1.1 神奇的物理学（教学课件）物理沪粤版2024八年级上册

沪粤版 八年级上册 第一章 走进物理世界 1.1 神奇的物理学 学习目标 1．物理观念：感知物理现象普遍性，明晰物理学研究范畴，理解物理与生活关联；了解物理对人类文明进步的推动，建立“物理改变生活、促社会发展”观念； 2．科学思维：借观察自然现象、模拟实验，培养分析推理能力，探寻物理规律；学习物理学家研究方法，提升科学思维品质； 3．科学探究：经历观察、模拟实验活动，掌握科学探究基本方法，培养动手与观察能力；激发探究兴趣，形成主动探索物理规律的意识，体会探究乐趣； 4．科学态度与责任：感受科学家科学精神，养成严谨、求真、探索态度；了解老一辈物理学家贡献，增强社会责任感，树立用物理促发展、为民族复兴出力的意识。 重点难点 教学重点： 1.清晰界定物理学的研究范畴（声、光、热、力、电等物理现象规律和物质结构），结合 “幻日”“光的偏折”“电闪雷鸣” 等实例，让学生切实感受物理学就在身边； 2.深入剖析物理学对人类文明进步的推动作用； 3.详细讲解伽利略、牛顿、爱因斯坦等物理学家的科学贡献与研究方法，突出观察、实验、理性思考等在物理学习和研究中的关键地位，引导学生理解并初步运用这些方法。 4.准确阐释物理课程核心素养（物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任 ）的内涵，让学生明确学习物理的核心方向。 1.帮助学生从具体物理现象（如“幻日”成因、光的偏折原理）的感知，上升到对物理学研究本质（探究物理现象规律和物质结构 ）的抽象理解，跨越感性到理性的认知台阶； 2.引导学生理解物理学重大突破对人类生活方式和社会文明进程的深远影响； 3.让学生真正掌握并能在学习中运用科学探究方法（观察、实验、理性思考等 ），将物理学家的研究方法内化为自身学习物理的能力，克服理论方法到实践应用的转化困难； 4.使学生深刻理解物理课程核心素养的深层意义，尤其是 “科学态度与责任” 中承担社会责任和为民族复兴奋斗的使命，将知识学习与价值塑造、责任担当相融合，实现核心素养目标的深度落地。 教学难点： 2025 年，脑机接口技术突破显著，柔性神经芯片薄如发丝，瘫痪患者能通过意念控制机械外骨骼行走，刷新了人类对脑机交互的认知。​ 量子计算领域，新一代量子计算机运算速度比传统超级计算机快1亿倍，有望攻克蛋白质折叠、加密破解等难题，推动药物研发、金融分析等行业变革。​ 可控核聚变也传来捷报，新一代托卡马克装置实现 1.2 亿摄氏度等离子体稳定运行 1000 秒，未来成熟后将带来清洁能源革命。​ 这些科技奇迹背后藏着怎样的科学原理？今天，就让我们带着好奇，开启新知识的探索之旅！ 情景引入 01 02 03 CONTENTS 物理学的召唤 物理学就在身边 物理学推动了人类文明和社会的进步 探究新知 PART ONE 物理学就在身边 观察思考 1、日出奇观——光的折射现象 “幻日”是一种较为罕见的自然现象，人们会在天空中看到三个太阳——中间是一个大的太阳，旁边分列着两个比较小的太阳，蔚为壮观。 这样的“幻日”奇景是在一定自然条件下，由太阳光偏折形成的杰作。 光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光线则进入到另一种介质中。由于光在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。在折射现象中，光路是可逆的。 让一束光斜射到空气和水的分界面上，你将看到有一部分光返回空气中，另一部分光进入水中， 发生了偏折。 活动1 观察光的偏折 观察思考 电闪雷鸣是常见的自然现象。早期人类对电闪雷鸣有一种恐惧和敬畏的心理。你知道电闪雷鸣是怎样产生的吗？ 将如图所示的仪器（感应圈）通电后，两根针的尖端之间就会出现电火花，同时发出“噼噼啪啪”的声响，犹如电闪雷鸣一般。 