【开学第一课】序言物理学：研究物质及其运动规律的科学(课件72页)-【扬帆起航系列】高中物理同步备课（人教版2019必修第一册）

(共72张PPT)
序言 物理学：研究物质及其运动规律的科学
【扬帆起航系列】2024-2025学年高中物理同步备课必修第一册
授课人：扬帆起航
新人教版（2019）
第一章 运动的描述
01
物理学概述
02
物理学研究的特点
03
物理学的应用
04
物理学的未来
目录/contents
05
物理教材简介
06
如何学好物理
想一想
物理学给你的印象是怎么样的？
有的人觉得
物理——研究万物之理的一门科学
化学——研究原子的化合和分解的一门科学
生物——研究生命体的一门科学
政治——研究人类社会结构及经济运行规律的一门科学
历史——研究过去人类社会及文化的一门科学
地理——研究自然地貌的一门科学
音乐——让人听觉美妙的一门学科
体育——让人变得强壮的一门学科
美术——让人视觉享受的一门学科
结论：物理是一门 “最有道理”的科学
Part.01
洞天察地，万物之理
——物理学概述
洞天察地，万物之理
——物理学概述
01
物理是什么？
物理学(Physics) 是研究物质结构及其相互作用和运动规律的一门自然科学。
物理学是一门自然学科，伽利略把实验的方法引入物理学，物理学成为一门独立的学科。
物理学研究的是力、声、光、电、热、原子等现象；物理学研究的是物质基本结构、相互作用和运动规律。
英文 physics
来源于希腊文，原义是自然。
自然哲学
物理学
亚里士多德
(前384—前322)
伽利略
(1564年—1642年)
牛顿
(1643年—1727年)
爱因斯坦
(1879年—1955年)
萌芽
《自然哲学的数学原理》
经典物理学
现代物理学
01
伽利略.伽利雷(Galileo Galilei, 1564年2月15日-1642年1月8日)。意大利数学家、物理学家、天文学家，科学革命的先驱。伽利略发明了摆针和温度计，在科学上为人类作出过巨大贡献，是近代实验科学的奠基人之一。
02
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》。创立了力学理论，是经典力学的奠基人，被誉为力学之父。
03
16-17世纪，伽利略和牛顿等人在前人工作的基础上创立了系统性的力学理论，建立了实验观测和理论分析计算相结合的现代研究方式。
物理学的发展
十九世纪末形成三种较为成熟的重大理论:
1.经典力学(宏观低速)
2.热力学与经典统计物理学
3.电磁学
二十世纪初形成两种比较成熟的重大理论:
1、量子力学(微观)
2、狭义相对论(高速)
新分支
近代物理的理论基础
17世纪
经典力学
18世纪
热力学
19世纪
电磁学
20世纪
相对论
量子力学
物理学的发展过程
⒈是一门自然科学
起始于伽利略和牛顿时代，经过三个多世纪的发展，已成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。
⒉是关于“万物之理”的学问
⒊是一门实验科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。
研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律；还研究物质的内部结构在不同层次上认识物质的各种组成部分及其相互作用、运动和转化的规律。
判天地之美
析万物之理
——庄子
物质世界的空间尺度
上下四方曰宇
古往今来曰宙
原子核
分子
病毒
染色体
人类
山
地球
太阳
太阳系
物质世界的空间尺度
10-15m
10-4m
10-7m
10-10m
100m
103m
107m
109m
1013m
使隐秘成可见，变未知为可知
“我心目中的物理学”
用米表示的空间尺度
夸克 10-19 m
类星体 10 26 m
空间尺度
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
超子寿命 10-15 s
宇宙年龄 10 26 s
时间尺度
观察现象，揭示本质
——物理学研究的特点
02
物理学通过定量的实验和严谨的逻辑分析，不断地揭示出自然界的客观规律和各种现象的内在联系。
牛顿摆
牛顿环
其中有的和直觉吻合，也有很多与直觉不尽相同，需要通过严密的实验和思考，才能透过表象看到本质。
古人曾凭直觉认为地球是宇宙的中心
客观规律是否与直觉一致，是不能一概而论的，需要针对具体情况通过认真的研究才能搞清楚。
它们为什么不会掉下来？
在物理学习中，我们不但要掌握具体的知识，而且要学习和体会这些科学方法，并努力运用它们解决各种实际问题。
