人教版（2019）必修一 走进物理 课件(共58张PPT)

(共58张PPT)
走进物理
提纲
一
二
三
什么是物理
高中物理学什么
怎么学好高中物理
走进物理
物理学：研究物质及其运动规律的科学
日出日落、辰宿列张、春华秋实、寒来暑往
一
什么是物理
好奇心和人类提高生产力水平的需求，自然科学发展的两个动力。
物理知识
科学方法
科学精神
洞天察地，万物之理——物理学概述
1
亚里士多德
2000多年前的古希腊，西方文明的第一个井喷时期
亚里士多德(Aristotle公元前384~前322)，古代先哲，古希腊人，世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生，亚历山大的老师。
公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是"古代的黑格尔"。
作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
亚里士多德认为运行的天体是物质的实体，地球是球形的，是宇宙的中心；地球和天体由不同的物质组成，地球上的物质是由水气火土四种元素组成，天体由第五种元素“以太”构成。
1．地上世界由土、水、气、火，四大元素组成。其中每种元素都代表四种基本特性（干、湿、冷、热）中两种特性的组合。土=干+冷；水=湿+冷；气=湿+热；火=干+热。
2．在物理学的力学上，亚里士多德的成就也不少，但是最常被提到的，却是他所犯的错误。亚里士多德提出的假设是“凡是运动的物体，一定有推动者在推着它运动——是建立在日常经验上。若你看到一个东西在移动，你就会寻找一个推动它的东西(像是我们的手、身体)。当没什么东西推它时，它就会停止移动，是一个推着一个，不能无限制地追溯上去，“必然存在第一推动者”，中古世纪的基督教说“第一推动者” 就是指上帝，并将亚里斯多德的学说，与基督教教义结合。这样的结合让亚里斯多德的学说成为权威学说，一直到了牛顿手里，才建立正确的力学学说。另外，亚里士多德又认为较重物体的下坠速度会比较轻物体的快，这个错误观点直到十六世纪，意大利科学家伽利略.伽利雷从比萨塔上掷下两个不同重量圆球的实验中才被推翻。
还有亚里士多德认为白色是一种再纯不过的光，而平常我们所见到的各种颜色是因为某种原因而发生变化的光，是不纯净的，这种结论直到17世纪大家对这一种结论坚信不移，为了验证之一观点，牛顿把一个三棱镜放在阳光下，阳光透过三棱镜后形成了红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫七种颜色组成的光带照射在光屏上，牛顿得到了跟人们原先一直认为正确的观点完全相反的结论：白光是由这七种颜色的光组成的，这七种光才是纯净的。
阿基米德
阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。
阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。（杠杆原理）”
阿基米德确立了静力学和流体静力学的基本原理。给出许多求几何图形重心，包括由一抛物线和其网平行弦线所围成图形的重心的方法。
阿基米德证明物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量（浮力定律），这一结果后被称为阿基米德原理。他还给出正抛物旋转体浮在液体中平衡稳定的判据。阿基米德发明的机械有引水用的水螺旋，能牵动满载大船的杠杆滑轮机械，能说明日食，月食现象的地球-月球-太阳运行模型。但他认为机械发明比纯数学低级，因而没写这方面的著作。阿基米德还采用不断分割法求椭球体、旋转抛物体等的体积，这种方法已具有积分计算的雏形。
伽利略
伽利略（Galileo Galilei，1564年2月15日～1642年1月8日）是意大利天文学家，物理学家和工程师。伽利略被称为“观测天文学之父”，被称为“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。
伽利略研究了速度和加速度，重力和自由落体，相对论，惯性，弹丸运动原理，并从事应用科学和技术的研究，描述了摆的性质和“ 静水平衡”，发明了温度计和各种军事罗盘，并使用用于天体科学观测的望远镜。他对观测天文学的贡献包括对金星相的望远镜确认，对金星的观测。木星的四颗最大卫星，土星环的观测和黑子的分析。
伽利略（Galileo）提倡日心说和哥白尼主义在他的一生中一直是有争议的，当时大多数人都赞成地心模型（如Tychonic系统）。
牛顿
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。
在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。
在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献。
1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》，标志着现代意义的物理学正式诞生。
经过四个世纪的发展，物理学已经成为一门分支众多、深刻影响当代科学技术发展乃至人类社会文明进步的基础学科。
剑桥大学 三一学院 牛顿苹果树
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。
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 。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年诺贝尔物理学奖) ;同年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论。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)"。
E-15
E-12
E-09
E-06
E-03
1m
E+03
E+06
E+09
E+12
E+15
E+18
E+21
E+24
E+27
最小 的细胞
原子
原子核
基本粒子
DNA长度
星系团
银河系
最近恒　星的距离
太阳系
太阳
山
哈勃半径
超星系团
人
蛇吞尾图，形象地表示了物质空间的层次
物理学研究的物质世界时空跨度
研究的时间尺度
观察现象，揭示本质——物理学研究的特点
2
例如：地心说与日心说的争论
物理学通过定量的实验和严谨的逻辑分析，不断揭示出自然界的客观规律和各种现象的内在联系。
地心说-----托勒密建立和完善。
基本观点：
1.地球是球体。
2.地球是静止不动的，而且处于宇宙的中心,从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。最外面，是推动天体运动的原动天。
3.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。
托 勒 密
地
心
说
地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
火星逆行
日心说的建立与发展
在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的《天体运行论》中提出。
基本观点：
（1）太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。
（2）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。
（3）地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。
日
心
说
太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
哥白尼
丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。
学以致知，客观理性——物理学背后的科学精神
3
学以致知，客观理性——物理学背后的科学精神
首先是学以致知的科学探索精神。比如伽利略研究的力和运动的问题，牛顿发现的万有引力定律，当时都属于无用之学。
其次是实事求是的客观精神。19世纪末20世纪初，当人们发现权威的牛顿学说不适用于微观和高速情况时，便认真地对其修正。
还有就是理性分析的精神。物理学强调数学计算和逻辑分析，环环相扣，有原因才有结果。
揭示自然，造福人类——物理学的应用
4
第一次工业革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。这一次技术革命和与之相关的社会关系的变革，被称为第一次工业革命或者产业革命。
第一次工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动；从社会关系来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级形成和壮大起来。
第一次工业革命大大密切加强了世界各地之间的联系，改变了世界的面貌，最终确立了资产阶级对世界的统治地位，率先完成了工业革命的英国，很快成为世界霸主。
开创了以机器代替手工劳动的时代
18世纪60年代~19世纪40年代
牛顿力学-热学-热力学
英国曼侧斯特工业博物馆的纺织机
第二次工业革命是指19世纪中期，欧洲国家和美国、日本的资产阶级革命或改革的完成，促进了经济的发展。19世纪60年代后期，开始第二次工业革命。电力的发明和广泛应用，人类进入了"电气时代"。
1866年，德国人西门子制成了发电机;到70年年代，实际可用的发电机问世。电器开始用于代替机器，成为补充和取代以蒸汽机为动力的新能源。随后，电灯、电车、电影放映机相继问世，人类进入了"电气时代"。
第二次工业革命极大地推动了社会生产力的发展，对人类社会的经济、政治、文化、军事，科技和生产力产生了深远的影响。资本主义生产的社会化大大加强，垄断组织应运而生。
19世纪60年代后期
爱迪生和耐用碳丝灯泡
电磁学
磁生电是英国科学家法拉第发现的。
第三次工业（科技）革命以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。
第四次工业（科技）革命，是以互联网产业化，工业智能化，工业一体化为代表，以人工智能，清洁能源，无人控制技术，量子信息技术，虚拟现实以及生物技术为主的全新技术革命。
进入20世纪以后，物理学的研究范围更加广阔。
原子物理
固体中电子运动的研究
激光研究
中国天眼
前景广阔，充满挑战——物理学的未来
5
物理学发展到19世纪末期，可以说是达到相当完美、相当成熟的程度。一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回答。例如，一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，牛顿力学以及分析力学已成为解决力学问题的有效的工具。对于电磁现象的分析，已形成麦克斯韦电磁场理论，这是电磁场统一理论，这种理论还可用来阐述波动光学的基本问题。至于热现象，也已经有了唯象热力学和统计力学的理论，它们对于物质热运动的宏观规律和分子热运动的微观统计规律，几乎都能够做出合理的说明。总之，以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的经典物理大厦已经建成，而且基础牢固，宏伟壮观！在这种形势下，难怪物理学家会感到陶醉，会感到物理学已大功告成，因而断言往后难有作为了。这种思想当时在物理界不但普遍存在，而且由来已久。
物理学的两朵“乌云”
19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。会上，英国著名物理学家威廉.汤姆生(即开尔文男爵)发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道:"动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了""第一朵乌云出现在光的波动理论上，""第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。威廉.汤姆生在1900年4月曾发表过题为《19世纪热和光的动力学理论上空的乌云》的文章。他所说的第一朵乌云，主要是指迈克尔逊-莫雷实验结果和以太漂移说相矛盾;他所说的第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则在气体比热以及热辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤以黑体辐射理论出现的"紫外灾难"最为突出。开尔文是19世纪英国杰出的理论物理和实验物理学家，是一位颇有影响的物理学权威，他的说法道出了物理学发展到19世纪末期的基本状况，反映了当时物理学界的主要思潮。
