物理学与人类文明教学设计第二课时

物理学与人类文明

1 教学目标

（1）了解物理学对人类文明、社会进步的影响。

（2）认识物理学在科学中的基础地位。

（3）知道高中物理与初中物理在内容和方法上的区别。

（4）知道高中物理学习的基本要求

2 教学重点

（1）

知道物理学的研究对象及方法

（2）

了解物理学对人类文明、社会进步的影响

（3）

知道高中物理学习的基本要求

3 情感、态度、价值观

从物理学的研究对象和研究方法感受科学精神及科学思想的魅力

一

关于物理

1 什么是物理？

我们先来看看英国诗人蒲柏给牛顿写的墓志铭：“自然和自然的法则隐藏在黑暗之中，上帝说‘让牛顿去吧’，于是，一切都被照亮”，同学们能从其中体会到物理是什么吗？

简单的讲，就是“事物的道理”

“自然界的法则”

，

是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化。

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学

物理的研究对象是整个宇宙，即四面八荒和古往来今（时间和空间），每每想到这一点，我们能不心潮起伏，激情澎湃吗？

2 为什么要学习物理？

“判天地之美，析万物之理”

那么不“析”不“判”又有何不可呢？这就涉及到一个终极的问题：人活着的目的是什么？当北京山顶洞人把头探出山洞眺望时，他一定迫切的想知道山的那边有什么？当半坡先民看到斗转星移寒来暑往四季更替时，他一定想知道是谁在主宰着这个世界（引力）？当北约部队的精确制导导弹飞向科索沃时，科索沃人一定会想怎样能将他拦截（动力学、轨迹方程、GPS+地形匹配）。。。。。。，而所有这一切问题都离不开物理及物理研究思想，物理思想及方法是人类科学素养的基石，既就是你以后不从事物理方面的工作，学习基本的物理学知识至少可以使你说话有根据，说话有逻辑，做事有条理，处理问题能抓住本质切中要点。

物理之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于他对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展成长的过程中，形成了套独特而卓有成效的思想体系。

大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景；——这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。——反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！

大家都知道爱迪生让助手计算灯泡容积的故事，这其实是物理学中常见的“等效替代”的思想（曹冲称象也用了同样的思想）。大家回忆一下，初中我们在研究液体内部压强的决定因素时用了什么样的研究思想（控制变量法）？

人和人最大的区别不在于拥有知识的多少，而在于思维方式及思维层次的不同，这就是为什

么现代人拥有的知识远远大于古人但很少有人能达到牛顿和孔子的智慧的原因所在。而物理学的学习和研究恰能很好的训练人的思维培养人的科学方法。基于这一点，中国名牌理工科大学在招生时都非常注重学生的物理成绩。

有人说“二十一世纪是生物学的世纪”，岂不知物理学为生物学提供了大量的物质支撑，譬如芯片技术、纳米材料等等。（物理学的光辉）

3 初中物理和高中物理的区别是什么？

初中物理从概念到规律的教学都是形象的、直观的、定性的，换句话来说就是“不准确的、不完善的、肤浅的、表面化的”

高中物理从概念到规律的教学都是抽象的、准确的、定量的。

譬如初中说“质量就是物体所含物质的多少”并没有交代清楚质量到底是什么？到了高中我们就要告诉大家“质量是物体惯性大小的量度”；初中说“确定物体的质量是不变的”，而高中要告诉大家“质量和速度大小有关”；初中说“赤道上的g值比两极小”却不说明原因，而高中就要结合万有引力和地球形状推导出这个结论。

高中物理比初中物理更注重实验探究和分析

高中物理比初中物理更注重思维的抽象性。譬如理想模型的建立

高中物理比初中物理更注重判断推理分析综合

高中物理比初中物理更注重应用数学工具解决物理问题。譬如：三角函数、均值不等式、一元二次方程的极值，微积分初步（微元法）、边界条件、线性方程等

4 如何学好高中物理？

归零（空杯）的心态和持之以恒的毅力

重视观察和实验（不唯书、不唯上、只唯实）

独立思考，着重理解

重视应用（解题）

5老师的一篇博文----《物理学的光辉》

物理学的光辉

----2010年9月

人类对世界的认识最早源于仰望星空时的困惑。

从亚里士多德的坐而论道到伽利略的自制望远镜，从开普勒的计算到牛顿的万有引力，从哈勃的红移现象到爱因斯坦的尺缩效应......，物理学的发展史折射出了整个自然科学的发展，牛顿微积分的创立是数学的尴尬，卢瑟福阿尔法粒子的散射实验让化学汗颜，哲学号称可指导自然科学，但他却无法跟得上物理学的现代进展，正如吴忠超所言“现代人如果不了解微积分和物理学的精义，就很难称得上受过良好的教育”。

物理学能够使人拥有抓住本质洞察真相的本能，“理想

模型法”的本质在于忽略次要因素抓住主要矛盾，不被光怪陆离使人眼花缭乱的表象所迷惑，物理的理性是科学的祖先。在这个充斥着假丑恶的愚蠢时代，物理使人更不容易迷失方向，因为太阳不会说谎、银河系不会拍宇宙的马屁、宇宙也不会用毒奶粉去戕害自己的未来。

物理和世界对话的唯一方式就是实验和思辨，她研究物而不研究人，她不必为尊者讳、为长者讳，她尊重的是事实和真理，而不是权威和上级。在物理世界中没有出卖和告密,只有团结和谐作。在简陋阴冷的实验室里，居里夫妇一起挥汗如雨的默契和微笑；在生死别离之际，第谷对开普勒薪火相传的信任和期望；在专利局书记员简陋的居室里，普朗克对爱因斯坦的真诚相邀......无不闪耀着物理独特的光辉。

记得有哲人说过“一个人怎样生不要紧，要紧的是怎样去死”。阿基米德气淡神定的对破门而入的罗马士兵说“请等一下，让我做完这个计算”；罗马的鲜花广场，布鲁诺即使被处以火刑也不愿改变自己日心说的观点；伽利略深受宗教裁判所的陷害双目失明至死还在孜孜研究.......,在缺钙的时代，物理人的腰杆像笔杆一样笔直。

冷眼旁观眼前的世界，犬儒化的知识分子惟利是图，论文造假骗取经费以老板自居，巴结权贵昧着良心说瞎话混吃混喝被豢养.....与这些拒绝物理学光辉照耀，在其位不谋其事领其

薪不尽其职的所谓精英生活在一个地球上，简直是我等普通老百姓的耻辱。

二

课堂小练习

1假设有一个池塘，里面有无穷多的水。现有2个空水壶，容积分别为5升和6升。问题是如何只用这2个水壶从池塘里取得3升的水。

2王大婶的李阿姨同事去买醋，商店里装着8斤的醋正在打折，现在王大婶和李阿姨商量共同买了之后平分，而现在王大婶和李阿姨只有两个5斤和3斤的坛子可以用，此时你不用别的东西怎么才能让她们完全平分这些醋？

3甲乙两人一人永远说真话，另一人永远说假话，他们分别守在两个门口，一个门通向果园，一个门通向牧场，你想去果园，但你不知道那个门通向果园且不知道甲乙二人谁说真话谁说假话，要求你只能向甲乙二人中的其中一人问一个问题就要准确找出通向果园的门，你应该怎样提问？

4一个装有多半瓶水的瓶子放在桌面上，用带有玻璃导管的橡胶塞塞紧，瓶内的玻璃导管插入液面以下，，不准用嘴吸，有哪些方法可将瓶内的水取出来？

5 简单分析一下阿基米德通过洗澡判定王冠真假的思维过程

6人们为什么要制作假地球------地球仪

三

课后作业

1 阅读物理必修1的“物理学与人类文明”，说说自己对高中物理这门课程的认识（300字左右）

2估算撞沉泰坦尼克号游轮的冰山露出水面部分的体积占整个冰山体积的百分比

3估算地球大气层的重量（地球半径为R，标准大气压为P0）

4甲乙二人分别以速度V1、V2沿同一直线相向而行，当他们相距L时，丙从甲处以速度V3向乙运动，和乙相遇后立刻掉头以原速度向甲运动，和甲相遇后又立刻掉头以原速度向乙运动，如此反复直到甲乙二人相遇为止，试计算整个过程走过的路程是多少？（丙的速度比甲乙的速度都大）