活动2 模拟电闪雷鸣 做一做 议一议 可以到当地青少年活动中心的科技馆体验放电现象。 把你参观的感受与大家交流一下！ 物理学研究什么? 物理学就是研究声、光、热、力、电等物理现象的规律和物质结构的一门科学。研究、学习物理学是一项激动人心的探究活动。 PART TWO 物理学推动了人类文明和社会的进步 中国古代贡献 世界文明发展中，中国影响深远，古代四大发明推动人类科技文化发展，还研究磁石磁极制成司南，用火药推力制简易 “火箭”——火龙。 阅读感悟 司南 火药推力制简易 “火箭”——火龙 从蒸汽到电气时代 17 - 18世纪，生产需求和力学、热学发展，促进蒸汽机研制改进，人类进入 “蒸汽时代”。 19世纪，电磁学研究成就催生电气设备，人类步入 “电气时代”，电与生活密不可分。 阅读感悟 蒸汽机车模型图 城市夜景 现代发展 20世纪以来，物理学让人类对自然认识更深更广，电子计算机、互联网、原子能利用、空间技术发展等，使社会生产和生活巨变，步入智能化、信息化新时代。 阅读感悟 互联网改变了人们的生活 空间技术发展 物理学与太空探索 为开发太空，多国探索，我国成果辉煌。2003年 “神舟五号” 升空，2008年 “神舟七号” 实现太空漫步，近年建空间站，“嫦娥五号” 采月壤返回，“天问一号” 火星着陆等。 阅读感悟 空间站 “天问一号” 火星着陆 PART THREE 物理学的召唤 观察思考 阅读感悟 时代召唤青少年爱科学、探自然。学好物理可向三位巨人学习： 伽利略：意大利物理学家，爱观察和实验，从吊灯摆动发现摆的等时性原理，经典物理学研究方法由他开创。 学好物理的榜样——伽利略 伽利略在观察吊灯摆动 观察思考 阅读感悟 牛顿：英国物理学家，继承前人研究，建立科学物理概念，用归纳和数学分析总结物体运动定律、万有引力定律，构建经典力学体系。物理概念是物理学 “语言”，物理大厦框架由概念、规律和科学方法构成。 学好物理的榜样——牛顿 牛顿 观察思考 阅读感悟 爱因斯坦：德国物理学家，具丰富想象力和独立思考精神，建立相对论，让人们对时空有全新认识，是理性思维代表。 学习物理，既需观察实验，也需理性思考，要敢于突破思维习惯，在未知世界驰骋。 学好物理的榜样——爱因斯坦 爱因斯坦 观察思考 阅读感悟 “物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任” 构成物理课程核心素养。要围绕核心素养学物理，注重观察实验、发现疑问、经历探究、用科学思维思考，形成正确科学态度，担当社会责任，为民族复兴奋斗。 核心素养与使命 观察思考 阅读感悟 我国老一辈物理学家，如钱学森、邓稼先等，怀着报效祖国热忱，研制 “两弹一星”、培养人才，为国家建设和物理发展作杰出贡献，他们的爱国与科学精神，鼓舞代代物理人奋进。 中国物理学家的典范 钱学森 邓稼先 任新民 郭永怀 观察思考 阅读感悟 21世纪是中华民族崛起、为人类进步作贡献的时代，中国青少年要接过接力棒，在物理探索中写光辉篇章，希望同学们勇敢接受挑战，爱科学、喜物理，让青春绽放光彩！ 新时代的召唤与展望 课堂小结 布置作业 1．他是我国第一代核潜艇总设计师，被称为“中国核潜艇之父”。他潜心技术攻关，为国家利益隐姓埋名三十年，为核潜艇研制和跨越式发展作出巨大贡献，被评为2013年感动中国人物，获2019年度“共和国勋章”和“国家最高科学技术奖”。他是著名的科学家（　　） A．赵忠尧 B．钱学森 C．邓稼先 D．黄旭华 【答案】D 2．下列各种现象中，属于自然界中的物理现象的是__________，属于生活中的物理现象的是_________。（填序号） 【答案】(1)(2)(3)(4) (5)(6) 3．同学们已经开始走进神奇的物理世界，在学习物理的过程中，你会体会到人类在对自然奥秘的探索之路上，众多科学巨人给我们留下了无尽的财宝是（　 　） A．