5 20世 纪 以 来 ， 物 理 学 在 更 深 的 层 次 和 更 广 阔 的 领 域 内 扩 展 了 人 类 对 自 然 界 的 认 识 。 电 子 计 算 机 的 普 及 ， 互 联 网 等 各 种 现 代 信 息 技 术 的 不 断 完 善 ， 原 子 能 的 利 用 ， 以 及 空 间 技 术 的 发 展 等 ， 使 社 会 生 产 和 人 类 生 活 面 貌 发 生 了 翻 天 覆 地 的 变 化 ， 人 类 开 始 步 入 一 个 智 能 化、 信息化的高科技新时代。 图1-10 我国大亚湾核电站 为 了 开 发 太 空 ， 到 其 他 星 球 上 创 建 新 的 家 园 ， 世 界 上 许 多 国 家 都 在 努 力 探 索 ， 我 国 在 这 方 面 也 取 得 了 不 少 成 就 。 2003年 10月 15日 ， 我 国 第 一 艘 载 人 飞 船 “ 神 舟 五 号 ” 顺 利 升 空 ， 航 天 员 杨 利 伟 终 于 实 现 了 中 国 人 几 千 年 来 的 飞 天 之 梦 。 2008年 9月 25日 ， “ 神 舟 七 号 ” 载 人 飞 船 发 射 升 空 ， 航 天 员 翟 志 刚 在 同 伴 的 协 助 下 ， 实现了中国航天员的第一次太空漫步。 2010年底， “ 嫦娥二号” 圆满完成探月工 程 的 科 研 任 务 。 2011年 9月 29日 ， “ 天 宫 一 号 ” 目 标 飞 行 器 顺 利 发 射 ， 同 年 11月 1日 ， “ 神 舟 八 号 ” 飞 船 成 功 发 射 ， 11月 3日 ， “ 天 宫 一 号 ” 与 “ 神 舟 八 号 ” 成 功 进 行 了 交 会 对 接 ， 这 为 今 后 更 大 规 模 的 空 间 探 索 、 建 造 中 国 载 人 空 间 站 奠 定 了 基 础 。 图1-9 便携式计算机 图1-11 中国航天员首次出舱 进行太空漫步 7 牛顿 （ I. Newton， 1643 null 1727） 是 杰 出 的 英 国 科 学 家 。 他 在 继 承 伽 利 略 等 前 辈 科 学 家 研究 的基 础上 ， 建立 了科 学的 物 理 概 念 ， 运 用 归 纳 和 数 学 分 析 的 方 法 ， 总 结 出 物 体 运 动 的 定 律 ， 发 现 了 万 有 引 力 定 律 ， 统 一 了 天 地 间 的 运 动 ， 构 建 了 经 典 力 学 的 体 系 。 物 理 概 念 是 物 理 学 的 “ 语 言 ” ， 是 为 了 准 确 地 描 述 物 理 现 象 和 表 述 物 理 规 律 而 引 入 的 。 可 以 这 么 说 ， 宏 伟 的 “ 物 理 大 厦 ” 的 框 架 ， 就 是 由 物 理 概 念 、 规 律 以 及 贯 穿 其中的科学方法构成的。这些都是物理学的核心内容。 在 学 习 过 程 中 ， 我们不仅要知道物理概念的来源 ， 经历物理规律的探究过 程 ， 还要学习用科的方法进行探究 ； 在此基础上 ， 进一步弄清楚概念和规律的 含义 ， 并会运用它们解释和解决一些实际问题 。 爱 因 斯 坦 （ A. Einstein， 1879 null1955） 生 于 德 国 ， 是 杰 出 的 物 理 学 家 。他 从 小 就 具 有 丰 富 的 想 象 力 和 独 立 思 考 精 神 ， 16岁 时 就 向 自 己 提 出 一 个 “ 追 光 ” 的 问 题 。 爱 因 斯 坦 是理 性 思 维 的 代 表 ， 他 建 立 的 相 对 论 使 人 们 对 时 空 有 了 全 新 的 认 识 。 