物理学和人类文明上学期xiu1市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

无法拒绝朋友走进高中物理世界第1页一、什么是物理学？一、什么是物理学？物理学是研究物质结构和运动基本规律学科物理学是研究物质结构和运动基本规律学科物理对我来说就像呼吸一样物理对我来说就像呼吸一样（李政道）（李政道）;物物理理学学所所包包括括就就是是我我们们对对于于自自然然界界所所能能说说东东西西（玻玻尔）尔）;它它从从一一个个侧侧面面描描述述了了什什么么是是物物理理学学，指指出出了了物物理理学学是与我们生活亲密相关是与我们生活亲密相关.第2页物理学研究对象物物理理学学研研究究什什么么第3页一、一、“从时间尺度来看物理学从时间尺度来看物理学”：当当代代标标准准宇宇宙宙模模型型告告诉诉我我们们：在在二二百百亿亿年年前前一一次次大大爆爆炸炸中中产产生生，即即有有10101818秒秒数数量量级级。有有一一个个微微观观粒粒子子，寿寿命命很很短短，数数量量级级为为1010-2525秒，共跨越了秒，共跨越了44个数量级。个数量级。第4页二、二、“从空间尺度来看物理学从空间尺度来看物理学”物物质质世世界界空空间间尺尺度度是是从从10-15m到到1027m，共共跨跨越越了了4243个个数数量量级级，深深入入指指出出了了时时间间尺尺度度和和空空间间尺尺度度跨跨度度是是相相同同，强强调调了大自然时空是统一物理学基本思想了大自然时空是统一物理学基本思想第5页三、三、“从历史发展角度来看物理学从历史发展角度来看物理学”伽伽利利略略、牛牛顿顿、法法拉拉第第、麦麦克克斯斯韦韦、爱爱因因斯斯坦坦等等几几位位物物理学家对物理学所作出贡献。理学家对物理学所作出贡献。第6页冥王星为何遭降级？冥王星为何遭降级？为何改为八颗行星而非十二颗？为何改为八颗行星而非十二颗？第7页 1930年，美国科学家克莱德年，美国科学家克莱德汤博宣告发觉冥王星时，错估汤博宣告发觉冥王星时，错估了冥王星质量和体积，认为它比地球大几倍，以后发觉冥王星质了冥王星质量和体积，认为它比地球大几倍，以后发觉冥王星质量甚至比月球还小，质量只有地球量甚至比月球还小，质量只有地球1/400，等这个错误被纠正时，等这个错误被纠正时，冥王星已经作为太阳系第九大行星被写入了教科书，成为了太阳冥王星已经作为太阳系第九大行星被写入了教科书，成为了太阳系内唯一一颗由美国人发觉行星。伴随深入观察，还发觉冥王星系内唯一一颗由美国人发觉行星。伴随深入观察，还发觉冥王星与其它八大行星相比除了质量过小外，还有其它不一样：前八个与其它八大行星相比除了质量过小外，还有其它不一样：前八个行星，它们有二个共性，表现在：第一个是公转轨道共面特征，行星，它们有二个共性，表现在：第一个是公转轨道共面特征，它们轨道都在黄道面附近，夹角很小，第二个是它们轨道都是近它们轨道都在黄道面附近，夹角很小，第二个是它们轨道都是近似圆形，而冥王星轨道不但跟黄道轨道相差了似圆形，而冥王星轨道不但跟黄道轨道相差了7度角，而且这个轨度角，而且这个轨道是个离心率较大椭圆，有时它比海王星离太阳还近！这一点是道是个离心率较大椭圆，有时它比海王星离太阳还近！这一点是科学家们最不能容忍！这么一来就引发了科学家们对行星重新定科学家们最不能容忍！这么一来就引发了科学家们对行星重新定义探讨，这也正是此次大会含有里程碑意义地方。依据经过新定义探讨，这也正是此次大会含有里程碑意义地方。依据经过新定义，义，“行星行星”指是围绕太阳运转、本身引力足以克服其刚体力而指是围绕太阳运转、本身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够去除其轨道附近其它物体天体。而冥王星使天体呈圆球状、能够去除其轨道附近其它物体天体。而冥王星因为其轨道与海王星相交，所以不符合这一定义而被除名。因为其轨道与海王星相交，所以不符合这一定义而被除名。