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第一章 第3节
站在巨人的肩膀上
复习提问：
1.物理学的发展分为几个阶段？
2.各个阶段都有哪些代表人物？
3.这些代表人物都有哪些贡献？
知识园地—硕果累累
什 么 是 物 理 学？
前人们在探索许多神奇现象的过程中，逐渐发现了蕴藏其中的某些物理规律，随着对这些规律的深人探究，物理学的体系便逐渐形成了。
物理学是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学
1
课堂导入
02
半人马星系
物理学与日常生活
现代科学技术不仅被广泛应用于农业、医疗、通信、能源等领城，还应用于日常生活中，方便快捷的交通工具满足了人们日常的出行需要。
我国高铁第六次提速，速度高达600Km/h
我国自主研制的磁悬浮列车，速度达到500Km/h
03
物理学与航天科技
由于航天技术的发展，人类不仅实现了飞翔之梦,而且还能登上月球、遨游太空,继续探索浩瀚宇宙的秘密
国际空间站宇航员脱离飞船实现太空行走
“旅行者”号探测器飞过土星
04
物理学与新技巧
蚂蚁能搬动的集成电路芯片.信息技术给人类带来了巨大影响，集成了成千上万个电子元件的芯片，既小又轻，以至于蚂蚁都能搬动。
超导中的磁悬浮(极低温下金属块在磁场中会自动漂浮起来).超导技术正在蓬勃发展,其应用将缓解人类的能源危机等.
05
科学探究——其乐无穷
你知道物理学家都是怎么样进行科学探究的吗？
物理学家进行科学探究一般需要这样做:发现并提出问题，做出猜想与假设,设计实验与制订计划，通过观察、实验等途径来收集证据，分析与论证,评价证据是否支持猜想与假设,得出结论或提出新的问题.在科学探究的过程中，交流与合作也是不可缺少的环节。
06
第一环节 提出问题
发现问题比解决问题更重要——爱因斯坦
提出问题的要求：能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题;能书面提出问题或口头表述这些问题;认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
07
实 例
根据这个实例，你能说出伽利略提出的问题是什么？
提出问题：
重量轻的物体下落一定慢吗？
古希腊哲学家亚里士多德曾经提出重的物体下落快，轻的下落的慢，而伽利略认为轻的物体下落不一定慢，由此引发思考，于是他带上自己的学生在比萨斜塔用两个大小相同重量相差较大铁球开始验证他的想法。结果两个铁球同时着地，后来。波义耳用真空容器证明了铅弹与羽毛下落一样快，进一步证明了伽利略观点的正确。
08
第二环节 猜想与假设
猜想与假设的要求：尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想；对探究的方向和可能猜想与假设 ，出现的实验结果进行推测与假设，认识猜想与假设在科学探究中的重要性。
根据刚才的实例，你能说出伽利略的猜想是什么吗？
猜想与假设：
1.重量轻的物体下落不一定慢
2.重量轻的物体下落一定慢
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第三环节 设计实验与制定计划
设计实验与制定计划的要求： 明确探究目的与已有条件,经历设计实验与制订计划的过程尝试选择科学设计实验与探究的方法及所需要的器材:尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识;认识设计实验与制订计划在科学探究中的作用。
根据刚才的实例，你能为伽利略制设计实验与制定计划吗？
将重量相差较大的的两个铁球分配给两个人，让其从斜塔上的同一高度处同时自由释放。
设计实验与制定计划：
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第四环节 进行实验与收集数据
进行实验与收集数据的要求：能通过观察和实验收集证据能通过公共信息资源收集资料，尝试评估有关信息的科学性；会阅读简单仪器的进行实验与说明书；能按书面说明操作；会使用收集证据，简单的实验仪器；能正确记录实验数据具有安全操作的意识，认识进行实验与收集证据对科学探究的重要性。
进行实验与收集数据：
根据刚才的实例，你能找到伽利略实验收集的数据吗？
观察到两个铁球同时着地
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第五环节 分析与论证
分析与论证的要求：能初步描述实验数据或有关信息，能对收集的信息进行简单的比较能进行简单的因果推理;经历从物理现象分析与论证和实验中归纳科学规律的过程尝试对探究结果进行描述和解释:认识分析与论证在科学探究中是必不可少的。