科 学 界 公 认 “ 他 现 在 是 并 且 将 来 也 还 是 人 类 宇 宙 中 有 头 等 光 辉 的 一 颗 巨 星 ” 。 学习物理学 ， 既离不开观察与实验 ， 也离不开理性思考 。 我 们 要 向 爱 因 斯 坦 学 习 ， 学 习 他 敢于超越常人的思维习惯 ， 乐于在广袤无垠的未知世界中自由 驰骋 。 也 许 ， 你 今 天 闪 现 的 思 维 火 花 ， 将 在 明 天 孕 育成一颗颗璀璨的明珠！ 21世 纪 将 是 中 华 民 族 崛 起 于 世 界 民 族 之 林 ， 为 人 类 的 文 明 进 步 作 出 应 有 贡 献 的 伟 大 世 纪 。 勇 敢 、 智 慧 的 中 国 青 少 年 ， 必 将 接 过 前 辈 物 理 学 家 手 中 的 接力棒， 在物理学的探索中， 写下新的光辉篇章！ 我 们 真 诚 地 希 望 同 学 们 勇 敢 地 接 受 时 代 的 挑 战， 喜欢物理学， 热爱科学！ 图1-15 爱因斯坦 月球 图1-14 牛顿在苹果树下的思考 18 摆动的快慢可 能跟摆偏离的角度 大小有关。 钟摆下面的螺母位置估 计会影响摆的长短，看来，摆 动的快慢跟摆的长短有关。 猜想与假设 牛顿说过，没有 大胆的猜测，就不会 有伟大的发现。 在科学探究中， 猜想不是胡猜乱想， 它是以自己的经验和 知识为基础作出的一 种试探性解释。 图1-32 对摆钟走时快慢原因的各种猜想 摆动的快慢可能 跟摆锤的轻重有关。 小慧和同班同学对这些问题进行了猜想。 图1-34 实验装置 图1-33 讨论实验计划 小慧他们想，可以用细线系 上小球代替钟摆（图1-34）。他 们根据刚才提出的一些猜想， 制订出一个计划，进行实验。 设计实验与制订计划 计划应针对探究目的，实验应注意选择器 材。这里，对具体的实物（钟摆）进行了简化，用 细线悬挂小球代替，是一个很好的设计。 19 第 一 组 ： 用 同 样 长 的 细 线 ， 分 别 挂 上 同 样大小的铜球和铝球做实验 （ 图135） 。 第 二 组 ： 对 同 一 个 小 球 ， 用 不 同 长 度 的 细线悬挂进行实验 （ 图136） 。 他 们 在 实 验 室 里 找 出 了 合 适 的 器 材 ， 分 头 进 行 实 验 ， 测 量 小 球 分 别 摆 动 10次 和 20次 的 时 间 。 两 个 小 组 很 快 得 到 了 测 量 数 据， 并填写在预先设计好的表格中。 图1-35 用不同摆球做实验 铜球 铝球 图1-36 用不同长度的细线悬挂小球做实验 进行实验与收集证据 实验时，要严格按照实验步 骤操作，操作中要注意观察。把 观察到的重要现象和数据记录下 来。数据的记录要尊重事实，不 可拼凑，不可杜撰。 第一组实验结果 （ 同样长度的悬线， 不同的小球） ： 铜 球 铝 球 摆动次数 时间 t/ s 小球种类 10 20 80 160 摆动次数 时间 t/ s 线长 l/cm 10 20 由上表可知： 铜球摆动一次平均所需的时间为 。 铝球摆动一次平均所需的时间为 。 第二组实验结果 （ 同一小球， 不同长度的悬线） ： 20 悬线长度相等时，摆球的摆动快 慢与摆球的轻重（材料）________； 摆球摆动一次的时间只跟悬线的 _______有关；悬线越长，摆球的摆动 _______。 如果我们再多做 几 次 实 验 ，总 结 出 来 的 结论可能会更可靠些。 我测的摆动 时间可够准呢。 我认为可以忽略空气 阻力的影响，钟的快慢可 能跟它所处的地点有关。 我认为结论是可靠的。刚才看 见张师傅把螺母往下拧，估计起了 增加长度的作用，使摆动变慢，原来 走快的钟就走准了。