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物理学与人类文明

判天地之美，析万物之理。

——庄子1/65判天地之美埃及金字塔过山车火箭升空流星雨闪电磁悬浮列车彩虹量子围栏太阳系析万物之理杠杆原理向心运动冲量摩擦生热空气电离电磁感应光色散纳米科技(10-9m)太空技术(光年)2/653/654/655/656/657/658/659/6510/6511/65物理学科介绍

物理学是一门自然科学,它起始于伽利略和牛顿年代,经过三个多世纪发展,已经成为一门众多分支,令人尊敬和热爱基础科学。

它远到宇宙深处至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子浩瀚而又精细时空中，物理学研究物质存在基本形式，以及它们性质和运动规律，所以说物理学是关于“万物之理”学问并不为过。12/651）时间尺度

研究范围13/652）空间尺度14/65物理学与自然规律

大自然充满了奥秘。在天地之间，各种形态物质展示着惊人多样和复杂，而在如此多样和复杂大自然背后，却隐藏着统一与友好规律。15/65哈雷慧星为何能够回归？16/6517/65抛出石头、跳水运动员在空中“划出”漂亮抛物线……。看似毫不相干现象，却隐藏着大自然秘密之一——万有引力定律。18/65大自然另一自然现象：闪电19/6520/65生活中现象：静电21/6522/65静电现象

闪电、梳子吸纸屑等现象，蕴藏着大自然一个秘密——静电，表达了自然多样性与统一性。23/65物理学规律

物理学规律属于大自然规律一部分。物理学就是探究物质结构和基本运动规律科学。24/65物理学科与其它学科联络区分物理科与其它科关注点不一样。物理学有许多分支：如力学、热学、电磁学、光学、统计物理学、量子力学、凝聚态物理、原子和原子核物理、粒子物理等。与其它学科形成交叉学科：物理化学、生物物理、地球物理等。以瀑布为例研究：25/65物理学更关心瀑布基本运动规律。化学更关心水分子成份和结构，水质改变。生物学则侧重水中微生物种类，以及瀑布对周围生态影响。地球科学更关注瀑布周围地层结构。26/65物理与社会发展物理学:起源于自然哲学－－观察和思索27/65观察和思索28/65观察和思索29/65古希腊时代,

人们把自然界观察和思，笼统地称为自然哲学。亚里士多德首次提出了物理学。1609年，伽利略利用天文望远镜观察探索宇宙奥秘物理与社会发展30/65观察和试验：物理学主要基础17世纪初，伽利略系统试验和观察方法作为探究自然规律重要伎俩。31/65自然界和自然规律隐藏在黑暗中：

上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。

经典物理学理论体系建立者32/6517世纪万有引力发觉使人类在20世纪60年代实现了登月梦想物理与社会发展C.17世纪，牛顿在前人研究结果基础上，建立了经典力学体系。这是当代意义上物理学开端。

牛顿力学不但能帮助我们解释周围宏观世界，而且让人类实现了登月梦想。33/65古希腊人探索：地球位于宇宙中心地面附近物质是由土、水、气、火四种元素组成。公元100年后，天文学家托勒密完善了地心说。地心说观点一直连续了近两千年。16世纪中叶，天文学家哥白尼在临死时发表了日心说理论，修正了地球静止不动观念，为牛顿天上和地下物理学统一打下了基础。人类对太空不懈追求34/65

远古人们就梦想飞出地球探索星空奥秘。嫦娥奔月是广为留传民间神话，表达了人类了解自然奥秘渴望。人类对太空不懈追求35/65

在牛顿力学基础上，人类对太空探索理论与实践都取得了丰硕结果。人类对太空不懈追求36/651957年前苏联第一颗人造卫星上天，震惊了世界。1970年中国发射了人造卫星，成为全世界第五个发射人造卫星国家。人类对太空不懈追求37/651961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘"东方号“载人飞船。完成了人类第一次围绕地球飞行。

