绪论 打开物理世界的大门（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理导学案围绕“打开物理世界的大门”展开，引导学生识别自然与生活中的物理现象，梳理哥白尼、伽利略等物理学家的核心成就，掌握科学探究七大环节，通过现象分类、物理学家成就梳理等情境化活动搭建学习支架，帮助建立物理观念。 以情境化探究活动引导学生实践科学探究流程，结合物理学史案例渗透科学态度与责任，习题设计联系生活（如共享单车、降落伞比赛）和实验分析，助力培养科学思维与探究能力，适合初中起始阶段激发学习兴趣，提升核心素养。

绪论 打开物理世界的大门 （导学案） 【学习目标】 1．能识别自然界与生活中常见的神奇物理现象，感受物理世界的奇妙，激发物理学习兴趣。 2．梳理物理学发展的核心历程，掌握哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦等里程碑物理学家的核心贡献。 3．掌握科学探究的七大基本环节，了解物理知识在材料、能源、航天、信息等领域的广泛应用。 4．体会科学家实事求是、勇于质疑、刻苦钻研、合作交流的科学精神，树立科学探索与求真意识。 【学习重点】 1．物理学发展史上里程碑式物理学家及其核心成就； 2．科学探究的基本环节与研究思路； 3．物理知识对现代科技与社会发展的推动作用。 【学习难点】1．从纷繁的神奇现象中提炼物理学科的研究本质； 2．深入理解科学探究方法与科学精神的内涵。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．自然界的电闪雷鸣、雪山雪崩、星空运行，生活中水中铅笔 “折断”、饮料单孔不易倒出、撑杆跳高、电灯发光等现象，都属于物理现象的研究范畴。 2．古文明中的科学思索：甲骨文 “殸” 说明古人很早就知道声音与碰击有关；中国古代的盖天说、浑天说、宣夜说，体现了古人对宇宙万物的探索；神秘的石头阵功能之一是帮助古人观察天象。 3．物理学发展里程碑人物及成就： （1）哥白尼：提出日心说，否定了托勒密的地心说，有力推动人类文明进程； （2）伽利略：经典力学和实验物理学的先驱，率先用望远镜观测天体，支持日心说，被誉为实验物理学的先驱； （3）牛顿：奠定了具有划时代意义的经典物理学基础，建立了著名的运动定律； （4）爱因斯坦：提出相对论，从根本上冲击了经典物理学体系；普朗克、玻尔是量子力学的主要奠基人。 4．物理学知识与研究方法已广泛应用到材料、能源、环境、信息等领域；航天技术、显微镜、激光技术、芯片技术、超导技术都以物理学为重要基础。 5．科学探究的七大主要环节：提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。 6．科学家传承的科学精神包括：实事求是、尊重客观规律、勇于质疑、敢于坚持真理；孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍；善于合作与交流，敢于提出不同见解，也敢于修正错误。 【课堂探究】 探究一、走进神奇——自然与生活中的物理现象 【情境思考】从茫茫星空到日常琐事，神奇的现象无处不在。这些现象并非 “魔法”，都蕴含着客观的物理规律。 【现象分类】将下列现象对应归类（填序号）： ① 哈雷彗星周期性出现； ② 电闪雷鸣的产生； ③ 斜插入水中的铅笔 “折断”；④ 雪山喷嚏引发雪崩；⑤ 单孔饮料罐饮料不易倒出； ⑥ 撑杆跳高运动员跃过高杆；⑦ 大自然的绚丽色彩；⑧ 闭合电闸后万家灯火 类别 对应现象序号 自然界的物理现象 ①②④⑦ 生活中的物理现象 ③⑤⑥⑧ 【讨论交流】 1．面对这些神奇的现象，古人感到迷茫敬畏，而学习物理后我们可以怎么做？ 学习物理后，我们可以通过科学探究的方法，寻找现象背后的物理规律，用科学知识解释神奇现象，而不是停留在迷茫与敬畏中，还能利用规律改造生活、推动科技发展。 2．再列举 2 个你身边的物理现象，并试着猜想它可能和哪类物理知识有关。 示例：①冬天口中呼出 “白气”—— 与热现象（物态变化）有关；②自行车刹车后停下 —— 与力现象（摩擦力）有关。 【归纳小结】物理学研究自然界中声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构，物理既藏在浩瀚宇宙中，也藏在日常生活的细节里。 【例题1】物理学是研究声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。下列现象中属于光现象的是（　　） A．阳光下的树影 B．地热喷泉 C．钱江涌潮 D．在黑夜中飞行自如的蝙蝠 【答案】A 【详解】A．阳光下的树影，是由于光的直线传播形成的，故A符合题意。 B．地热喷泉属于研究热学内容，故B不符合题意。 