天为什么那么蓝？
太阳为什么东升西落？
昆虫为什么能飞？
苹果为什么往地上掉？
××高一的同学为什么这么优秀？
光的散射
日心说
空气动力学
万有引力
客观真理
一言以蔽之：why
好 奇 心
人类提高生产力水平的需求
洗碗
洗碗布
洗洁精
洗碗机
智能洗碗机
化纤纺织
化工
机械电子
信息技术
一言以蔽之：懒
学以致知，客观理性
——物理学背后的科学精神
03
地心说
日心说
现代宇宙观
重物比轻物下落快
统治了两千多年
重物轻物
下落一样快
伽利略：逻辑推理
牛顿定律的权威
相对论和量子力学的创立
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
1.学以致知的探索精神
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。正是这些看似没有用的、以求知为目的的探索，使人们获得了对自然规律完整深入的认识。
2.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，便认真地对其进行修正 ；1936年，大名鼎鼎的爱因斯坦向杂志投出一篇论文，审稿人和编辑发现论文有错，便毫不犹豫地指出并拒稿。
3.理性分析的精神
物理学科强调数学计算和逻辑分析，环环相扣，有原因才有结果。不合乎逻辑的地方必然意味着有问题，必须搞清楚。物理学的殿堂中，没有诡辩者的位置。
需要指出的是，科学精神不仅对科学研究很重要，而且在社会生产、日常生活的各方面都是有价值的。现代社会分工精细、节奏紧凑，很多时候“失之毫厘，差之千里”。这就要求我们在工作和生活中要做到实事求是、严谨认真并且讲求逻辑，敬畏和尊重客观规律，从而提高效率、减少失误。另外，秉承实事求是和讲求逻辑的精神，还会使我们在碰到问题的时候，面对现实、认真分析，根据实际作出判断与选择，不盲从、不走极端。
揭示自然，造福人类
——物理学的应用
04
科技成就
物理学与科技
物理学的发展，推动了工业、农业和信息技术等方面的进步，引发了一次次的产业革命，改变了人类的生产和生活方式。
19~20世纪初，电磁学的发展，直接导致发电机和无线电通信的诞生，使电能被广泛利用。电走进了千家万户，世界被电灯点亮，电话和电报把各地的人们连接起来，人类从此进入了电气时代。
对固体中电子运动的研究，引发了半导体工业的诞生，导致了晶体管、集成电路和大容量电子存储技术的发明，从而使人们可以制造高性能电子计算机。
人们制造了巨大的望远镜和粒子加速器等设备，从而把研究的目光投向更深邃的宇宙和更微小的粒子；
前景广阔，充满挑战
——物理学的未来
05
19世纪下半叶，以力学、热学和电磁学为主要内容的经典物理学，几乎能解释当时已知的所有物理现象。因此，当20世纪第一个春天来临之际，英国物理学家、被授予“开尔文勋爵”的J.J.汤姆孙在“新春献词”的演说中，踌躇满志地宣告：“科学大厦已经基本建成……后辈物理学家只需做一些零碎的修补工作就行了。”
但话音刚落，他的预言就被一个接一个的重大发现所打破。见下表：
物理学上两朵乌云
黑体辐射与“紫外灾难”——量子力学
“以太”漂移——相对论
著名法国物理学家、诺贝尔奖得主德布罗意在《物理学的未来》一文中说: “我们的知识越是发展，自然就越是以其多种表现证明它拥有无尽的财富，甚至在很先进的科学领域，如物理学， 我们也没有理由认为我们已经‘耗尽’了自然财富，或者认为我们已经接近完整地掌握了自然界的全部财富。”
普朗克
居里夫人
爱因斯坦
困扰物理学的难题……
夸克为什么不能单独存在？
如何将描述 微观世界运动的量子力学和描述引力的广义相对论结合起 来，以解释宇宙的起源和演化？
能否像用麦克斯韦理论统 一描述电和磁一样， 用某一理论统一描述自然界的四种基 本相互作用（弱力、强力、电磁力和引力）？
如何制造可以方便使用的超导材料？
如何开发更为清洁的能源？
如何进一步提升计算机的性能？
高温超导体磁悬浮
“江山代有才人出，各领风骚数百年。”综观世界科技史，许多重要的科学发现都产生于科学家风华正茂的青年时期，在
这个阶段他们思维敏捷、敢于创新。年轻的同学们，
你们当中一定会有人沿着前辈的足迹，为物理学的发
展作出自己的贡献。千里之行，始于足下，学好高中
物理，你就在通向成功的道路上迈出了坚实的一步。
高中物理教材简介
06
定量多
物理模型、数学方法
实验探究、理论探究
抽象思维、逻辑推理
初、高中物理学习对比
初中
高中
VS
定性多
物理现象、物理事实
实验探究、简单应用
形象思维、逻辑推理
运用较多的数学知识
·高中所有数学知识(函数、三角、图像、解析几何、数列等).
·定性分析和定量计算结合，定量计算为主.