第8页yr 代表地球年，如代表地球年，如1 yr=365dayau代表地球到太阳之间距离代表地球到太阳之间距离 0.390.721.001.525.209.5419.14300.2410.6151.001.8811.829.584.01650.0590.3713.512140.61868.257011.74270000.0580.3813.53139.24870.25705627225第9页亚太二号（亚太二号（APSTAR-2）由美国休斯企业为香港亚太卫星通信企业）由美国休斯企业为香港亚太卫星通信企业制造，制造，1995年年1月月26日由长征二号日由长征二号E发射时，因为美方没有告之卫星发射时，因为美方没有告之卫星谐振频率，而凑巧卫星谐振频率与火箭整流罩谐振频率相同，因为谐振频率，而凑巧卫星谐振频率与火箭整流罩谐振频率相同，因为高空切变风对火箭作用，引发共振，造成星箭爆炸高空切变风对火箭作用，引发共振，造成星箭爆炸.考克斯汇报称：劳拉和休斯企业向中国提供了分析故障考克斯汇报称：劳拉和休斯企业向中国提供了分析故障“诊疗诊疗程序程序”、“转让了导弹设计方面资料和技术技能转让了导弹设计方面资料和技术技能”，从而，从而“有可能有可能被中国用于提升各类弹道导弹可靠性被中国用于提升各类弹道导弹可靠性”。这简直是无中生有。中国。这简直是无中生有。中国自行研制火箭、导弹自行研制火箭、导弹40多年，自有一整套科学可靠性设计方法、故多年，自有一整套科学可靠性设计方法、故障诊疗处理规范，还有严格质量确保体系。它们历经上百次飞行考障诊疗处理规范，还有严格质量确保体系。它们历经上百次飞行考验，足以确保中国造出高质量、高可靠导弹和运载火箭，处剪发射验，足以确保中国造出高质量、高可靠导弹和运载火箭，处剪发射过程中疑难问题及排除故障。与美国同类一次性运载火箭相比，中过程中疑难问题及排除故障。与美国同类一次性运载火箭相比，中国商业运载火箭可靠性毫不逊色（见下表）。在国商业运载火箭可靠性毫不逊色（见下表）。在1995年中、美企业年中、美企业共同研究共同研究LM-2E发射亚太星二号故障之前，中国发射亚太星二号故障之前，中国LM-2C火箭已经有火箭已经有14次连续发射成功统计。以后，它又连续次连续发射成功统计。以后，它又连续6次发射摩托罗拉企业铱次发射摩托罗拉企业铱星，至今一直保持星，至今一直保持100成功率。而美国大力神成功率。而美国大力神4火箭，在火箭，在1998年年8月月12日、日、1999年年4月月9日和日和4月月30日连续日连续3次发射失败，造成次发射失败，造成30多亿美多亿美元直接经济损失。元直接经济损失。第10页四、四、“物理学是一门非常主要学科物理学是一门非常主要学科”物物理理学学对对人人类类文文明明和和社社会会进进步步所所产产生生巨巨大大推推进进作作用用、物物理理学学对对于于一一个个国国家家提提升升综综合合国国力力（尤尤其其是是军军事事实实力力）所所起起主主要要作作用用、物物理理学学带带来来技技术术革革命命对对人人们们生生活活方方式式和和思思想想观观念念所产生深刻影响所产生深刻影响。第11页物物理理学学与与其其它它科科学学技技术术物理学与航天物理学与航天物理学与医学物理学与医学物理学与军事物理学与军事物理学与交通物理学与交通第12页第13页物物理理学学与与其其它它科科学学技技术术物理学与纳米技术物理学与纳米技术物理学与生命技术物理学与生命技术第14页物物理理学学与与社社会会进进步步第一次产业革命第一次产业革命第二次产业革命第二次产业革命第三次产业革命第三次产业革命第15页1875年，美国人亚历山大格拉汉姆贝尔创造了世界上第一部电话机。第16页当前，世界上运行速度最快电脑是由IBM企业生产名为“蓝色基因”超级电脑，运算速度高达每秒钟70万亿次。第17页电脑在改变着我们生活第18页11月17日，正在日本东京本田企业总部访问丹麦女王玛格丽特二世收到机器人Asimo献上花束。第19页第20页二十一世纪，物理学是否将如前两三个世纪那样，处于领先地位，会有一番争议，但不会再有一位科学家像开尔文那样，断言物理学已接近发展终端了。能源和矿藏日渐匮乏，环境日渐恶化，向物理学提出解决新能源、新材料加工、新测试伎俩物理原理和技术。对粒子深层次探索，解决物质最基本结构和相互作用，将为人类提供新认识和改造世界伎俩，这需要有新粒子加速原理，更高能量加速器和更灵敏、更可靠探测器。