C．钱江涌潮属于力学内容，故C不符合题意。 D．在黑夜中飞行自如的蝙蝠属于声学内容，故D不符合题意。 故选A。 探究二、探索之路——物理学的发展历程 【思考】人类对物理世界的探索从远古延续至今，经历了从朦胧思索到系统科学的过程。哪些科学家推动了物理学的关键跨越？ 【梳理物理学进步之阶】结合教材内容，完成下表： 代表人物 历史地位 核心贡献 哥白尼 自然科学先驱 提出 “日心说”，否定了统治人类千年的托勒密 “地心说”，有力推动了人类文明的进程 伽利略 实验物理学先驱 率先用望远镜观测天体运动，以观测结果支持日心说；开创以实验为基础的物理研究方法，奠定实验物理学基础 牛顿 伟大的物理学家 奠定经典物理学基础，总结出运动定律，发现万有引力定律，构建了经典力学体系 爱因斯坦 20 世纪杰出物理学家 提出相对论，从根本上冲击了经典物理学体系，革新了人类对时间与空间的认知 普朗克、玻尔 量子力学主要奠基人 发现微观世界与宏观世界的物理规律存在巨大差异，共同奠定了量子力学的理论基础 【深度讨论】 1．为什么哥白尼的 “日心说” 不只是天文学突破，更推动了整个人类文明的进程？ “日心说” 不仅纠正了人们对宇宙结构的错误认知，更打破了教会依托 “地心说” 建立的权威思想束缚，推动了思想解放与科学精神的觉醒，因此它是整个人类文明认知层面的重大突破。 2．伽利略被称为 “实验物理学先驱”，他的研究方法和古代单纯的观察、思辨有什么本质区别？ 古代的观察与思辨多停留在直观感受和主观推理层面，缺少严格的实验验证；伽利略则将系统的实验设计、定量测量与逻辑推理结合，用实验事实检验猜想，让物理学真正成为一门以实验为基础的科学，这是本质的区别。 【归纳小结】物理学的发展是不断质疑、不断验证、不断突破的过程：从古典宇宙观到经典力学体系，再到相对论与量子力学，人类对自然的认知一步步走向深入。 【例题2】被誉为“经典力学和实验物理学先驱”的科学家是（　　） A．哥白尼 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦 【答案】B 【详解】A．哥白尼是波兰天文学家，提出 “日心说”，推翻了 “地心说”，是天文学革命的先驱，并非经典力学和实验物理学的先驱。故A不符合题意； B．伽利略是意大利物理学家、天文学家，是第一个把实验方法引入力学研究的科学家，开创了以实验为基础、结合数学推理的近代科学研究范式，被公认为 “经典力学和实验物理学先驱”，也被称为 “近代科学之父”。故B符合题意； C．牛顿是英国物理学家，是经典力学的集大成者，建立了完整的经典力学体系（牛顿三大定律、万有引力定律），但并非 “先驱”。故C不符合题意； D．爱因斯坦是现代物理学家，创立相对论，是现代物理学的奠基人，与经典力学的先驱无关。故D不符合题意。 故选B。 探究三、站在巨人的肩膀上——知识、方法与精神 【思考】前辈科学家除了留下物理知识，还为我们留下了哪些更宝贵的财富？ 1．知识园地 —— 硕果累累 【拓展梳理】物理学对现代科技的支撑： 宏观探索：航天技术、空间站、深空探测，帮助人类探索宇宙奥秘； 微观探索：显微镜、粒子研究、原子操纵，帮助人类认识物质的微观结构； 民生科技：激光技术、芯片信息技术、超导磁浮技术，深刻改变生产与生活。 【结论】物理学是众多自然科学与工程技术的基础，持续推动着人类社会的发展。 2．科学探究 —— 其乐无穷 【梳理科学探究完整流程】 提出问题 → 猜想与假设→ 设计实验与制订计划 → 进行实验与收集证据 →分析与论证 → 评估 → 交流与合作 【讨论交流】 1．科学探究的七个环节是固定不变的顺序吗？请举例说明。 不是固定不变的。例如评估环节发现实验存在缺陷后，可以返回重新设计实验、再次收集证据；实际探究中可以根据问题特点调整环节顺序，也可以循环往复推进探究。 2．为什么说 “提出问题” 是科学探究的起点？ 科学探究是为了解决未知的问题，只有先发现并提出有价值的问题，后续的猜想、实验、论证才有明确的方向，因此提出问题是整个探究活动的起点。 3．科学精神 —— 永远高扬 【结合事例，解读科学精神】 1．哥白尼面对教会强权坚持日心说，体现了实事求是、不迷信权威、敢于坚持真理的科学精神； 2．居里夫妇在简陋棚屋中辛苦多年提炼出镭，体现了刻苦认真、锲而不舍、执着追求真理的科学精神； 3．爱因斯坦与玻尔长达二十余年的量子力学论战，体现了敢于发表见解、善于合作与交流的科学精神。 【分享思考】作为初学物理的中学生，我们可以从哪些方面学习和传承科学家的科学精神？ 作为中学生，我们可以从日常学习做起：遇到问题敢于质疑、不盲从权威，养成实事求是的学习态度；对待知识和实验刻苦认真，遇到困难不轻易放弃；在小组学习中主动交流、善于合作，尊重不同观点，也勇于修正自己的错误。 