张师傅的做法 跟我们实验的结论是一致的。 图1-37 讨论结论，作出评估 上 面 这 些 结 论 是 否 可 靠 ？ 是 否 与 张 师 傅 的 操 作 吻 合 ？ 小 慧 与 同 学 七 嘴 八 舌 地 议 论 起 来 （ 图 1 37） 。 评 估 探究过程是 否恰当，探究得到 的结果是否合理， 探究过程中是否 出现新的问题等， 都需要再进行充 分的思考。 分析与论证 实验数据只是一 堆原始材料，必须通过 分析、论证，才能形成 结论。好比建造房子， 砖块、黄沙、水泥等材 料，要经过设计、施工、 装饰，才能变成宏伟的 建筑。 由上表可知： 悬线长80 cm的摆球摆动一次平均所需的时间为 。 悬线长160 cm的摆球摆动一次平均所需的时间为 。 同学们对这些实验数据进行比较分析， 得到 了下面的一些结论： 43 图2-41 控制噪声的一些措施 图2-40 噪声监测器 （a） 消声给汽车的排气管加消音器 （b） 吸声录音室的墙面上装有吸声材料 （c） 隔声高架道路两旁装有隔音板 于 55 dB， 夜 间 不 高 于 45 dB。 超 过 70 d B， 人 就 会 心 烦 意 乱 ， 神 经 紧 张 ， 学 习 与 工 作 的 效 率 下 降 。 若 长 期 在 80100 dB的 噪 声 环 境 中 工 作 和 学 习 ， 听 觉 就 会 迟 钝 ， 甚 至 耳 朵 变 聋 。 噪 声 还 能 诱 发 多 种 疾 病 ， 严 重 时 会 导 致 死 亡 。 现 代 城 市 里 ， 为 了 监 测 噪 声 ， 常 常 在 主 要 道 路 上 设 置 噪 声 监 测 设 备 （ 图 2 40） ， 并 把 控 制 噪 声 列 为 城市环境保护的主要项目之一。 控 制 噪 声 、 减 小 噪 声 是 当 前 优 化 人 们 生 活 环 境 的 一 个 重 要 课 题 。 目 前 ， 主 要 在 消 声 、 吸 声 和 隔 声 三 个方面采取措施 （图241） 。 79 图3-75 （1） 把烛焰放在 点上， 可以成正立、放大的虚像。 （2） 把烛焰放在点上是照相机成像的原理。 3. 了解望远镜的实际结构， 体会一下怎样调节才能看清远处 的物体。 4. 你 在 用 显 微 镜 观 察 标 本 时 ， 能 调 出 清 晰 的 像 吗 ？ 是 用 多 少 时 间 才 调 好 的 ？ 5. 根 据 自 己 的 爱 好 ， 拍 摄 一 张 照 片 （ 人 物 、 山 水 、 建 筑 物 或 运 动 物 体 ） ， 跟 其他同学交流拍摄心得。 6. 在 学 校 里 找 一 台 投 影 仪 ， 仔 细 观 察 其 结 构 ， 分 析 其 成 像 原 理 ， 并 画 出 光 路 示 意 图 。 调查本班近视眼的发病情况 据 统 计 资 料 表 明 ， 至 2010年 底 我 国 中 学 生 近 视 发 病 率 约 为 55%。 请 调 查 本 班 有 多 少 人 患 近 视 ， 讨 论 引 起 近 视 的 原 因 ， 提 出 预 防 和 矫 正 近 视 眼 的 方案， 跟同学进行交流。 课外活动 94 2. 在部分严重缺水的地区， 居民利用处于地下的暗渠道输水。与地面上的 明渠道输水相比较， 暗渠道输水的好处是 （）。 A. 降低水温， 增大水的表面积， 加快水的蒸发 B. 加快水面附近的空气流动， 并增大水的表面积， 加快水的蒸发 C. 减少水的表面积， 并降低水的温度， 减缓水的蒸发 D. 减缓水面附近的空气流动， 减缓水的蒸发 3. 有 的 公 共 卫 生 间 里 装 有 热 风 干 手 器 （ 图 4 24） ， 可 以 用 它 很 快 将 湿 手 吹 干； 家中的电吹风也能很快将湿头发吹干， 请说明其中的原理。 4. 炎 热 的 夏 天 ， 小 狗 常 常 张 开 嘴 ， 伸 出 长 长 的 舌 头 （ 图 4 25） 。 它 为 什 么 这 样 ？ 请 你 解 释 一下。 5. 日 常 生 活 经 验 告 诉 我 们 ， 若 不 小 心 被 水 蒸 气 烫 伤 ， 伤 情 比 被 开 水 烫 伤 更 严 重 （ 图 4 26） 。 你知道其中的原因吗？ （ 注 意 安 全 ， 请 勿 尝 试 ） 图4-26 图4-23 A . B . C . 时间 t / min 温度 t /温度 t / 温度 t / O O O 时间 t / min 时间 t / min 图4-25图4-24 105 在 冬 天 ， 高 空 更 寒 冷 ， 水 蒸 气 急 剧 降 温 ， 直 接 凝 华 为 美 丽 的 小 冰 晶 雪 花 （ 图 4 42） ， 雪 花 飘 落 时 ， 相 互 结 合 ， 由 小 变 大 ， 成 为 雪 片 或 大 雪 花 ， 这 时 ， 就 要 下 鹅 毛 大 雪 了 。 若 地 面 附 近 的 水 蒸 气 较 多 ， 并 遇 上 冷 空 气 ， 则 水 蒸 气 会 以 空 中 的 尘 埃 为 核 心 凝 结 成 小 水 滴 ， 这就是雾 （图443） 。 （b） 大块冰雹 （a） 冰雹的形成 雹子 冷空气 暖空气 大冰雹 雪珠 水滴 暖空气 冰晶 热空气 图4-41 冰雹 图4-42 雪花晶体 图4-43 雾 125 图5-17 古代的指南针司南 （a） 磁带能将声音和图像记录 并保存下来 图5-19 磁性材料的应用 图5-18 地球是一个大磁体 （c） 磁卡已广泛应用于生活中（b） 磁盘可以贮存许多信息 （硬盘） 磁 性 是 某 些 物 质 的 重 要 属 性 。 物 质 的 磁 性 应 用 非 常 广 泛 ， 根 据 磁 性 研 制 的 许 多 新 颖 的 磁 性 材 料 ， 广 泛 地 应 用 在 生 活 和 科 研 中 ， 图 5 19所 示 的 就 是 磁 性 应 用的事例。 对 于 物 质 磁 性 的 应 用 ， 你 还 知 道 多 少 ？ 请 把 你 知 道 的 填 写 在 下 面 ， 并 与 同 学 们交流。 就 认 识 了 磁 石 。 我 国 古 代 利 用 磁 石 的 指 向 性 发 明 了 指 南 针 （ 图 5 17） 。 指 南 针 为什么能指示南北方向呢？ 因为地球就是个大磁体。 你能根据图518解释指南针能指示方向的原因吗? （移动硬盘） 132 开 展 一 次 新 材 料 应 用 的 调 查 活 动 ， 希 望 同 学 们 能 积 极 参 与 这 项 活 动 ， 这可是你增长知识、 发展能力的好机会哟! 活动要求： 1. 从 家 庭 生 活 、 工 农 业 生 产 或 社 会 生 活 中 ， 调 查 了 解 哪 些 地 方 用 到 了 新 材 料 ， 并 做 好 调 查 记 录 。 调 查 记 录 除 文 字 外 还 应 包 括 拍 摄 的 照 片 、 收 集 的说明书， 必要时还要有录音、 录像资料等。 2. 对 调 查 取 得 的 资 料 进 行 加 工 ， 参 考 本 章 “ 点 击 新 材 料 ” 的 模 式 ， 或 采 用 你 喜 欢 的 其 他 形 式 ， 写 一 篇 介 绍 新 材 料 的 短 文 ， 要 求 图 文 并 茂 。 在 你 班 级的墙报栏开辟一个介绍新材料的专栏， 以便相互观摩、 学习。 课外活动