知识、方法和科学的精神 B．仪器、设备和实验结果 C．定律、公式和物理概念 D．发明、创造和科学著作 【答案】A 4．从伽利略、牛顿、爱因斯坦的科学研究中，你认为学好物理需要具备哪些品质？并简要说明。 【答案】：①善于观察和实验，如伽利略观察吊灯摆动发现规律；②理性思考、大胆想象，如爱因斯坦靠想象力和独立思维建立相对论；③继承与创新，如牛顿继承前人研究成果，总结定律构建经典力学体系 。（围绕科学家品质，结合文中事例阐述，合理即可 ） 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.29.100 [i:GRrwPD94LNyZ] $$闪电拥有的威力让动物们避之不及，人们时常会看到树木或者动物被闪电烧焦的新闻，你是否也会好奇，若是能够直接将这样的雷电抓下来用，怕不是人类连发电厂都不用建了，这雷电的威力究竟有多大？一道闪电能产生多少度电呢？人类能否利用闪电呢？你是否听说过人工引雷？算起来，从富兰克林生活的时代开始，人们就已经开始试图将天上的雷电从空中拿下。人工引雷这种事也逐渐引起了当代科学家们的关注。如今人工引雷实验的画面又有多震撼呢？从画面中我们不难看出，这种雷电不单单是在空中，它被支持的引向了地面。当时雷电就像激光射线般伴着隆隆的雷声。我们国家的气象科学研究院的工作人员在广州从化引雷试验场这块土地上发射了引雷火箭。其实美国佛罗里达大学的科学家们也曾用引流火箭的方式制造出了闪电奇观，那种画面犹如一把巨大的闪电镰刀，直勾勾的劈开了阴沉的天空，场面显得十分壮观。有相关数据指出，这些雷电有着不可小视的能量，比方说它一次放电可达1亿到10亿焦耳左右，如果说我们任由它毁坏森林造成生灵伤亡的现象，或是让雷电的能量白白溜掉，这些都显得不尽人意。后来，这种事使得人工引雷技术应运而生。你不妨猜猜，迄今为止人类探测到的跨度最长的闪电是多少呢？答案十分惊人，因为它的横向跨度约为709公里，这相当于直接从武汉闪到了上海。还有研究结果显示，一道典型的闪电，它能输送的能量约为10亿焦耳。这种数值看似惊人，但事实是一度电就有360万焦耳，换算一下我们就能得出人那从一道闪电中大约可以达到280度电，或者说被这样的闪电电击一下，仅仅能充满或者报废一台特斯拉电动汽车。这么看来，只能说闪电功能这种事是现实，远不如理想丰满。虽说闪电能量不如我们想象中的厉害，但它带给人类的绝不是臭氧或是道友渡劫的传说，它为人类送来的还有气象学等领域的未知现象和谜题。你应该知道，浩瀚宇宙中，我们的地球应该是人们公认的最温柔的心情，因为它是众多生命问世的摇篮，的确，它也的确有着令人诧异的杀伤力，比方说沙尘暴、大海啸、地震灾害等你，应该想到了，这其中还包括堪称牛脾气的火山，这种火山，他们想发火就发火，想睡就睡，新大鹏这座火山也不例外。你可能还不知道，新大鹏火山在400年里一直处于沉睡状态，不过近十几年来，他醒来后的小打小闹已经让一些人失去了生命。据说他在喷发的时候释放出的浓烟犹如一座巍峨的高山，甚至升到了4000米的高空，在汹涌的火山灰里，竟然还伴有紫红色的闪电。有研究人员猜测，金星上的闪电也是火山爆发引起的。金星和地球常被我们称为双胞胎行星，这是因为两者有着相似的大小、质量和内部结构。后来还有研究发现，他们在雷电生成上也是如出一辙。没错，可以说金星上的雷电风暴和地球极为相似。我们可以从日本破晓号太空船拍摄到的金星紫外线假色影像中看到金星云层的模样。金星的浓厚云层里存在闪电。事实上，恒星空岛里到处都有闪电。人们曾在木星、土星和天王星的云层里捕捉到闪电的踪迹。早在几十年前，行星科学家就确信木星上真的有闪电。现在有研究数据表明，木星上的闪电强度大约是地球上的1万倍。这般强大的闪电都没能点燃木星的大气层，所以说有些人幻想点燃木星上的氢气根本就是不可能的事情。从另一方面来看，科学家们又发现闪电除了能发出耀眼的可见光，它还会激发肉眼看不到的伽马射线。以前物理学家们认为，自然环境下通常来说具有剧烈的天体事件才有资本产生伽马射线。奇怪的是，之后越来越多的观测结果指明，在闪电发生地的附近也有一定概率能探测到伽马射线，或者说似乎任何类型的雷暴都能召唤出伽马射线，包括那些微弱不起眼的雷暴现象。这种类型的爆发被人们称之为陆地伽马射线闪光。这陆地伽马射线闪光也很玄乎，他转瞬即逝，皆不可预测，持续时间基本上少于1‰秒。虽然人类对他们的理解显得相当匮乏，但仍可以确定这种程度的伽马射线闪光与人类从太空中观察到向上的伽马射线闪光从本质上可判定为是相同的现象。不过大家可以放心，对于正在发生雷暴现象的区域来说，这种伽马射线闪光对人而言是安全的。你应该也很好奇伽马射线暴是什么，伽马射线豹又称伽马报，一般来说来自天空中某一方向的伽马射线，它的强度会在短时间内突然增强，随后迅速的减弱，这就是宇宙中发生的为剧烈的爆炸，理论上来说，伽马射线暴是巨大恒星在燃料耗尽之际坍缩爆炸，或是两个临近的黑洞或中子星的合并所致。看到这里小伙伴们是不是也在想，原来闪电竟然如此的神奇呢？以上就是本期视频的全部内容了，当然你们的每一次点赞转发都会加快我的更新进度，我们下期再见。 嗨我是骆燕，欢迎收看使者系列科普节目，喜欢的朋友记得订阅关注。在科学界有三位至今无人可以比肩的科学巨人，分别是伽利略、牛顿和爱因斯坦。虽然杰出的科学家层出不穷，人类的文明也在不断进步。可是对于如今的科学家们来说，想要超越或者比肩这三位巨人并不是一件简单的事情。那么究竟需要在哪个领域取得成就，才可以成功跻身于科学巨人之劣呢？先让我们看一下他们的成就。第一位，伽利略，背后是尊称为近代实验科学的奠基人、近代力学科学之父。也是因为伽利略，近代自然科学才正式在人类历史上拉开了序幕。我们都知道数学、物理和天文学是三门不同的学科，可是伽利略却可以融会贯通地将这三门学科完全融入到自己的科学实验之中，并且推翻了亚里士多德对于传统物理学的统治，先后提出了自由落体定律、相对心力和惯性定律，也为牛顿提供了很多的理论帮助。第二位，近代物理学之父牛顿，1687年，伴随着牛顿自然定律论文的发表，此后三百多年间，人类物理世界都按照它的指引在进行运转。可以说，牛顿奠定了现代工程学的基础，因为他提出了万有引力和三大运动定律，彻底推翻了哥白尼的日心说，掀起了天文学界的科学革命。而且现代微积分学也是由牛顿所创立的，并且在力学、经济学、数学等多门学科上，牛顿都做出了非常杰出的贡献。第三位，爱因斯坦，人类历史上最杰出的天才科学家，他的成就自不必说。时至今日，相对论仍然引领着人们探索宇宙的方向，为全人类建立起了一个宏大的宇宙观和科学观。通过以上这三位的主要成就，我们可以看到几乎都离不开天文领域，特别是对于宇宙的探索方面，都有着自己最独到的见解。因此对于未来的物理学家们来说，如果想要比肩伽利略、牛顿和爱因斯坦，首要的出发点就是宇宙，比方说暗物质、光速、时间和空间的关系、平行宇宙等等，这些概念都是时下最热门的，也同样是人类至今没有办法解释的。再比方说爱因斯坦的虫洞理论，虽然尚未被证实，但是爱因斯坦曾经说过，虫洞就是宇宙中时空和时空之间的一条捷径，可以带人类去往任何一个想去的地方。试想一下，如果未来有一位物理学家成功找到了虫洞，那么整个人类文明都将进入到新的阶段，那个时候人类或许可以直接从一级的0.7上升到三级文明，成功在宇宙和时空中来去自如，这位物理学家也一定会成为下一位科学巨人。此外，爱因斯坦还遗留下来了很多尚未完成的理论，比方说统一场论。如果说爱因斯坦的前半生都奉献给了相对论，那么统一场论便是爱因斯坦后半生的全部心血。所以，未来物理学家们倒是可以在爱因斯坦现有的统一场论基础上进行深入的研究和拓展，相信大统一理论成功验证之日就是成功之时。好了，本期节目就到这里，喜欢我们节目的伙伴记得订阅关注哦。