【例题3】我国科学家黄旭华深耕科技事业，充分彰显了中国科学家的崇高精神与家国情怀。下列属于黄旭华及其团队贡献的是（     ） A．发现电子，揭示原子具有内部结构 B．发现磁场对通电导线有力的作用 C．成功研制了中国第一颗原子弹 D．成功研制了中国第一代核潜艇 【答案】D 【详解】A．发现电子、揭示原子具有内部结构的是汤姆逊，故A不符合题意； B．发现磁场对通电导线有力的作用的是安培，故B不符合题意； C．成功研制中国第一颗原子弹的核心科学家包括邓稼先等，故C不符合题意； D．黄旭华是中国第一代核潜艇的总设计师，他带领团队成功研制了中国第一代核潜艇，开拓了中国核潜艇的研制领域，故D符合题意。 故选D。 【归纳整理】绪论 打开物理世界的大门 【课堂练习】 1．不同物体吸收太阳辐射能力不同，小轩同学认为它可能与物体的颜色有关，于是，他测出相同时间内物体升高的温度。就“测出相同时间内物体升高的温度”这一环节而言，属于科学探究中的（     ） A．收集证据 B．猜想假设 C．进行实验 D．分析论证 【答案】C 【详解】A．收集证据是整理实验得到的数据作为论证的依据，故A不符合题意； B．是对问题做出的推测性判断，“认为吸收太阳辐射能力可能与物体颜色有关”是猜想假设，故B不符合题意； C．“测出相同时间内物体升高的温度”是实际动手操作、获取实验数据的过程，属于科学探究的进行实验环节，故C符合题意； D．分析论证是对实验数据处理分析、推导结论，故D不符合题意。 故选C。 2．如果你是一名桥梁专家，在主持设计和建造桥梁时，需要综合考虑诸多因素。下列因素中不需要优先考虑的是（     ） A．桥面和桥下水面的通行能力 B．桥承重能力和耐用性 C．施工难度和技术水平 D．桥身的花纹和护栏的颜色 【答案】D 【详解】A．桥面和桥下水面的通行能力影响后期使用，需要优先考虑，故A不符合题意； B．桥承重能力和耐用性影响后期使用，需要优先考虑，故B不符合题意； C．施工难度和技术水平影响建筑进度等，需要优先考虑，故C不符合题意； D．桥身的花纹和护栏的颜色对桥梁建筑和使用影响不大，不需要优先考虑，故D符合题意。 故选D。 3．王老师在课堂上发现一位同学精神不振、脸色绯红，同时伴有咳嗽，于是她估计该同学可能在发烧，然后王老师给该同学测量体温。从科学探究的角度讲，老师的“测量体温”属于（     ） A．进行实验与收集证据 B．交流与合作 C．评估 D．制订计划与设计实验 【答案】A 【详解】初中物理中科学探究的基本环节包含：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。 本题中，王老师估计同学发烧属于猜想与假设，“测量体温”是通过实际操作获取体温数据，验证猜想是否正确，因此属于进行实验与收集证据。 故选A。 4．我国有许多科学家以身许国，潜心攻关，助力国防强大与科技自立自强。下列科学家与其美誉对应不正确的是（     ） A．茅以升——“中国现代桥梁之父” B．黄旭华——“核潜艇之父” C．于敏——“原子弹之父” D．袁隆平——“杂交水稻之父” 【答案】C 【详解】A．茅以升主持设计了中国第一座自主建造的现代化大型桥梁钱塘江大桥，被誉为“中国现代桥梁之父”，故A正确； B．黄旭华是我国第一代核潜艇总设计师，被誉为“中国核潜艇之父”，故B正确； C．于敏是我国氢弹研制工作的核心开拓者，被称为“中国氢弹之父”，并非“原子弹之父”，故C错误； D．袁隆平成功培育高产杂交水稻，解决了大量人口的温饱问题，被誉为“杂交水稻之父”，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 5．二十世纪杰出的物理学家______提出了“相对论”，从根本上冲击了经典物理学体系，动摇了人们所熟悉的时间和空间等概念。 【答案】爱因斯坦 6．物理学是研究声、________、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。他是中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”，他就是我国老一辈物理学家________。 【答案】 光 钱学森 【详解】[1]物理学的研究范畴涵盖声、光、热、力、电等各类物理现象的规律及物质结构。 [2]钱学森是我国两弹一星功勋奖章获得者，是题干中所描述的中国航天之父、中国导弹之父等美誉的对应人物，因此此处填写钱学森。 7．物理学是研究声、光、热、力、电等各种物理现象的___和物质结构的一门科学；在世界文明发展进程中，随处可以看到中国的影响。英国哲学家培根在称颂我国四大发明中的印刷术、火药和_______时说：“这三种东西，曾改变了整个世界的面貌和事物的状况……” 【答案】 规律 指南针 【详解】[1]物理学是研究声、光、热、力、电等物理现象的规律和物质结构的一门科学。 [2]我国古代四大发明包括造纸术、印刷术、火药、指南针，英国哲学家培根在称颂我国四大发明中的印刷术、火药和指南针时说：“这三种东西，曾改变了整个世界的面貌和事物的状况……”。 8．学校要举行降落伞比赛，为了赢得比赛，同学们进行了探究。几位同学在实验探究前进行了对话，甲、乙两位同学的话分别属于科学探究中的__________、_________环节，该实验用到的实验方法是_________________ 【答案】 提出问题 猜想假设 控制变量法 【详解】[1]左边同学“降落伞下降的时间与哪些因素有关”，这是提出问题。 [2]中间同学“可能与降落伞的面积有关”，这是猜想假设。 [3]在探究降落伞的面积对降落伞下落时间的影响时，需要控制其他因素不变，为控制变量法。 9．小明在影视剧中看到迫击炮在发射时往往是按一定角度向上射出，而不是水平射出，于是猜想炮弹射出的距离可能与发射角度有关。为了验证自己的猜想，小明从实验室借来能控制发射角度的弹射器、刻度尺等实验器材设计了如图甲所示装置。小明不断改变发射角度对同一个小钢球进行发射，并记录落地点与抛出点的水平距离（发射距离），实验数据如表所示。 同一钢球 发射角度θ 15° 30° 45° 60° 75° 发射距离s/m 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8 (1)请根据表中数据在图乙的坐标系中描点作图__________，通过图像可得结论：同一钢球，落地点与抛出点的水平距离随发射角度的增大变化情况是______； (2)小明更换不同质量的钢球继续实验，发现即使发射角度相同，最后的落地点也有差异，请你据此提出一个可探究的科学问题：______； (3)实验结束后，小明联想到投掷实心球的运动项目，为了在项目中取得好成绩，你的建议是______（答案合理即可）。 【答案】(1) 先增大后减小，发射角度为45°时发射距离最远；(2)发射距离和物体的质量有关吗；(3)以接近45°的角度投掷实心球 【详解】（1）[1]将表格中的点在图中描出，可得发射角度从15°增大到45°时，是斜向上的直线；角度从45°继续增大到75°时，是斜向下的直线。据此作图。 [2]发射角度从15°增大到45°时，发射距离逐渐变大；角度从45°继续增大到75°时，发射距离逐渐减小，因此可得结论：同一钢球，落地点与抛出点的水平距离随发射角度的增大先增大后减小，45°发射时距离最远。 （2）实验中控制发射角度不变，只改变钢球质量，得到的发射距离不同，因此可以提出可探究的科学问题：发射距离是否和物体质量有关。 （3）根据实验结论，45°角度抛出时发射距离最远，因此投掷实心球时，建议以接近45°的角度抛出，可以取得更好成绩。 10．午饭后，小红帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布去擦，很快就将桌上的水擦干了。他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里的干抹布是涤纶布做的，他不禁想到了一个问题并进行了如下探究。 提出的问题：布的吸水能力与布的什么因素有关？ 猜想与假设：布的吸水能力可能与布的种类有关。 所需的器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足量的水。 (1)主要步骤：将三个烧杯中倒入质量______（选填“相等”或“不相等”）的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出。请从方便和准确的角度分析，应观察和比较______，将现象记入下表： 布料种类 涤纶布 麻布 棉布 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所吸水量 最少 较多 最多 (2)炎热的夏天，如果人体的皮肤被汗浸渍，那样会让人觉得很不舒服，因此，从吸水多少这个角度考虑，应尽量选用______（选填“涤纶布”“麻布”或“棉布”）类的布料来制作夏装。 【答案】(1)相等 杯中所剩水量；(2)棉布 【详解】（1）[1]要探究布的吸水能力与种类的关系，根据控制变量法可知，应该控制初始水量相同，即三个烧杯中倒入质量相等的水。 [2]杯中剩余水量可直接目视或简单测量，操作简便且准确，所以应观察和比较杯中所剩水量来判断布料的吸水能力。 （2）夏天的衣服应该具有较强吸水能力，由实验数据可知，选择棉布更适合。 14．阅读下列短文： 两小儿辩日-选自《列子》 孔子东游，见两小儿辩斗。问其故。一儿曰：“我以日始出时去①人近，而日中时远也。” 一儿曰：‘我以日初出时远，而日中时近也。” 