高三物理競賽緒論課件

關(guān)于大綱與教材的問題在基礎(chǔ)課中如何提高探索創(chuàng)新能力？饒毅（百度一下？Wiki一下？）：科學(xué)不僅僅是結(jié)論，還有思想和過程。例：結(jié)論你怎樣用實驗證明A-T,

G-C而不是A-G,T-C？回到當(dāng)年，你設(shè)計實驗證明

相同的溫度和壓強(qiáng)下同體積

氣體分子數(shù)目一樣多。問題(困境體驗)→

思路→方案→應(yīng)用IntroductionIntroductiontoCollegePhysicsBWhat?Why?How?Where?PreparationWhat?—物理學(xué)是什么？Physics古時歐洲人稱呼物理學(xué)作“自然哲學(xué)”。漢語、日語中“物理”一詞起自于明末清初科學(xué)家方以智的百科全書式著作《物理小識》。從最廣泛的意義上來說即是研究大自然現(xiàn)象及規(guī)律的學(xué)問。What?—物理學(xué)是什么？探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科研究范圍What?—物理學(xué)是什么？What?—物理學(xué)是什么？研究范圍物質(zhì)世界的質(zhì)量尺度：約80個數(shù)量級物質(zhì)世界的空間尺度：約42個數(shù)量級物質(zhì)世界的時間尺度：約42個數(shù)量級What?—物理學(xué)是什么？Theverysmallestandtheverylargestmaybemadeonebya"theoryofeverything",orGrandUnifiedTheoryWhat?—物理學(xué)是什么？按內(nèi)容分按方法分實驗物理學(xué)理論物理學(xué)計算物理學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容力學(xué)，熱力學(xué)，電磁學(xué)，光學(xué)，相對論與量子論kBT

物理學(xué)Why？為什么要學(xué)物理？重要性學(xué)科本身對社會，對科學(xué)體系的重要性。對我們自身的重要性？對我們專業(yè)的重要性？Why？為什么要學(xué)物理？常見疑問：

我將來不打算從事技術(shù)工作,物理對我沒用.我想從事專業(yè)工作,可物理學(xué)對我的專業(yè)沒用.我準(zhǔn)備考研究生,可研究生考試沒有物理考試，所以我不想花太多精力學(xué)物理.我想學(xué)物理，可我的基礎(chǔ)很差，怕學(xué)不好.危機(jī)時代的學(xué)習(xí)觀：有用就學(xué)，沒用不學(xué)

