过建立一系列理想模型逼近真实的研究对象，揭示物质世界本质，从而使一些实际问题获得比较令人满意的解决。 实验观测和理论分析 PART TWO 物理学对人类社会的影响 物理学起源于古代哲学家对自然现象的思考和探索。古希腊亚里士多德首先提出了最初的物理学概念。我国战国时代的典籍《墨经》中就有不少关于物理学效应的论述（如针孔成像）。 英文 physics 来源于希腊文，原义是自然。 自然哲学 物理学 亚里士多德 (前384—前322)  伽利略 (1564年—1642年)  牛顿 (1643年—1727年)  爱因斯坦 (1879年—1955年)  萌芽 经典物理学 现代物理学 20 自17 世纪培根（ F.Bacon ， 1561— 1626 ）（图 4）和伽利略（ G.Galilei，1564—1642）（图 5） 提出科学实验的方法以后，物理学才作为一门独立学科开始了飞跃式的发展，契合了此后的工业革命。 19 世纪以来， 物理学已经发展成为包含力学、热学、电磁学、光学、原子物理学和天体物理学等多个分支的完整知识体系。 因此，物理学的研究对象涵盖了细微至基本粒子，浩瀚如宇宙的所有物质存在形式。经过三个多世纪，物理学对人类社会的发展产生了巨大而深远的影响，人类社会每一个重大的科技进步都与物理学有关。 图 4  培根 图 5  伽利略 作为当代科学重要组成部分和重要支柱，物理学对数学和自然科学的其他领域发展有着重要的推动作用。物理学家使用数学语言来描述和预测物理现象，这也促使数学自身的不断发展。 一个典型的例子就是牛顿在研究物体运动规律的过程中创立了重要的数学工具——微积分。物理学对原子和分子结构（图6） 的探索帮助化学家理解化学现象的机制、揭示化学键的本质。 物理学中关于热学的知识则为我们理解生物体内的代谢过程提供了重要线索， X 光衍射技术导致了DNA 双螺旋结构（图7）的发现、导致了当代的分子生物学革命。此外，物理学家在探寻科学规律的过程中所表现出来的大胆质疑、 严谨求证、勇于创新的科学精神和思想方法都为人类社会贡献了巨大的精神财富。 图 6  原子结构 图 7   DNA 分子的 X 射线衍射图样 艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。 他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。 他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。 牛顿与爱因斯坦 阿尔伯特·爱因斯坦（1879年3月14日—1955年4月18日），出生于德国巴登－符腾堡州乌尔姆市，现代物理学家。 1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设、成功解释了光电效应（因此获得1921年诺贝尔物理奖） ； 爱因斯坦出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭（父母均为犹太人）。1900年毕业于瑞士苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍 。 同年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论，1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职，1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。 1955年4月18日，爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿逝世，享年76岁。 1999年12月，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人（Person of the Century）”。 物理学在工程和技术领域有着重要的应用。从古代最原始的杠杆到现代社会中包括机器人在内的各种机械设备和工程建设等都离不开力学的原理 （图 8 ），而热学、电磁学的研究则为这些设备解决了能量来源的问题，极大地提高了工业生产和工程建设的效率。物理学从微观层面对物质特性的研究为新材料（图 9）的开发提供了理论指导， 使得人类可以制造出更轻、更坚固、 更耐用的优质材料，推动了产品质量和工程技术的提升。物理学导致原子能技术不仅在工业、农业、军事等国家需求方面有着不可或缺的地位，而且其和平利用推动了当代的能源革命。 图 8   北盘江大桥 图 9   碳纳米管 物理学在工程和技术领域的应用 物理学的许多研究成果改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量。 电脑、智能化手机乃至许多智能化家用电器设备的核心部件是半导体芯片 （图 10），芯片的诞生主要归功于原子物理学和电磁学的研究成果。而海量信息的高速传输通道——光纤（图 11 ）则离不开电磁学和光学的基本原理。计算机断层扫描（CT）、核磁共振、放射性疗法、质子重离子疗法等为人们的 健康生活提供了重要的技术保障，这些现代化的医疗设备和技术手段的发明都离不开物理学。 图 10   半导体芯片 图 11  光纤 物理学改变了人们的生活方式 PART THREE 如何学好初中阶段的物理 初中阶段的物理课程偏重于对物理现象、物理概念和物理规律的直观把握、定性描述和简单分析，为后继物理课程的学习奠定基础。要学好初中的物理，除了认真完成老师所规定的学习任务以外，有以下三点建议。 物理学是一门实践性很强的学科，学好物理，不能只是机械地记忆教材上的知识。我们的日常生活中蕴含着丰富的学习素材。建议同学们加强对生活中简单物理现象的观察，结合课堂上学到的物理原理和规律思考、分析这些现象成因，做到学以致用。 01 02 物理学是一门基于实验的学科， 除了做好教材所规定学生实验、 认真观察并分析课堂上的演示实验以外，希望同学们积极主动地开展各种课外实验活动，培养自己的动手能力和探究意识，这也有助于我们更好地理解课堂上学到的物理概念和规律。 真实世界里的实际问题往往不是依靠单一学科的知识就能解决的。 建议同学们主动寻求跨学科实践学习的机会，将物理学与其他学科的知识和方法综合运用，提高解决实际问题的能力。要善于运用数学手段分析和解决物理问题。 03 物理学对大自然的探索永远不会停止，热诚地期待同学们通过认真学习物理保持对科学的好奇心和探索自然的求知热情。欢迎同学们加入探索物理 学、追求真理的奇妙之旅！ PART FOUR 课外阅读—物理学是改变世界的科学 物理学是改变世界的科学； （1）第一次工业革命的到来，是以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。人类从手工业时代进入到蒸汽机时代。 （2）第二次工业革命——电力技术和电子技术，人类进入电气化时代。 （3）第三次工业革命是电子计算机的发明把人类带入了信息化的时代。 1. 物理学是通过 和 相结合的方法，深入研究 及其 等基本的科学。 实验观测 理论分析 物质结构 相互作用 课堂练习 2. 自17 世纪培根和伽利略提出 的方法以后，物理学才作为一门独立学科开始了飞跃式的发展，契合了此后的工业革命。 科学实验 3. 物理学规律可以通过日常生活中常见的力、热 等物理现象反映出来。 声、光、电 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$