一儿曰：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎？” 一儿曰：“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？” 孔子不能决也。两小儿笑曰：“孰为汝多知乎②！” 注释：①去：距离②孰为汝多知乎：谁说你多智慧呢！ 这个故事涉及到一些物理知识，请同学们认真阅读体会，完成下面的两个填空。 (1)两小儿在争辩中，第一个小儿“日初出大如车盖”的论据用到了物理学中______________（选填“热学”、“光学”）部分的知识； (2)他们探索自然现象时采用的主要方法是________（选填“观察”、“推理”、“对比”）。 【答案】(1)光学；(2)对比 【详解】（1）第一个小儿“日初出大如车盖”的论据，是根据太阳的视觉大小判断远近，涉及视觉成像、视角变化等知识，用到了物理学中光学部分的知识。 （2）两小儿分别对比“日出”和“日中”时太阳的大小、温度的差异，以此得出自己的结论，采用的是对比的方法。 15．阅读下列短文，回答问题． 共享单车 不知道从什么时候开始，共享单车成了城市中一道靓丽的风景线，为我们的绿色出行带来了便利．当我们使用共享单车APP扫描车辆二维码时，手机就会通过网络将这个二维码信息传送到云端，云端收到信息后识别该车辆，并通知该车辆的车锁打开，完成了用户借车动作；单车使用完毕后，锁好车，完成了用户还车动作，整个租借流程结束． 二维码与一维条形码最大的区别在于它不仅能存储数字和字母、还能够存储汉字、图片等信息．二维码技术基于二进制编码，所谓“二进制”就是将字母、汉字、数字、符号、图片及视频等各种信息都用0和1来表示．二进制是逢2进位的进位制，我们常用的数字都是“十进制”的，它们在二进制中的对应关系如下表所示．整个计算机和互联网文明都建立在二进制的基础上，你现在看到的这篇文章在电脑中也是以一串串的0和1方式存在的．我们在制作二维码时，需先将所用到的信息都转换成0和1的序列，再进行一系列的优化算法就可以得到最终的二进制编码．在最后的编码中，一个0对应一个白色小方块，一个1对应一个黑色小方块，把这些小方块按照8个一组填进大方块里，我们就得到一个可被手机和电脑识别的二维码图案了． 十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 二进制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 细心的同学会发现，一部分共享单车的轮胎与我们常见的自行车有一点不一样，它采用的是如图所示的镂空设计，这种结构的轮胎弹性和缓冲效果都非常好，质量也比传统车胎轻很多，其最大的亮点是永远不用充气，即使不小心被钉子等尖锐物品扎到也没关系，拔掉就可以继续骑行了，让骑行变得毫无顾忌，使用寿命可以达到8000多公里． 共享单车给我们带来便利的同时也带来了一些问题，如乱停单车阻碍正常交通等问题．从2017年3月20日起，长安街沿线等10条大街禁止停放共享单车． 请根据上述材料，回答下列问题： （1）对于“十进制”数字“10”用二进制可以表示为：_ A．10     B．2     C．1001      D．1010 （2）镂空轮胎与传统自行车轮胎相比较，其优势是：__（选填“不怕扎”或“弹性好”）． （3）根据你的所见所闻，请针对共享单车存在的诸如乱停等问题，提出一条建设性意见__． 【答案】 D 不怕扎 单车租赁公司应通过云端大数据，做到合理投放和及时疏导 【详解】(1)[1]由表格可知，对于“十进制”数字“10”用二进制可以表示为1010，故D正确； (2)[2]它采用的是如图所示的镂空设计，这种结构的轮胎弹性和缓冲效果都非常好，质量也比传统车胎轻很多，其最大的亮点是永远不用充气，即使不小心被钉子等尖锐物品扎到也没关系，拔掉就可以继续骑行了，让骑行变得毫无顾忌； (3)[3]共享单车在使用过程中，如乱停单车等阻碍正常交通，若单车租赁公司应通过云端大数据，做到合理投放和及时疏导，这样能使单车得到有效的利用． 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 绪论 打开物理世界的大门 （导学案） 【学习目标】 1．能识别自然界与生活中常见的神奇物理现象，感受物理世界的奇妙，激发物理学习兴趣。 2．梳理物理学发展的核心历程，掌握哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦等里程碑物理学家的核心贡献。 3．掌握科学探究的七大基本环节，了解物理知识在材料、能源、航天、信息等领域的广泛应用。 4．体会科学家实事求是、勇于质疑、刻苦钻研、合作交流的科学精神，树立科学探索与求真意识。 【学习重点】 1．