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第 一 章 打开物理世界的大门
学习导言
情景导入《爱之力》 物理学家发现宇宙有四种力 强力 弱力 引力 电磁力 但我发现了一种新的力凌驾一切 我谨向你提议 爱的统一理论 爱之力凌驾一切!科学家想到过吗 科学家在追求真理的过程中,锲而不舍,孜孜以求。常人往往认为是苦,其实他们虽然辛苦却乐在其中。科学家顿悟和突破后的快感乃先睹为快—享受前人从未见过的瑰丽美景。 科学是美丽的!你同意吗 课标知识导引一、知识与技能1、体会自然界和生活中物理现象的神奇,知道这些神奇是可以解释的;2、了解物理学发展的几个重要阶段,知道人类的探索历程是漫长、曲折又富有意义的;3、了解物理知识的一些现代应用,科学探究的主要环节,以及物理学家的科学精神与伟大情怀.二、过程与方法逐步培养观察分析身边事物的习惯,学习科学的研究方法、思想与精神.三、情感态度与价值观尊重事实,敢于提问、勇于探索,树立正确的科学观.
研习教材重难点
研习点1 物理的研究内容
物理研究的就关于力、热、光、电的现象,找出它们发生的原因,研究怎样利用它们来为人类服务.
浩瀚太空,群星闪烁,它们从哪里来,到哪里去 我们生活的地球在宇宙的什么地方 当夕阳西下,天边为何常有红色的霞光 天公“发怒”时,狂风暴雨常伴随电闪雷鸣,是闪电在前,还是雷声领先 变幻莫测的龙卷风,为何平地而起,直冲云霄,来势汹汹 ……自然界中的这些神奇,都是初中物理的研究对象.在人们的日常生活中则呈现出另一些神奇:筷子放入水中,似乎被水“折断”;拉链上下拉动,便可闭合与开启;中浪运动惊险、刺激,冲浪者弓着腰,分开腿,能在惊涛骇浪中“滑翔”……物理课不仅仅简单地告诉我们这些神奇现象,而且将引导我们去研究、探索这些物理现象.
研习点2 物理发展的道路
1.古文明的科学探索
从古人的文字和图画中可以看出他们的一些科学思索.
从甲骨文“声殳”(古代打击乐器)的结构可知,古人很早便知道声音与碰击有关.
东巴文“晒干”,已含有太阳光致使大地水气蒸发的科学思索.如图1-1-1
古人通过对日月星辰及周围事物的观察,设想着宇宙的模样.如有古人认为地球是平的,日月
星辰在大气中运行,其上方扣着穹顶,(如图1-1-2)
2.物理学的进步之阶
(1)著名天文学家、自然科学先驱哥白尼(1473-1543)、用日心说否定了影响人类达千年之久的托勒密地心说,有力地推动了人类文明的进程。
(2)经典力学和实验物理学的先驱伽利略(1564-1642)率先用望远镜观察天空,由此得到的关于天体运行的结果有力地支持了哥白尼的日心说.
(3)伟大的物理学家牛顿(1642-1727)在前人研究的基础上,构建了具有划时代意义的经典物理学体系.他发现日月星辰的公转与苹果下落有某些相似之处,建立了牛顿运动三大定律等.
(4)20世纪杰出的物理学家爱因斯坦(1879-1955)认为:当物体的运动速度接近光速时,人们所熟悉的空间和时间等概念都会发生变化.玻尔(1885-1962)等量子力学主要奠基人,发现微观世界的物理规律与宏观世界的物理规律有很大的差异.
研习点3 物理的研究方法
科学探究的主要环节
探究解题新思路
典例1 小宇对着蜡烛一吹,蜡烛就熄灭了.小宇猜想:如果在蜡烛前放一个玻璃瓶,隔着玻璃瓶吹蜡烛,蜡烛能熄灭吗?如图1-1-3,试一试,并解释其中的原因.
[研析] 对着蜡烛吹,气流将烛焰熄灭.隔着玻璃瓶吹蜡烛,玻璃瓶后面仍有气流,这就是人们不到大柱子后面躲寒风的原因,那里反而会被吹得更冷.如图1-1-4.
[答案] 蜡烛能熄灭.因为对着玻璃瓶吹,瓶子的后面会产生低压,周围的空气试图去平衡低压,这时产生的气流将会把火焰吹熄.
知识拓展 液体的在流速大地方压强较小,在流速小的地方压强较大;气体也是这样,而流体总是从压强大的地方流向压强小的地方,如对着两张平行拿着的纸吹气,两张纸就能吸到一起.
典例2 找两张完全相同的纸,一张揉成团,另一张展开,让它们从同一高度落到地面,猜一猜,哪一张先落地 实际做一做,验证你的猜想,并解释其中的原因.
[研析] 大小完全相同的纸,从同一高度落下,只考虑纸的形状对下落时间的影响.实验时要尽量在无风的教室或实验室中进行.
[答案] 猜想:可能展开的纸先落地;可能揉成团的纸先落地;可能两者同时落地.实验表明:揉成团的纸先落地.原因:纸的形状不同,下落时受到的阻力不同,表面积越大,受到的阻力越大,下落所用的时间越长.
友情提醒 猜想时需要根据实验的条件进行有根据的猜想,把可能的情况尽量的都涉及到,在实验时也需要根据条件进行不可随意更改。结论的总结需要把所存在的条件叙述清楚,结论准确,有概括性。
典例3 如图1-1-5,透过盛水的玻璃杯看书上的字,你发现书上的字是变大、变小还是大小不变 你把玻璃杯逐渐向书本靠近或把书本向玻璃杯逐渐靠近,书本上的字是越来越大还是越来越小 你还可以把铅笔或塑料尺斜插入盛水的玻璃杯中,如图1-1-6,你又发现了什么
[研析] 盛水的玻璃杯实际可以看作一个凸透镜,透过去看,物体看起来就变大了;当离玻璃杯离物体太近时,它的放大作用就不明显了,因此会变小;把铅笔或塑料尺斜插入盛水的玻璃杯里时,由于从笔或尺子发出来的光要经过两种不同的介质出来,使光线发生弯折,在人看来物体变得弯折了
[答案] 字变大了;越来越小;筷子弯折了。
知识拓展 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,这种现象称为光的折射。从人眼看来会有一些意外的现象发生,如插入水中的筷子看起来变弯了,游泳者在水中看岸上的树木变高了,在岸上看到的鱼实际上在鱼的上方,在水上方看到水池变浅了等。
开拓学习新视野
课标知识拓展
鸡蛋内写字
小勇过生日,妈妈送他一个特别的礼物——一个煮熟了的整鸡蛋.小勇拿起鸡蛋看,与平常鸡蛋没什么两样.剥去鸡蛋壳,奇迹出现了,蛋白上有几个字:生日快乐!如图1-1-7.小勇乐得跳了起来.请你跟着学做这样的鸡蛋吧!
准备:鸡蛋、白醋、小字毛笔.
方法:用笔蘸上白醋溶液在鸡蛋壳上写上你想写的字,当白醋干了以后看不到任何痕迹,再将鸡蛋放进装水的锅中煮熟就可以了.
据说,这种方法在第一次世界大战中德、法两国曾经作为传递情报的方法采用过呢!
其实原因也很简单:白醋与蛋壳中的碳酸钙发生反应,然后,白醋渗入到蛋壳内,与鸡蛋清反应,在蛋清上留下特殊痕迹,当鸡蛋煮熟后,蛋白上就显现出字迹了。
多彩物理漫步
居里夫人破案
法国著名物理学家、化学家居里夫人不但在学术上有很深的造诣,而且还能把物理知识运用到破案中.
一天清晨,居里夫人骑着自行车,她在路上发现一位倒在血泊中的警察,警察告诉居里夫人凶手骑着自行车逃走了,并用手指了一下凶手逃走的方向就咽气了.
居里夫人勇敢地追去.没追多久,前面出现了岔道,
凶手往哪条路上逃走了呢 她朝两边望去,左边和右边的
路均是不太陡的上坡路,在离开岔道口40米处均铺着一
层黄沙.她观察左、右两边的路,在松软的黄沙层上都
有清楚的车轮痕迹,但右边路上的车轮痕迹前后轮深浅
大致相同,而左边路上的前轮的车轮痕迹要比后轮浅,
她想了想顿时明白了.后来刑警赶来了,她指出凶手逃
走的方向。刑警果然抓住了凶手.
(1)凶手是往左边路逃的还是往右边路逃的
(2)居里夫人是如何判断的
优化考题新演练
一、理解与应用
1、物理学是研究自然界的____、物体间的______和_________的自然科学.
2、雷电发生时,我们往往先看到闪电,后听到雷声.这是因为光的速度比声音的速度________.(填“快”或“慢”)
二、拓展与创新
3、在有暖气片设备的屋子里,冬天仍然是温暖如春,如
图 1-1-9,这是暖气片的功劳.暖气片是用铸铁制成的散
热片,它在不大的范围里装有层层叠叠的片状管道,管道
里的蒸汽送来大量的热量,你认为暖气片安装在房间什么
位置最合适. ( )
A.房间顶部 B.房间窗台下面C.房间正中央 D.房间任何地方都好
4、怎样使纸风车转起来呢 图1-1-10中小华和小明的做法,说明_________________________________
5.小李在电视中看见了一种体育活动:一个人把自己悬吊在一根很长的橡皮绳下,自由地在空中上下振荡.小李发现不管这人运动的幅度如何,他上下一次所用的时间似乎总是相等的.小李想证实这个观察结果,甲、乙、丙、丁四位同学分别向他提出了建议.
甲:多问几个人,以多数人的意见为准.
乙:问问老师.
丙:用一根橡皮绳吊一个沙袋做实验,测量不同幅度的情况下来回一次所用的时间.
丁:直接打电话问问教育电视台的节目主持人.
在上述四位同学的建议中,你最相信的是____________.简要说明理由:____________________________________________________________________
6.爱迪生是位大发明家,我国著名的机电专家、电机之父胡汝鼎就 曾在爱迪生实验室工作过,并受到其教诲.爱迪生一生共有数千项发明,如发明电报、电话、电灯.在他大大小小的发明中,有一项发明别出心裁,令他津津乐道.这就是他家门口的门做得很重,每一位访问爱迪生的人都要花费九牛二虎之力才能推开它.原来,爱迪生的门和一套打水装置连接在一起.当客人推门进去时,就会朝水槽里加20升的水(图1-1-11).后来,爱迪生心中在盘算,加20升水是否太少了点,如果能使每次推门加水能达到25升,那么灌满水槽的加水次数就可以减少12次.请问爱迪生家的水槽有多大容积
三、综合与探究
7.有三个同学在家里用实验探究纸片、塑料薄膜、棉布对电视机遥控器遥控信号的阻挡能力.他们的探究过程分别是:
甲同学在自己家里,将纸片放在遥控器与电视机之间,手指按遥控器控制键,如果遥控器能对电视机起控制作用,则增加纸片的数量.如此重复实验,逐渐增加纸片的层数,直到遥控器不能控制电视机为止,记下纸片的层数.
乙同学在自己家中用塑料薄膜按照与甲同学同样的方法进行实验,记下塑料薄膜的层数.
丙同学在自己家中用棉布按照与甲同学同样的方法进行实验,记下棉布的层数.
他们的实验结果已经记录在下面的表格中:
他们的结论是:棉布能比纸片和塑料薄膜更有效地阻挡电视机遥控器发出的控制信号.
(1)三个同学的探究过程存在一些问题,请你指出其中存在哪些问题.
(2)请从指出的问题中选出1个,说明如何改进.
答案与解析研读
【课本习题解答】 无
【优化考题新演练】
1、物质结构;相互作用;物体运动最一般规律
2、快;解析:闪电和雷声是同时发生的,先看到闪电后听到雷声,说明是光速比声速快。
3、B;解析:暖气经过加热空气使空气对流从而使整个房间热起来。因此应该放在窗台下面,一方面可以实现冷热空气的对流,另一方面也可以先把由窗户进来的冷空气进行预热。
4、说明风能推动风车转动,风有能量。解析:让风车转动需要空气的运动,因此三个同学都是通过让空气运动,有了能量去推动风车转动的。
5、丙;实践是检验真理的唯一标准。解析:任何的结论都需要经得起实践的检验。
6、1200升;解析:设客人推门的次数为n,则20n=25(n-12),n=60,所以60×20=1200(升)
7、(1)没有选择同一台电视机(同一遥控器)进行实验;遮挡材料所放位置不一致
(2)选择同一台电视机(同一遥控器)进行实验。
解析:只要指出的问题合理即可;改进方法要合理,与其指出的问题相对应。
奇异吸引子一例
图1-1-2
图1-1-1
图1-1-3
图1-1-4
图1-1-5
图1-1-6
图1-1-7
图1-1-8
图1-1-9
图1-1-10
图1-1-11
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