“以太”说，最早提出"以太"的是古希腊哲学家亚里士多德。亚里士多德认为下界为火、水、土、气四元素组成;上界加第五元素，"以太"。牛顿在发现了万有引力之后，碰上了难题：在宇宙真空中，引力由什么介质传播呢 为了求得完整的解决，牛顿复活了亚里士多德的"以太"说，认为"以太"是宇宙真空中引力的传播介质。后来，物理学家又发展了"以太"说，认为"以太"也是光波的传播介质。光和引力一样，是由"以太"传播的。他们还假定整个宇宙空间都充满了"以太"，"以太"是一种由非常小的弹性球组成的稀薄的、感觉不到的媒介。
第一朵“乌云”否定了“以太说”
经典物理学适用范围是：宏观、低速运动的物体。量子理论用于微观，高速粒子。否定了绝对的时空观，动尺变短，动钟变慢，运动的质量变大，时空会被质量弯曲。
如果说要评选20世纪人类社会最重要的事件，那么既不是两次世界大战，也不是人类登上太空，而是量子力学的出现和发展。因为量子力学的诞生引发了一系列的技术革命，包括核能、计算机、材料学、信息技术等等领域，可以说完全深入到我们生活的每一个角落。那么从实用性上来说，量子力学可以说是最成功的理论。
第二朵“乌云”重建了“物理学大厦”
光是什么
1900-1909
黑体辐射，狭义相对论
超导，广义相对论，量子力学
半导体，核反应堆，宇宙大爆炸
激光，光纤通信
扫描隧道显微镜，高测超导
纳米材料，全球导航卫星
1910-1929
1940-1949
1960-1969
1980-1989
1990-1999
21世纪至今
20世纪后的重大进步
引力波观测
霍金：人类若要生存必须在100年内离开地球
斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日-2018年3月14日），ALS患者，英国著名物理学家和宇宙学家。肌肉萎缩性侧索硬化症患者，全身瘫痪，不能发音。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。
霍金是继牛顿和爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一，被世人誉为“宇宙之王”。2017年4月，霍金接访采访表示，他比以前更加坚定地认为人类应该在2117年之前离开地球。
未来……
64亿千米外回望地球，卡西尼号拍下这张惊人图像
1990年2月14日，当旅行者1号探测器越过太阳系的八大行星，正朝着太阳系外飞奔而去时，卡尔·萨根费尽九牛二虎之力说服了NASA，让旅行者1号调转相机，最后回望一眼自己的家园。
当时，旅行者1号在64亿千米之外创纪录地为地球上的万物生灵拍下了一张特殊的全家福。
英媒：科学家发现4.2光年外类地行星 地表或存在液态水
英媒称，数十年来，天文学家一直在银河系太空中搜寻与地球相似且有可能存在外星生命的星球。
英国《金融时报》网站8月25日报道，8月24日，一个科学家团队透露，他们比以前任何时候都更进一步接近了这一目标——他们宣布发现了一颗绕行半人马座比邻星的类地行星。由于比邻星是距离太阳最近的恒星，因此这颗行星是离地球最近且理论上可能存在生命的系外行星。
火星救援（2015年）
人类实现了首次在火星上登陆，美国宇航员马克·沃特尼（马特·达蒙饰），他与其他五位宇航员遭遇巨型风暴，外太空之旅只能提前结束，他因为被误认为无法生还而被留在火星，成了太空鲁宾逊。清醒后的沃特尼发现自己远离地球家园，食物只够一个月的供应。幸好他天性幽默乐观，而且是个植物学专家，决定靠自己的力量生存下去，等到下次火星任务的到来，虽然这一等就要四年。沃特尼精心计算如何最大限度地利用他在这颗干旱星球上的时间，开始利用自制的肥料种植土豆，对手头的所有材料物尽其用。
地球到火星的平均距离约为2.25亿千米
光传播约需751秒，大约12.5分钟。
最快的飞船3888小时（162天）
太空旅客（2016年）
《太空旅客》，吉姆（克里斯·帕拉特饰）是阿瓦隆号飞船上的一位工薪阶层旅客，他在飞船前往太空殖民地家园2号的120年旅途中，不小心提前从冷冻睡眠中醒来。发现自己有可能要在这艘巨船上独自度过89年，吉姆试着重新入睡，但最终只能在安置了5000个同行人员的睡眠舱中孤独生活。
近年来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
中国航天员刘培强（吴京饰）在儿子刘启四岁那年前往国际空间站，和国际同侪肩负起领航者的重任。转眼刘启（屈楚萧饰）长大，他带着妹妹朵朵（赵今麦饰）偷偷跑到地表，偷开外公韩子昂（吴孟达饰）的运输车，结果不仅遭到逮捕，还遭遇了全球发动机停摆的事件。为了修好发动机，阻止地球坠入木星，全球开始展开饱和式营救，连刘启他们的车也被强征加入。在与时间赛跑的过程中，无数的人前仆后继，奋不顾身，只为延续百代子孙生存的希望 [2] 。
流浪地球（2019年）
飞船点燃木星给地球推力
直线运动，曲线运动，牛顿运动定律，万有引力，动量，能量等。
机械振动，机械波。
电场，恒定电流，交变电流。
几何光学，波粒二象性。
原子结构，原子核。
磁场，电磁感应。
运动和力
电
磁
波
光
原子
高中物理
二
高中物理学什么
高中物理的主要内容：
1.力学 45% （必考）
2.电学 45% （必考）
3.热学
4.光学
5.原子物理
其中实验：15%左右
10%左右 （选考）
1. 善于自主学习、重视观察和实验；
2. 善于思考、重在理解，着重物理基本概念
规律的理解和掌握；
3. 及时查漏补缺，做好预习、复习工作；
构建知识网络（每一章自己写出知识图）
4注意积累，要准备一本物理错题本，
和每个单元测试的卷子要每道题都弄懂。
三
怎么学好高中物理
图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是
感谢您的聆听