物理学发展史上里程碑式物理学家及其核心成就； 2．科学探究的基本环节与研究思路； 3．物理知识对现代科技与社会发展的推动作用。 【学习难点】1．从纷繁的神奇现象中提炼物理学科的研究本质； 2．深入理解科学探究方法与科学精神的内涵。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．自然界的电闪雷鸣、雪山雪崩、星空运行，生活中水中铅笔 “折断”、饮料单孔不易倒出、撑杆跳高、电灯发光等现象，都属于______现象的研究范畴。 2．古文明中的科学思索：甲骨文 “殸” 说明古人很早就知道______与碰击有关；中国古代的盖天说、浑天说、宣夜说，体现了古人对____________的探索；神秘的石头阵功能之一是帮助古人观察______象。 3．物理学发展里程碑人物及成就： （1）哥白尼：提出______，否定了托勒密的______，有力推动人类文明进程； （2）伽利略：经典力学和实验物理学的先驱，率先用______观测天体，支持日心说，被誉为____________的先驱； （3）牛顿：奠定了具有划时代意义的______物理学基础，建立了著名的______定律； （4）爱因斯坦：提出____________，从根本上冲击了经典物理学体系；普朗克、玻尔是______力学的主要奠基人。 4．物理学知识与研究方法已广泛应用到______、能源、环境、______等领域；航天技术、显微镜、激光技术、芯片技术、超导技术都以物理学为重要基础。 5．科学探究的七大主要环节：提出问题、__________________、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、__________________、评估、__________________。 6．科学家传承的科学精神包括：实事求是、尊重客观规律、____________、敢于坚持真理；孜孜不倦、刻苦认真、____________；善于合作与交流，敢于提出不同见解，也敢于修正错误。 【课堂探究】 探究一、走进神奇——自然与生活中的物理现象 【情境思考】从茫茫星空到日常琐事，神奇的现象无处不在。这些现象并非 “魔法”，都蕴含着客观的物理规律。 【现象分类】将下列现象对应归类（填序号）： ① 哈雷彗星周期性出现； ② 电闪雷鸣的产生； ③ 斜插入水中的铅笔 “折断”；④ 雪山喷嚏引发雪崩；⑤ 单孔饮料罐饮料不易倒出； ⑥ 撑杆跳高运动员跃过高杆；⑦ 大自然的绚丽色彩；⑧ 闭合电闸后万家灯火 类别 对应现象序号 自然界的物理现象 生活中的物理现象 【讨论交流】 1．面对这些神奇的现象，古人感到迷茫敬畏，而学习物理后我们可以怎么做？ 2．再列举 2 个你身边的物理现象，并试着猜想它可能和哪类物理知识有关。 【归纳小结】物理学研究自然界中声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构，物理既藏在浩瀚宇宙中，也藏在日常生活的细节里。 【例题1】物理学是研究声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。下列现象中属于光现象的是（　　） A．阳光下的树影 B．地热喷泉 C．钱江涌潮 D．在黑夜中飞行自如的蝙蝠 探究二、探索之路——物理学的发展历程 【思考】人类对物理世界的探索从远古延续至今，经历了从朦胧思索到系统科学的过程。哪些科学家推动了物理学的关键跨越？ 【梳理物理学进步之阶】结合教材内容，完成下表： 代表人物 历史地位 核心贡献 哥白尼 自然科学先驱 伽利略 实验物理学先驱 牛顿 伟大的物理学家 爱因斯坦 20 世纪杰出物理学家 普朗克、玻尔 量子力学主要奠基人 【深度讨论】 1．为什么哥白尼的 “日心说” 不只是天文学突破，更推动了整个人类文明的进程？ 2．伽利略被称为 “实验物理学先驱”，他的研究方法和古代单纯的观察、思辨有什么本质区别？ 【归纳小结】物理学的发展是不断质疑、不断验证、不断突破的过程：从古典宇宙观到经典力学体系，再到相对论与量子力学，人类对自然的认知一步步走向深入。 【例题2】被誉为“经典力学和实验物理学先驱”的科学家是（　　） A．哥白尼 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦 探究三、站在巨人的肩膀上——知识、方法与精神 【思考】前辈科学家除了留下物理知识，还为我们留下了哪些更宝贵的财富？ 1．知识园地 —— 硕果累累 【拓展梳理】物理学对现代科技的支撑： 宏观探索：航天技术、空间站、深空探测，帮助人类探索宇宙奥秘； 微观探索：显微镜、粒子研究、原子操纵，帮助人类认识物质的微观结构； 民生科技：激光技术、芯片信息技术、超导磁浮技术，深刻改变生产与生活。 