实现受控热核聚变，需要综合等离子体物理、激光物理、超导物理、表面物理、中子物理等方面知识，以解决有关一系列理论技术问题。总之，随着新技术革命深入发展，物理学也将无限延伸第21页物物理理学学与与思思维维观观念念第22页物理学影响思维观念1、机械决定论、机械决定论-蝴蝶效应蝴蝶效应2、地心说、地心说-日心说日心说3、物理技术是双刃剑、物理技术是双刃剑第23页 物理学改变着人们思维方式物理学改变着人们思维方式蝴蝶效应：蝴蝶效应：指在一个动力系统中，初始条件下微小改变指在一个动力系统中，初始条件下微小改变能带动整个系统长久巨大连锁反应。这是一个能带动整个系统长久巨大连锁反应。这是一个混混沌现象沌现象。美国气象学家爱德华美国气象学家爱德华罗伦兹提出这种效应，罗伦兹提出这种效应，他在演讲时作了生动比喻：他在演讲时作了生动比喻：“一个蝴蝶在一个蝴蝶在巴西巴西轻轻拍翅膀，能够造成一个月后德克萨斯州一场龙卷拍翅膀，能够造成一个月后德克萨斯州一场龙卷风。风。”其原因在于：蝴蝶翅膀运动，造成其身边空其原因在于：蝴蝶翅膀运动，造成其身边空气系统发生改变，并引发微弱气流产生，而微弱气系统发生改变，并引发微弱气流产生，而微弱气流产生又会引发它四面空气或其它系统产生对气流产生又会引发它四面空气或其它系统产生对应改变，由此引发连锁反应，最终造成其它系统应改变，由此引发连锁反应，最终造成其它系统极大改变。极大改变。第24页西方流传一首形象民谣：丢失一个钉子，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一匹战马；折了一匹战马，伤了一位骑士；伤了一位骑士，输了一场战斗；输了一场战斗，亡了一个帝国。蝴蝶效应说明：初始条件极小偏差，将会引发结果极大差异。一个坏微小机制，假如不加以及时地引导、调整，会给社会带来非常大危害，甚至是灾难；一个好微小机制，只要正确指导，经过一段时间努力，将会产生轰动效应，甚至是革命。勿以善小而不为，勿以恶小而为之！第25页五、物理学未来五、物理学未来新能源曙光新能源曙光l 太阳能太阳能l 风能风能l 海洋能海洋能l 核能核能第26页新型材料发展前景新型材料发展前景l 材料材料 人类文明大厦支柱人类文明大厦支柱l l记忆金属记忆金属l l光学材料光学材料l l纳米材料纳米材料第27页未来计算机未来计算机l超导计算机超导计算机l光计算机光计算机l智能计算机智能计算机l生物计算机生物计算机第28页l l 展望未来科学技术发展，一是展望未来科学技术发展，一是惊叹，二是振奋。惊叹，二是振奋。l l 先进思想、理论、新材料、新先进思想、理论、新材料、新技术一旦结合起来，就会出现意想技术一旦结合起来，就会出现意想不到奇迹。不到奇迹。l l 同学们应该热爱科学，对奇妙同学们应该热爱科学，对奇妙科学世界充满永不衰竭好奇，为献科学世界充满永不衰竭好奇，为献身科学事业奠定良好基础。身科学事业奠定良好基础。第29页高中，我们将学习哪些知识？第30页怎样学好高一力学知识？1）学懂弄通）学懂弄通课堂是学习第一关，也是最主要一关。在听课过程中，必须弄懂重点、课堂是学习第一关，也是最主要一关。在听课过程中，必须弄懂重点、难点、疑点，明确知识结构。难点、疑点，明确知识结构。2）抓住重点）抓住重点学习过程中首先要抓住重点。所谓重点就是主要知识点，同时也是学习过程中首先要抓住重点。所谓重点就是主要知识点，同时也是考查主要内容。只有把握住重点，才能突破难点和疑点。考查主要内容。只有把握住重点，才能突破难点和疑点。3）触类旁通）触类旁通你必须做一定量练习题，仅做书本上习题是远远不够。做题时不要你必须做一定量练习题，仅做书本上习题是远远不够。做题时不要就题论题，应探求题目标个性与共性，做到触类旁通，到达事半功倍效就题论题，应探求题目标个性与共性，做到触类旁通，到达事半功倍效果。果。4）完整体系）完整体系知识都有内在结构与联络，你在学习过程中应尽力完善知识体系，知识都有内在结构与联络，你在学习过程中应尽力完善知识体系，并在头脑中构筑框架，形成记忆。并在头脑中构筑框架，形成记忆。第31页同学们,努力啊!第32页