尤里•加加林成为人类第一位登上太空航天员。人类对太空不懈追求38/65人类对太空不懈追求1999年11月我国发射了“神舟”1号飞船。年10月我国首次发射了“神舟”5号载人飞船。39/65D：18世纪到19世纪,物理学家建立了热力学理论和分子物理，发觉了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用内能转化为机械能方法来代替人力和畜力。这一伟大发觉，是以瓦特创造蒸汽机为代表。蒸汽动力应用，使许多大型厂矿应运而生。蒸汽机创造，直接推进了第一次工业革命。瓦特改良蒸汽机19世纪中期欧洲农业化机械已普遍使用1807年克莱蒙特号蒸汽船40/65上海东方明珠游乐园里摩天轮18世纪中期，富兰克林经过著名风筝试验，将天电与地电统一起来。到了19世纪，以库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等为代表物理学家建立了电磁学理论。电磁技术应用，引发了第二次工业革命。使人类进入电气时代。现在，电已经深入到人们生产、生活方方面面。41/65关注科学、技术和社会

磁应用发展:早在战国时期，秦始皇阿房宫“以磁石为门”，预防刺客怀揣利刃入侵。在古代医学方面，磁也有广泛应用，如治耳疾、吸铁屑等。古代人类对磁技术应用中，首屈一指是我国创造指南针，它对加速世界文明进程起了很大作用。42/65奇妙磁性地球是个大磁体指南针能够判断方向，却不明白原因。是神力拖住还是两极存在磁石山？吉尔伯特“小地球”试验才使人们认识地球是个大磁体。43/65赫兹试验证实电磁波存在电磁波发生器：两条光滑铜球杆各自固定在两片锌板，把铜杆用导线连接到感应线圈两端。电磁波接收器：将导线弯成环状，两端留有缝隙。44/6520世纪初，相对论和量子力学建立，是物理学史上一场惊天动地革命。广义相对论指出，时空曲率将产生引力。

薛定谔(1887-1961)奥地利人创建量子力学用STM针尖移动铁原子

45/6546/65原子核物理学进展，使人类直接利用射线与核能成为现实。47/6548/65原子能开发利用，推进了社会发展，但使人类面临着核战争、核污染威胁，使人类真正体会到技术是一把“双刃剑”。49/6520世纪，激光器、信息技术、超导技术、纳米技术、生命科学发展。

物理学就是自然科学和技术科学基础，也与普通人日常生活亲密相关。50/65信息技术改变了人们工作和生活方式，也使人们观念发生了深刻改变。51/65关注科学、技术和社会发展磁统计技术应用及其意义 磁统计理论和技术日趋成熟，正深刻地影响和改变我们工作、生活和学习方式。人们不但能够经过磁统计保留声音、动作、文字信息等，而且还能够利用记忆棒、光盘等载体，很方便地传递信息52/65智能牵引按摩床智能牵引按摩床是一个按摩兼腰椎牵引保健床，还能自动识别身体各个部位，进行“针对性”按摩。

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新奇鼠标长久使用鼠标专业人员往往会患上“职业病”，右手食指受损伤。这款新奇鼠标改变了只能用食指操作不足，拇指也可操作，让食指有休息机会，降低食指受损伤概率。

54/65家里电器品种多了，遥控器也多了，用遥控器操作经常会“张冠李戴”。而这款全能遥控器能以一顶十，甚至一顶几十。它集十几个、几十种遥控功效于一身。不论是家用电器遥控，甚至开关大门、拉窗帘等，它都能够“代劳”。

55/65物理学和社会发展

物理学就是自然科学和技术科学基础。同时也与普通人日常生活亲密相关。56/6557/65怎样学好高中物理？关注三个方面：1、知识与技能2、过程与方法3、情感、态度与价值观58/65知识与技能在“知识与技能”方面：需要学习概念、定律、模型以及试验技能。另外，还应该了解物理学与自然、社会、科学技术相互关系。

培养目标不一样，教学内容选取就不一样，或者教学内容侧重点就不一样。

59/65过程与方法在“过程与方法”方面：需要经历科学探究过程，动手实践，学习科学方法，体会科学思想，形成自主学习能力。60/65情感、态度、价值观在“情感态度价值观”方面

需要培养学习物理兴趣和激情，感受自然规律友好与奇妙，领悟其中意义，养成科学精神和科学态度。61/65高中物理学什么?