【结论】物理学是众多自然科学与工程技术的基础，持续推动着人类社会的发展。 2．科学探究 —— 其乐无穷 【梳理科学探究完整流程】 提出问题 → ____________→ 设计实验与制订计划 → 进行实验与收集证据 →____________ → 评估 → 交流与合作 【讨论交流】 1．科学探究的七个环节是固定不变的顺序吗？请举例说明。 2．为什么说 “提出问题” 是科学探究的起点？ 3．科学精神 —— 永远高扬 【结合事例，解读科学精神】 1．哥白尼面对教会强权坚持日心说，体现了实事求是、不迷信权威、____________的科学精神； 2．居里夫妇在简陋棚屋中辛苦多年提炼出镭，体现了刻苦认真、____________、执着追求真理的科学精神； 3．爱因斯坦与玻尔长达二十余年的量子力学论战，体现了敢于发表见解、善于____________的科学精神。 【分享思考】作为初学物理的中学生，我们可以从哪些方面学习和传承科学家的科学精神？ 【例题3】我国科学家黄旭华深耕科技事业，充分彰显了中国科学家的崇高精神与家国情怀。下列属于黄旭华及其团队贡献的是（     ） A．发现电子，揭示原子具有内部结构 B．发现磁场对通电导线有力的作用 C．成功研制了中国第一颗原子弹 D．成功研制了中国第一代核潜艇 【归纳整理】绪论 打开物理世界的大门 【课堂练习】 1．不同物体吸收太阳辐射能力不同，小轩同学认为它可能与物体的颜色有关，于是，他测出相同时间内物体升高的温度。就“测出相同时间内物体升高的温度”这一环节而言，属于科学探究中的（     ） A．收集证据 B．猜想假设 C．进行实验 D．分析论证 2．如果你是一名桥梁专家，在主持设计和建造桥梁时，需要综合考虑诸多因素。下列因素中不需要优先考虑的是（     ） A．桥面和桥下水面的通行能力 B．桥承重能力和耐用性 C．施工难度和技术水平 D．桥身的花纹和护栏的颜色 3．王老师在课堂上发现一位同学精神不振、脸色绯红，同时伴有咳嗽，于是她估计该同学可能在发烧，然后王老师给该同学测量体温。从科学探究的角度讲，老师的“测量体温”属于（     ） A．进行实验与收集证据 B．交流与合作 C．评估 D．制订计划与设计实验 4．我国有许多科学家以身许国，潜心攻关，助力国防强大与科技自立自强。下列科学家与其美誉对应不正确的是（     ） A．茅以升——“中国现代桥梁之父” B．黄旭华——“核潜艇之父” C．于敏——“原子弹之父” D．袁隆平——“杂交水稻之父” 5．二十世纪杰出的物理学家______提出了“相对论”，从根本上冲击了经典物理学体系，动摇了人们所熟悉的时间和空间等概念。 6．物理学是研究声、________、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。他是中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”，他就是我国老一辈物理学家________。 7．物理学是研究声、光、热、力、电等各种物理现象的___和物质结构的一门科学；在世界文明发展进程中，随处可以看到中国的影响。英国哲学家培根在称颂我国四大发明中的印刷术、火药和_______时说：“这三种东西，曾改变了整个世界的面貌和事物的状况……” 8．学校要举行降落伞比赛，为了赢得比赛，同学们进行了探究。几位同学在实验探究前进行了对话，甲、乙两位同学的话分别属于科学探究中的__________、_________环节，该实验用到的实验方法是_________________ 9．小明在影视剧中看到迫击炮在发射时往往是按一定角度向上射出，而不是水平射出，于是猜想炮弹射出的距离可能与发射角度有关。为了验证自己的猜想，小明从实验室借来能控制发射角度的弹射器、刻度尺等实验器材设计了如图甲所示装置。小明不断改变发射角度对同一个小钢球进行发射，并记录落地点与抛出点的水平距离（发射距离），实验数据如表所示。 同一钢球 发射角度θ 15° 30° 45° 60° 75° 发射距离s/m 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8 (1)请根据表中数据在图乙的坐标系中描点作图__________，通过图像可得结论：同一钢球，落地点与抛出点的水平距离随发射角度的增大变化情况是______； (2)小明更换不同质量的钢球继续实验，发现即使发射角度相同，最后的落地点也有差异，请你据此提出一个可探究的科学问题：______； (3)实验结束后，小明联想到投掷实心球的运动项目，为了在项目中取得好成绩，你的建议是______（答案合理即可）。 10．午饭后，小红帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布去擦，很快就将桌上的水擦干了。