根据刚才的实例，你能对伽利略的实验进行分析与论证吗？
分析与论证：
人们通过本次实验的观察普遍认为伽利略的实验方法是合理的，本实验确实证明重量轻的物体下落不一定慢，两个球是同时着地的，说明下落的快慢与物体的重量无关。
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第六环节 评估
评估的要求：有评估探究过程和探究结果的意识;能注意假设与探究结果间的差异:能注意探究活动中未解决的矛盾，发现评估新的问题:尝试改进探究方案:有从评估中吸取经验教训的意识认识评估对科学探究的意义
根据刚才的实例，你能对伽利略的实验进行评估吗？
评估：
本次只做来一次实验，不具有说服力，不能得出其重量轻的物体下落不一定慢的普遍规律
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第七环节 交流与合作
交流合作的要求：能写出简单的探究报告有准确表达自己观点的意识，在合作中注意既坚持原则又尊重他人:能思考别人的意见，改进自己的探究方案:有团队精神:认识科学探究中必须有合作精神
根据刚才的实例，你能找出其交流合作的部分内容吗？
交流合作：
波义耳用真空容器证明了铅弹与羽毛下落一样快，进一步证明了伽利略观点的正确。
2
课堂活动
分享活动：学习了科学探究的七大环节，你能不能从你的实际生活中发现一些物理问题，加以探究吗？（分享你提出的问题、猜想与实验设计三个环节）
自由划分研究小组
组内讨论
派代表分享组内讨论结果
综合评价
科学精神——永远高扬
大发明家爱迪生，一生发明了爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项，拥有专利一千多项。一次爱迪生的实验室发生来事故，两百万美元的实验室毁尽了，他却坦然的说一切又可以重来了。
爱因斯坦曾是专利局的一名不起眼的小职员，即便是读大学时他也是成绩不算优秀的学生，凭着自己对科学的热爱和兴趣，在1905年（26岁）连续发表了多篇震动物理界的重大论文，这一年被称为“爱因斯坦年”。爱因斯坦还为核能开发奠定了理论基础，开创了现代科学技术新纪元，被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。
他根据自己的理论预言了引力波的存在，2016年美国一个天文台首次检测到来引力波。
科学家们都具有怎样的精神？
1. 实事求是，尊重客观规律，不信权威，敢于坚持真理
2. 孜孜不倦，刻苦认真，锲而不舍
3. 善于合作与交流，敢于提出与众不同的见解，敢于 修正自己错误或放弃自己的错误观点。
同学们，学习物理不仅要学习物理知识与方法，还要敢大胆质疑，勇于探索，坚持真理，更要学习科学家们的精神，并继承和发扬下去。
3
课堂小结
站在巨人的肩膀上
物理学的概念
物理学的应用
科学探究的七大环节
提出问题
猜想与假设
设计实验与制定计划
进行实验与收集数据
评估
交流与合作
发挥科学精神
1. 一个硬币是银白色的金属光泽，一些同学认为它是金属铁制成的，某同 学思考后提出；“我们可以拿磁铁吸引一下”，对“拿磁铁吸引”这一过程属于科学探究的哪一环节（ ）
A 实验 B 猜想 C 提出问题 D 评估
典例分析
A
2.在科学探究过程中，下列说法错误的是（ ）
A 不断的更正猜想 B 不可以随便修改实验数据
C 大胆猜想 D 尊重实验的真实性
A
迁移训练
1. 科学探究的七大环节分别是：___________ 、____________ 、__________________ 、
_________________ 、_____________ 、_____________、____________。
提出问题
猜想与假设
设计实验与制定计划
进行实验与收集数据
分析与论证
评 估
交流与合作
2. 在科学探究的过程中，所涉及的主要环节顺序正确的是（ ）
A.猜想、提问、设计实验、评估、进行实验并收集证据
B.提问、猜想、设计实验、进行实验并收集证据、分析与评估
C.设计实验、进行实验并收集证据、提问、猜想、评估
D.分析与论证、提问、设计实验、猜想、评估、进行实验
B
1.3 站在巨人的肩膀上
一.填空题
1.（原创）物理学是研究自然界的_________、__________和_________的自然科学。
【答案】 物质 相互作用 运动规律
【解析】物理学是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。
（原创）物理知识与方法被广泛应用于现代通信、_________航天、材料以及________等领域
【答案】交通 能源
【解析】物理知识与方法被广泛运用到现代通信、交通、航天、材料以及能源等领域。
（原创）科学探究的七大环节___________、___________、___________、___________、___________、___________和交流与合作
【答案】 提出问题 猜想与假设 设计实验与制定计划 进行实验与收集数据 分析与论证 评估
【解析】科学探究的七大环节是科学家进行科技发现和创造的基本方法，是学生学习物理必须掌握的方法之一，他们分别是提出问题、猜想与假设 、设计实验与制定计划、 进行实验与收集数据 、分析与论证 、评估以及交流与合作 。
4.（原创）科学探究是其乐无穷的，在探究时，首先要___________明确方向，接着进行合理的_________,再根据实际情况设计实验与制定计划，并进行实验与收集数据，接着对实验结果进行____________,最后进行评估和交流
【答案】 提出问题 猜想与假设 分析与论证
【解析】 这是考察对科学探究七大环节的运用，是要求的各个环节的衔接与顺序进行考察。七大环节的顺序依次为提出问题、猜想与假设 、设计实验与制定计划、 进行实验与收集数据 、分析与论证 、评估以及交流与合作。
5.（原创）科学家__________被被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。
【答案】 爱因斯坦
【解析】爱因斯坦在1905年（26岁）连续发表了多篇震动物理界的重大论文，这一年被称为“爱因斯坦年”。爱因斯坦还为核能开发奠定了理论基础，开创了现代科学技术新纪元，被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学。
6.（原创）认识了很多科学家后，我们发现他们在生活、工作中都很注重观察，并进行实验，去探索科学神奇，我们在学习中，__________和__________也是我们掌握知识，并进行创新的法宝
【答案】 观察 实验
【解析】物理是一门以实验为基础的科学，物理科学家非常注重观察和实验，因此观察和实验也是我们增加知识和学习方法的基础。
二．选择题
7.（原创）能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，提出来加以探究，这是科学探究的哪一环节（ ）
A 猜想与假设 B 提出问题 C 评估 D 交流与合作
【答案】 B
【解析】能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，提出来加以探究，这指的就是科学探究的提出问题环节。
8.（原创）我们“站在巨人的肩膀上”，就是要我们（ ）
A．继承科学知识，学习科学研究方法，发扬科学精神 B．跟着古人的脚印，对科学重新探
C．学习更多的古人的主张和学说 D．多学习历史，了解古人
【答案】A
【解析】 巨人“指的是我们的科学家前辈，站在巨人的肩膀上就说要我们继承科学家的探究结果，学习科学的探究方法，在古人的基础上发明创造,故选A.
9.（原创）某同学拿到一个黑色的小球，想知道它能否在水里浮起来，于是该同学将它放入水里观察，请问“放入水里”这一环节是科学探究中的
A 观察 B实验 C 评估 D交流
【答案】 B
【解析】．科学探究的主要步骤是发现并提出问题，猜想与假设等．显然“放入水里”属于收集证据中的实验。
三.简答题
10.（原创）通过本节学习,你领悟了哪些科学精神?
【解析】坚持实事求是、尊重客观规律、不畏权威，敢于坚持真理，在科学研究上孜孜不倦，刻苦认真，锲而不舍，敢于修正错误或放弃自己错误的观点。
填空题
1.（原创）面对罗马教会的强权，哥白尼顽强地说“自己终于推动了地球”;伽利略坚持认为地球在转动.这体现了科学家们的实事求是____________、____________、_____________的精神。
【答案】尊重客观规律 不迷信权威 敢于坚持真理
【解析】面对罗马教会的强权，哥白尼顽强地说“自己终于推动了地球”;伽利略坚持认为地球在转动.这体现了科学家们实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理的科学精神，伽利略还曾经多次入狱。
2.（原创）人们认为伽利略的两个铁球同时着地的方法是合理的，但是只做了一次实验不具有说服力，这体现科学探究的_________环节。
【答案】 评估
【解析】评估环节就是要将探究活动中未解决的矛盾找出来，发现新的问题，改进探究方案，吸取经验教训。
（原创）爱因斯坦与波尔长达20年的科学论战向世人说明，科学家要善于_________,敢于提出不同的见解，也敢于__________自己错误的观点。
【答案】合作与交流 修正或放弃
【解析】爱因斯坦与波尔长达二十余年的量子力学大论战，这种学术斗争并未影响两人的友谊，这体现来科学家善于交流与合作，敢于修正或放弃自己错误的观点。
4.（原创）因对放射现象进行研究而两次获得诺贝尔奖的科学家是______________.
