序言 踏上物理学奇妙旅途（教学课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（沪科版·五四学制·2024）

序 言 踏上物理学奇妙旅途 八年级上册 •沪教版 上海科学技术出版社 导入新课 序 言 踏上物理学奇妙旅途 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。 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。 图1 海洋馆中的北极熊 图2 给塑料杯中的水加热 序 言 踏上物理学奇妙旅途 什么是物理学 01 物理学对人类社会的影响 02 如何学好初中阶段的物理 03 课堂总结 04 提升练习 05 什么是物理学 01 序 言 踏上物理学奇妙旅途 知识一 什么是物理学 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一物理学。 知识一 什么是物理学 1. 物理学 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。 我们生活的宇宙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。 宇宙星云和星系 知识一 什么是物理学 2. 物理学的研究方法 （1）实验物理学家通过精心设计的实验和细致人微的观测，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。 （2）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。 知识一 什么是物理学 3. 物理学的研究现象 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。 知识一 什么是物理学 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。 （1）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） 知识一 什么是物理学 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？ 知识一 什么是物理学 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 知识一 什么是物理学 （2）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 知识一 什么是物理学 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 知识一 什么是物理学 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？ （3）声的现象 知识一 什么是物理学 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。 知识一 什么是物理学 我们生活中光的世界里，你知道光的现象有哪些？ （4）光的现象 光的直线传播现象 光的反射现象 知识一 什么是物理学 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。 知识一 什么是物理学 视频演示——《透过放大镜看物体总是放大的吗？》 知识一 什么是物理学 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？ （5）电的现象 你知道雷电是怎样产生的？ 我们用的是哪里来的？ 知识一 什么是物理学 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。 知识一 什么是物理学 总结 物理是研究力、热、声、光、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。 物理学对人类社会的影响 02 序 言 踏上物理学奇妙旅途 1. 物理学的发展历程 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）。 自17世纪培根 （F.Bacon, 1561-1626）和伽利略（G.Galilei, 1564-1642）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。 知识二 物理学对人类社会的影响 培根 伽利略 知识二 物理学对人类社会的影响 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，物理学的研究对象涌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。 原子物理学 天体物理学 知识二 物理学对人类社会的影响 2. 物理学对数学和自然科学的影响 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。 知识二 物理学对人类社会的影响 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。 DNA 分子的X射线衍射图样 知识二 物理学对人类社会的影响 3. 物理学在工程和技术领域有着重要的应用 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，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。 北盘江大桥 碳纳米管 知识二 物理学对人类社会的影响 4. 物理学在生活中的应用 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，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。 半导体芯片 光纤 知识二 物理学对人类社会的影响 视频观赏——《物理学发展史》 如何学好初中阶段的物理 03 序 言 踏上物理学奇妙旅途 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。 知识三 如何学好初中阶段的物理 1. 观察物理现象、分析成因 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。 知识三 如何学好初中阶段的物理 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? 2. 开展课外实验活动，培养动手能力和探究意识 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。 知识三 如何学好初中阶段的物理 3. 寻求跨学科实践学习的机会 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。 知识三 如何学好初中阶段的物理 牛顿与微积分 课 堂 总 结 04 序 言 踏上物理学奇妙旅途 课堂总结（1） 踏上物理学奇妙旅途 什么是 物理学 对人类社会的影响 ①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。 ②研究内容：研究力、热、声、光、电等物理现象. ①对数学和自然科学的其他领域发展有着重要的推动作用. ②在工程和技术领域有着重要的应用. ③在生活中有着重要的应用. ①观察物理现象、分析成因. ②开展课外实验活动，培养动手能力和探究意识. ③寻求跨学科实践学习的机会. 如何学好 物理学 课堂总结（2） 视频总结——《踏上物理学奇妙旅途》 课堂总结（3） 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。 欢迎同学们加人探索物理学、追求真理的奇妙之旅! 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 提 升 训 练 05 序 言 踏上物理学奇妙旅途 提升训练 物理学就是研究自然界的物质的结构、物体间的相互作用和物体的运动的最一般的规律的自然科学，物理学是研究光、热、力、声、电等物理现象的规律和物质结构的一门科学。 1. 物理学是研究声、光、热、_____、_____等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学，它渗透于我们生活中的每个角落。 电 力 提升训练 2. 关于物理学，以下说法错误的是（　　） A．物理是一门自然科学课程 B．是以实验为基础的学科 C．研究物质的基本结构、相互作用和运动规律 D．物理的知识和研究方法仅应用于物理学领域 物理是一门以实验为基础的自然科学课程，研究物质的基本结构、相互作用和运动规律，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、材料和能源等领域。 D 故选D. 提升训练 3. 下列现象中，属于光现象的是（ ） A. 饮料罐只有一个小孔时，里面的液体不易倒出 B. 将筷子放入水中，筷子似乎被水“折”断了 C. 流淌的江河可以奔腾咆哮、冲垮河堤 D. 一声“喷嚏”可能导致雪崩 A. 饮料罐只有一个小孔时，里面的液体不易倒出，是大气压作用，与光现象无关，故A错误； B. 筷子放入水中，筷子似乎“折”断，是因为光由水中射入空气中时发生折射形成的，是光现象，故B正确； B C. 流淌的江河可以奔腾咆哮、冲垮河堤，是河水具有动能，与光现象无关，故C错误； D. 一声“喷嚏”可能导致雪崩，说明声波具有能量，与光现象无关，故D错误； 故选B． 提升训练 4. 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。 5. 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 6. 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。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 $$