他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里的干抹布是涤纶布做的，他不禁想到了一个问题并进行了如下探究。 提出的问题：布的吸水能力与布的什么因素有关？ 猜想与假设：布的吸水能力可能与布的种类有关。 所需的器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足量的水。 (1)主要步骤：将三个烧杯中倒入质量______（选填“相等”或“不相等”）的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出。请从方便和准确的角度分析，应观察和比较______，将现象记入下表： 布料种类 涤纶布 麻布 棉布 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所吸水量 最少 较多 最多 (2)炎热的夏天，如果人体的皮肤被汗浸渍，那样会让人觉得很不舒服，因此，从吸水多少这个角度考虑，应尽量选用______（选填“涤纶布”“麻布”或“棉布”）类的布料来制作夏装。 14．阅读下列短文： 两小儿辩日-选自《列子》 孔子东游，见两小儿辩斗。问其故。一儿曰：“我以日始出时去①人近，而日中时远也。” 一儿曰：‘我以日初出时远，而日中时近也。” 一儿曰：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎？” 一儿曰：“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？” 孔子不能决也。两小儿笑曰：“孰为汝多知乎②！” 注释：①去：距离②孰为汝多知乎：谁说你多智慧呢！ 这个故事涉及到一些物理知识，请同学们认真阅读体会，完成下面的两个填空。 (1)两小儿在争辩中，第一个小儿“日初出大如车盖”的论据用到了物理学中______________（选填“热学”、“光学”）部分的知识； (2)他们探索自然现象时采用的主要方法是________（选填“观察”、“推理”、“对比”）。 15．阅读下列短文，回答问题． 共享单车 不知道从什么时候开始，共享单车成了城市中一道靓丽的风景线，为我们的绿色出行带来了便利．当我们使用共享单车APP扫描车辆二维码时，手机就会通过网络将这个二维码信息传送到云端，云端收到信息后识别该车辆，并通知该车辆的车锁打开，完成了用户借车动作；单车使用完毕后，锁好车，完成了用户还车动作，整个租借流程结束。 二维码与一维条形码最大的区别在于它不仅能存储数字和字母、还能够存储汉字、图片等信息。二维码技术基于二进制编码，所谓“二进制”就是将字母、汉字、数字、符号、图片及视频等各种信息都用0和1来表示。二进制是逢2进位的进位制，我们常用的数字都是“十进制”的，它们在二进制中的对应关系如下表所示。整个计算机和互联网文明都建立在二进制的基础上，你现在看到的这篇文章在电脑中也是以一串串的0和1方式存在的。我们在制作二维码时，需先将所用到的信息都转换成0和1的序列，再进行一系列的优化算法就可以得到最终的二进制编码．在最后的编码中，一个0对应一个白色小方块，一个1对应一个黑色小方块，把这些小方块按照8个一组填进大方块里，我们就得到一个可被手机和电脑识别的二维码图案了。 十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 二进制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 细心的同学会发现，一部分共享单车的轮胎与我们常见的自行车有一点不一样，它采用的是如图所示的镂空设计，这种结构的轮胎弹性和缓冲效果都非常好，质量也比传统车胎轻很多，其最大的亮点是永远不用充气，即使不小心被钉子等尖锐物品扎到也没关系，拔掉就可以继续骑行了，让骑行变得毫无顾忌，使用寿命可以达到8000多公里。 共享单车给我们带来便利的同时也带来了一些问题，如乱停单车阻碍正常交通等问题．从2017年3月20日起，长安街沿线等10条大街禁止停放共享单车。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）对于“十进制”数字“10”用二进制可以表示为：____________ A．10     B．2     C．1001      D．1010 （2）镂空轮胎与传统自行车轮胎相比较，其优势是：______（选填“不怕扎”或“弹性好”）。 （3）根据你的所见所闻，请针对共享单车存在的诸如乱停等问题，提出一条建设性意见______。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $