1 绪论 课件（共36张PPT） 2023-2024学年高一物理粤教版必修第一册

(共36张PPT)
绪论
物理学是自然科学领域的一门基础学科。它始终引领着人类对自然奥秘的探索，深化着人类对自然界的认识，对人类文明和社会进步做出了巨大贡献。在进入高中物理学习之际，让我们先了解一下物理学是研究什么的，物理学的发展给人类文明进步带来哪些成果，物理学与我们的生活如何相关：然后从学习的角度认识高中物理与初中物理有什么不同，思考我们如何学习高中物理。
物理学——科学百花园中璀璨的明珠
物理学作为一门独立的学科诞生于17世纪后半期
开普勒
牛顿
伽利略
物理学是一门自然科学，它研究物质运动的一般规律、物质的相互作用以及物质的结构。经过四个多世纪的发展，物理学已建立起以力学、热学、电磁学和光学为基础的经典物理学，以及以量子力学、相对论为基础的现代物理学，在此基础上，粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、凝聚态物理学、等离子体物理学、天体物理学和生物物理学等得到迅速发展。
黑洞示意图
原子结构示意图
物理学是打开自然奥秘的钥匙
物理学是以实验为基础的学科。物理学中任何新思想正确与否需由实验检验。在物理学发展史中，人类很早就表现出观察和思辨的才能。然而，将实验作为研究手段并将物理学视为实验科学，是物理学真正进步的开端。
物理学研究问题总是从最简单的现象入手。面对复杂问题时，我们根据研究需要，抓住主要因素，忽略次要因素，找出其中最本质的内容，建立理想化物理模型：通过对理想化物理模型的行为描述来揭示物质运动的规律，这是物理学常用的研究方法。
水滴入水中的瞬间
牛顿摆
自然界和生活中有许多奇妙的现象
物理学崇尚理性，重视科学思维。物理学的许多规律是从实验中总结出来的。然而，许多重大理论的发现，绝非简单实验结果的总结，它既需要严谨的数学推理、严密的逻辑思维、深刻的洞察力，也需要直觉和想象力，大胆地猜测和假设。这常常是一个曲折的探究过程。
因为自然界总是不会以真面目示人，所以物理学需要通过定量的实验，严谨的分析，揭示物质及其运动变化的规律，有的与直觉吻合，有的与直觉不尽相同，需要实验和分析，才能透过现象看本质。
物理学是一门严密的理论学科。它以为数不多的物理概念为基石，以物理定律为核心，建立了经典物理学、现代物理学及各分支的严密逻辑体系。
物理学是一门精密的定量学科。自从伽利略开创了把观察实验、抽象思维同数学方法相结合的研究途径以后，物理学就迅速发展为一门精密的定量学科。在物理学中，许多物理概念和物理规律都具有定量的含义，基本定律和公式都是运用数学的语言予以精确表达。此外，数学还是物理学研究的重要推理论证的工具和手段，物理学与数学有密切的关系，物理学的发展离不开数学。
物理学是一门带有方法论性质的学科。物理学在长期的发展过程中，形成了一整套研究问题和解决问题的科学方法。这些方法不仅对物理学的发展起了很重要的作用，而且对其他学科的发展也产生了一定的影响，深刻影响着人们的思想、观念和思维方式。
观察现象
提出假设
逻辑推理（包括数学方法）
得出结论
实验检验推论
对假设进行修正和推广
展望物理学的未来，充满着机遇与挑战。李政道先生在《物理的挑战》一文中，曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题：为什么一些物理现象在理论上对称，但实验结果不对称？为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见？为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质？为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的10倍？这些问题激励着人们不懈探索。可以预见，一旦拨去这些笼罩在物理天空中的“乌云”，物理学将会展现出更加灿烂的前景。
物理学与其他自然科学——人类文明进步的基石
物理学是自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在其他自然科学的各个领域发挥着重要的作用。
化工厂里的电解车间
物理学和化学向来就是并肩前进的，19世纪，科学家们应用物理热力学的理论和方法研究化工生产中的化学平衡、反应速度等问题产生了化学热力学、化学动力学和催化理论形成了物理化学这门应用物理学的原理和方法来研究有关化学现象和过程的交叉学科。20世纪，随着量子力学的建立，研究化学现象的微观机理的量子化学应运而生。
物理学的研究成果和研究方法向生物学渗透，形成的生物物理、分子生物学等新学科，对生命科学的研究带来了极其深刻的影响，在两学科的交叉点上产生的一系列重大成就，如DNA双螺旋结构的确定、耗散结构理论的建立等，就充分证明了这一点。21世纪是物理学全面介入生命科学的世纪。
DNA 双螺旋结构模型
物理学和天文学有着由来已久的“血缘关系”，特别是19世纪中叶以后，物理学的光度测量和光谱分析被应用于天文学，使天文学家能够研究天体的温度分布、化学构成、物理结构和演化过程等。天文学从观察、研究天体的机械运动到深入探索天体的本质，由此产生了标志着天文学新的发展水平的天体物理学，使人类进入了认识宇宙的新阶段。
哈勃望远镜拍摄的太空深处星系的光学照片
物理学与现代技术——人类文明进步的助推器
物理学的发展推动了科学技术的高速发展。几乎所有重大新技术的创立，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等，都是在物理学中经过长期酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的。