【答案】居里夫人
【解析】居里夫人是第一个也是唯一一个两次获得诺贝尔奖的科学家。一次获得诺贝尔物理奖，另一次获得诺贝尔化学奖。
5.（原创）如图所示，一个金属块在低温下放磁场中出现的情景，我们把这种现象称为___________.
【答案】磁悬浮
【解析】磁悬浮现象就是由于同性相斥的原理。低温环境下金属块下落运动而产生与下方相反方向的磁场，由于排斥力和金属块重力刚好相等，因此悬浮。
6.（原创）学习物理要善于观察现象，下列哪些与光有关的现象__________。
a 照镜子 b 看到鱼在水里游动 c 海市蜃楼 d 大声呼叫 e 人在路灯下的影子
【答案】 a b c e
【解析】 照镜子利用光的反射，看到鱼在水里游动和海市蜃楼是利用光的反射和折射 ，人在路灯下的影子是光的直线传播，都与光有关。大声呼叫时声现象
二．选择题
7.（原创）下列关于科学探究的说法中，不正确的是( )
A科学家们已得出结论就不应该再去怀疑
B.在科学探究过程中，应提倡交流合作的精神
C.对自己的猜想，应设计好相应的实验来加以验证
D.实验时不但要看实验现象，还应认真做好实验记录
【答案】A
【解析】A项科学家有时得出的结论也有错误的地方，只有经过验证后，才能证明是正确的，不能盲目地运用．错误，符合题意．
B项现在的科学探究都是多学科，多方面的知识探究，一个人不可能掌握所有的知识，也没有那么多的精力去完成，要讲究团队合作精神．正确，不合题意．
C项对科学探究我们要提出自己的猜想，并想办法用实验来验证我们的假设和猜想．正确，不合题意．
D项探究过程中，我们不仅要认真观察实验现象，同时要做好实验记录，总结规律，得出结论．正确，不合题意．故选A．
8.（原创）在科学探究的过程中，所涉及的主要环节顺序正确的是( )
A.猜想、提问、设计实验、评估、进行实验并收集证据
B.提问、猜想、设计实验、进行实验并收集证据、分析与评估
C.设计实验、进行实验并收集证据、提问、猜想、评估
D.分析与论证、提问、设计实验、猜想、评估、进行实验
【答案】B
【解析】科学探究的一般步骤主要包括:提问、猜想、设计实验、进行实验并收集证据、分析与评估等，此B选项正确。
9.（原创）2010年诺贝尔物理学奖授予两位研究石墨烯材料的教授.石墨烯是一种神奇的物质,是人类迄今发现的厚度最薄、强度最高的材料,针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为较有价值且可探究的问题是( )
A.“石墨烯为什么很薄?” B.“如何提取石墨烯这种物质?”
C.“石墨烯在生活中有什么用处?” D.“石墨烯的强度与石墨烯的厚度、面积有什么关系?”
【答案】 D
【解析】 由于石墨烯是厚度最薄，强度最高的材科，所以较有价值的且可探究的问题是石墨烯的强度与厚度。 面积的关系，A.B项的问题探究价值不大 并且在现有条件下很难得出结论,C项的问题虽然有探究价值，但在没有探究石墨烯的性质前，不可能探究其用处 故D选项正确；
三.材料题
10.（原创）阅读下列材料，回答相应问题：
1911年，荷兰科学家卡末林一昂内斯(Heike Kam eringh-Onnes)用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K (零下268. 95*C) 时,水银的电阻完全消失。当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象。1933年， 荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另-个极为重要的性质一完全抗磁性， 也称迈斯纳效应。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通I具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上。发生超导现象时的温度称为临界温度。2014年12月，我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K (零下233. 15摄氏度)以上，这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料，堪称铁基超导研究的重大进展，为相关体系 新超导体的探索提供了新的研究思路。同时,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。
（1）超导现象是指____________________.
（2）荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另-个极为重要的性质是___________,
（3）根据你对超导体的了解，说一说超导体将应用于哪些领域？（至少3个）
【解析】（1）超导现象是指当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零。
（2）荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另-个极为重要的性质一完全抗磁性
（3）超导体将应用于集成电路（芯片）、磁悬浮列车、航天等领域
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