抽象思维、数理逻辑推理能力要求高
物理定理推导、数学证明(需要几何、函数等数学知识)
高中物理
一看就懂 一听就会
一做就错 一考就傻
如何学好物理？
07
目标明确，树立信心；
认真听讲，做好笔记；
独立思考，多问多悟；
重视观察，动手实验；
备好错题，做好总结。
目标明确，树立信心
认真听讲，做好笔记
【要课前预习】
通过课前的阅读，了解知识重、难点和疑点，以便上课时有目的地听讲，提高学习效率。通过课前预习，还可以培养自学能力和自学习惯。
【抓课堂效率】
“堂上一分钟，堂下十分钟”这一话充分说明了课堂的重要性。
1、要动脑：积极思考跟上老师的思路，不能自搞一套，否则就等于是完全自学了，注意学习老师分析问题、解决问题的思路和方法。
2、要动手：动手记上适当笔记（记重点和疑点，尤其是疑点），利用课余时间问老师、问同学直到弄懂为止。必须有笔记本，课后先整理笔记（复习），再完成作业！
3、要动口：动口回答老师提出的问题，不敢开口自己的问题就不能被老师发现，问题也就难以得到解决。
独立思考，多问多悟
学物理不做题是不行的，独立解题，
理解概念和物理规律，同时也把握了
公式的条件、掌握了公式的运用
（1）独立做题：切忌边看答案边做题
（2）做题时候要多思考
（3）遇到不会的题目做标记，过段时
间再做一做。
（4）题目不论难易都要尽量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图。有了图我们对物理情景才会一目了然。
（5）多问多悟：向老师或同学问不懂的知识点、不会的题目、解题方法等，然后务必再自我反思总结。
重视观察，动手实验
物理是一门以实验为基础的自然科学，要学好物理必须重视实验。同时实验对学生在高考中是否能拿高分起到至关重要的作用。所以对于每一个实验，有条件情况下要亲自做一做。要弄懂实验目的、原理，熟悉实验器材；特别注重基本的实验方法，能对实验的误差原因进行分析。特别要重视课本上的实验，也包括每一个学生实验，重视实验涉及的原理、方法。在近
年的物理高考实验中，我们已经感受到高考
实验不再是简单地照抄课本上的实验，而是
利用教材中涉及的实验原理、方法去处理新
的问题。
备好错题，做好总结
必须有“错题本”，记下考试、练习过程中的易错题（特别的心得体会可以一并记下来），记下老师讲的重点题型。甚至好的解题方法、好的例题等等都要记下来。课后还要整理错题本，重做错题，一方面是为了“消化好”，另一方面还要对笔记作好补充。自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上，因此也可以叫做“好题本”。
以后要经常看，经常练，要能做到爱不释手，
一直保存。
注意：整理错题并不是简单的把所有错
题都整理在错题本上，要筛选。比如，选项B
笔误写成C这类粗心问题，是没有必要整理的。
实验
能力
分析综合能力
理解能力
推理
能力
探究
能力
一看就懂 一听就会
一做就错 一考就傻
没记住
没理解
不会用
【总结一】高中物理要考查的五种能力
【总结二】学好高中物理的五大抓手
概念 规律 实验 模型 方法
核心理论
概念、规律
物理模型
物理方法
应用延伸
实验基础
实验:是形成物理概念，认识物理规律，构建物理模型的基础。
模型：一种理想化的实物、状态或物理过程。
方法：解决问题的手段。
引入
为什么引入
怎样引入
物理概念
本质
内涵与外延
相关概念间联系与区别
形成概念体系
运用概念解释实际问题
1、物理概念的学习
下一课时我们将学习质点的概念，请同学们学习时从这几个方面思考。
物理规律
2、物理规律的学习
推导
证明
文字、公式、图象
相关物理量的意义
建立过程
表述形式
成立条件和适用范围
盘活三种题：问题、错题、好题
【总结三】学好高中物理的一个重要环节
错题：易错题、常错题（类似）。找准错误原因、分析错误环节。重做错题，整理错题。
好题：老师所明确的重要的题、典型的题；自己发现的好题。好的原因，好在何处。注意一题多思、一题多解、一题多变、 多题归一。
问题：学习的各个环节遇到的读不懂的、说不清的、看不明白的、想不通的、不理解的…。找资料、找同学、找老师。
许多重要科学发现都产生于科学家风华正茂的青年时期。也许我们大多数同学不会进行基础科学的研究，但是无论从事什么职业，我们学到的高中物理的知识，对我们认识自然科技有很大帮助，我们学到的理性科学精神，会受用终生。
江山代有人才出，各领风骚数百年。
不为失败找借口，要为成功找方法
祝同学们物理课上收获满满，高中生活丰富多彩