现代社会生活中计算机的应用已随处可见，它对我们的生活产生了重要的影响，以现代计算机为基础发展起来的电子信息技术已然昭示“信息时代”的到来，它的创立、发展都是以物理学的成果为基础。尤其是由量子物理孕育出来的技术成果——晶体管、半导体集成电路、大规模集成电路的发明与创造，逐渐实现了现代计算机的小型化和智能化。
目前，许多国家都建起了核能发电站，核能发电量约占世界发电总量的30%。如果没有卢瑟福的 α 粒子散射实验和爱因斯坦的质能方程，就不会有今天核能的利用。
我国光量子实验室
激光唱机能发出音色纯美的声音，得益于1917年爱因斯坦提出光的受激辐射理论。正是基于这一理论才有了1960年第一台激光器的诞生。迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要的作用。光通信依赖的基础器件便是激光器，大功率激光器被用于受控核聚变研究，医学激光治疗已可以治疗数百种疾病。激光被誉为20世纪的“世纪之光”。
我国首台高功率光纤激光器
以物理学为基础的科学技术的高速发展，直接推动了人类社会文明的进步，改变了人们的思维方式和生活、工作方式，创造了一个接一个的新时代。18世纪得益于牛顿力学和热学的研究而发明的蒸汽机，使人们进入了蒸汽时代；19世纪以电机的发明和电力的应用为标志的电力技术革命，使人类社会全面进入了电气时代；属于20世纪最伟大的科学成就之一的原子能技术，把人类社会带入了原子时代；20世纪后期，电子信息技术和通信技术又为人类创造了一个新时代——信息时代。21世纪，物理学将在极小的尺度上探索物质更深层次的结构，在更宏观的尺度上寻求宇宙的起源和演化。毋庸置疑，以物理学为基础的科学技术已成为人类社会文明进步的强大助推器。
物理学与现代生活——人类文明的新向往
现代生活中，物理学技术成果的运用随处可见。例如：厨房里有电冰箱、微波炉；客厅里有电视机、空调器；书房里有电话、电脑；医院里有X光透视仪、超声波治疗仪、CT检查仪、激光手术仪；商场里有琳琅满目的科技产品……人们充分地享受着科学技术创造的成果，这些成果正在深刻地改变着人们的生活方式。
航天技术与现代生活密不可分。从“牛顿大炮”的科学猜想到人造地球卫星的发明花费了数代科学家的毕生精力，中国科学家们的表现也身手不凡。2007年，随着“嫦娥号”顺利进入环月工作轨道，中国成为“月球俱乐部”成员之一。探月工程充分展示了中国的综合国力，也凸显了科技强国的信心。如今，通过同步通信卫星的实况转播，我们可以看到来自世界各地丰富多彩的电视节目，了解世界正在发生的重大事件。北斗卫星导航系统正与世界其他卫星导航系统携手服务全球，造福人类。
2008 年北京奥运会开幕式
2016年 G20 杭州峰会开幕式
大型活动的现场图景通过卫星向全球直播
移动通信是在人造地球卫星和微波通信技术基础上发展起来的。在当今互联网时代，移动通信产业以惊人的速度迅猛发展，已经成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一，引领人类生活和社会发展新时尚，以移动支付等为代表的数字化经济正在改变我们的生活方式。
移动支付正在改变我们的生活方式
高铁因为省时、快速、舒适、安全等特点，已成为人们出行的首选交通工具。中国高铁技术成果引领世界，正成为与世界交往的响亮“名片”。
中国高铁
物理学的技术成果在给人类带来深刻影响的同时，也给人们带来了一些忧虑，如环境污染、能源危机、核战争的威胁等。我们应当辩证地认识科技成果的作用，避免技术的滥用，让技术更好地服务于人类。
怎样学习高中物理
我们在初中已开设物理课程。将要学习的高中物理课程与初中物理课程主要有三个方面的不同：一是高中物理课程的知识面更广，知识更系统，内容更丰富；二是初中物理课程较多是定性的，而高中物理课程则有较多的定量要求；三是初中物理课程以现象为主，比较直观，高中物理课程对思维能力的要求较高，更加强调现象与结论间的思维过程和方法。那么，我们该如何学习高中物理课程呢
杨振宁先生曾提到，很多学生在学习中已形成一种印象，以为物理学就是一些演算其实，演算仅仅是物理学的一部分，而且不是最重要的部分。绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。
学习物理要善于观察、勤于实践、独立思考、勤学多问、乐于探究和敢于担当。
善于观察不是随便看看，而是要进行有目的的观察，要将观察和思考结合起来。不仅在做实验时要留意观察，课堂上也要注意观察教师的演示，同时也要留心观察生活中的现象。
勤于实践就是多动手操作。除了要完成教科书中规定的实验外，还要利用课外时间完成力所能及的课外实验、课外制作、课外课题研究，形成积极主动探索和实践的意识。独立思考就是要深入思考，多问几个为什么。只有独立思考，才能真正做到对知识的理解，才能有效地提高思维能力。
勤学多问就是要敢于质疑，大胆提问，发表见解。遇到疑难不退缩，养成刨根问底的习惯。要想在学业上有所建树，必须有好奇之心、善问之意。
乐于探究就是能从司空见惯的事物和现象中发现自己感兴趣的问题，进而努力探究对产生的假想和怀疑的对象进行证伪验真，也就是有解决所提出问题的能力，并且对自己探究的结果有自信、有恒心。
敢于担当就是实事求是，尊重事实，尊重证据，不盲从，不轻信，我们不仅要为中国“嫦娥”飞天、“蛟龙”深潜、“量子纠缠”等领先领域感到自豪，更要有为社会发展和人类进步做出努力的境界与负责任的襟怀。
科学是一个不断探究的过程。科学探究是有趣的、令人愉快的和引人深思的，我们生活在一个科学的世界里，我们周围有许多值得观察的事物，有许多需要了解的科学过程有许多待解答的科学问题。让我们共同来探究我们周围的物理世界吧!
谢谢观看
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