？？？？Why？為什么要學(xué)物理？觀點正確。關(guān)鍵：我們往往并不能準(zhǔn)確知道哪些知識將來可能用上。登高才能望遠(yuǎn)Why？為什么要學(xué)物理？觀點正確。關(guān)鍵：我們往往并不能準(zhǔn)確知道哪些知識將來可能用上。登高才能望遠(yuǎn)一年級二年級四年級工作一年工作十年？三年級見識決定判斷Why？為什么要學(xué)物理？例1：相對論有什么用？GPS衛(wèi)星以每小時14000千米的速度繞地球飛行。在地球上看GPS衛(wèi)星，它們攜帶的時鐘要走得比較慢，用狹義相對論的公式可以計算出，每天慢大約7微秒。受地球質(zhì)量的影響，在地球表面的時空要比GPS衛(wèi)星所在的時空更加彎曲，這樣，從地球上看，GPS衛(wèi)星上的時鐘就要走得比較快，用廣義相對論的公式可以計算出，每天快大約45微秒。GPS衛(wèi)星時鐘每天還要快上大約38微秒不校正的話，GPS系統(tǒng)每天將會累積大約10千米的定位誤差Why？為什么要學(xué)物理？例2：量子隧道效應(yīng)有什么用？Why？為什么要學(xué)物理？2004年6月10日聯(lián)合國大會物理學(xué)是認(rèn)識自然界的基礎(chǔ)；物理學(xué)是當(dāng)今眾多技術(shù)發(fā)展的基石；物理教育為培養(yǎng)人的發(fā)展提供了必要的科學(xué)基礎(chǔ)。任何人，只要他打算從事任意一種技術(shù)工作，都需要了解物理學(xué)的基本原理，從而也了解了我們現(xiàn)代技術(shù)社會所依賴的基本原理。(文明：智慧的開啟)Why？為什么要學(xué)物理？教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委對物理課的定位一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課：該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。大學(xué)物理課程在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。Why？為什么要學(xué)物理？科學(xué)素養(yǎng)問題調(diào)查顯示，2010年我國具備基本科學(xué)素養(yǎng)的公民比例達(dá)到了3.27%，比2005年的1.60%提高了1.67個百分點，比2007年的2.25%提高了1.02個百分點。目前我國公民科學(xué)素養(yǎng)水平相當(dāng)于日本（1991年3%）、加拿大（1989年4%）和歐盟（1992年5%）等主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)20世紀(jì)80年代末、90年代初的水平。后果：信中醫(yī)，轉(zhuǎn)基因作物推廣舉步維艱……科學(xué)方法：邏輯+實證Why？為什么要學(xué)物理？知識經(jīng)濟(jì)：從基本原理轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)的速度加快How？在學(xué)習(xí)的過程中努力使自己逐漸對物理學(xué)的內(nèi)容、方法、工作語言、概念、物理圖象，歷史，現(xiàn)狀和前沿從整體上全面了解。最好能對定理的證明、公式的推導(dǎo)不看書能夠演算出來。習(xí)題在精不在多。做完后想一想：數(shù)量級是否對頭，物理過程是否合理，是否有別的角度能判斷自己的答案正確與否。在每一部分抓住典型的系統(tǒng)模型并深刻理解它。（如質(zhì)點模型，圓周運動，拋物運動，簡諧振動，平面簡諧波，平板電容器，長直螺線管，理想氣體，雙縫干涉等等）請遵守學(xué)科規(guī)范?。?！大綱要求的三個層次掌握：屬較高要求。要求掌握的內(nèi)容都應(yīng)比較透徹明了，并能熟練地用以分析和計算有關(guān)問題，對基本定律導(dǎo)出的定理要求會推導(dǎo)。理解：屬一般要求。要求理解的內(nèi)容都應(yīng)明了，并能用以分析和計算有關(guān)問題。對由基本定律導(dǎo)出的定理不要求會推導(dǎo)。了解：屬較低要求。能對了解的內(nèi)容進(jìn)行定性解釋，應(yīng)知道物理量和公式的物理意義，在經(jīng)典物理部分一般不要求定量計算，在近代物理部分要求能做代公式性質(zhì)一類的計算。Where參考資料新概念物理學(xué)教程（叢書），北京大學(xué)趙凱華等編寫，高等教育出版社（含：熱學(xué)，力學(xué)，電磁學(xué)，量子物理等多本）清華大學(xué)出版社，張三慧等編寫，大學(xué)物理學(xué)及習(xí)題指導(dǎo)，數(shù)本。Where參考資料清華大學(xué)

/software/07/02/006/01/00001/index.htm山東大學(xué)/wlwz/wangke/index.htm維基百科Where參考資料DoPhysicsWithMathematica按方法分實驗物理學(xué)理論物理學(xué)計算物理學(xué)DoPhysicsWithMathematicaAlternateapproaches(notpencil-and-paper)

tosolvingphysicsproblems/~rick/MATH/PHYS497.htmlDoPhysicsWithMathematica/~rick/MATH/PHYS497.htmlPreparation:科學(xué)方法Howdidwegetalltheseunderstanding?科學(xué)方法1.還原論還原論（化約論）:高層次、整體、復(fù)雜現(xiàn)象可以還原成低層次、各組分、組分之間的關(guān)系加以研究。典型事例：對摩擦現(xiàn)象的理解；化學(xué)是以物理學(xué)為基礎(chǔ)，生物學(xué)是以化學(xué)為基礎(chǔ)，等等。整體論(綜合法）:分析整體時若將其視作部分的總和，或?qū)⒄w化約為分離的元素，將難免疏漏。（為什么被摒棄？無法實證因果關(guān)系）2.邏輯與實驗Preparation:科學(xué)方法Howdidwegetalltheseunderstanding?科學(xué)方法2.邏輯與實驗西方科學(xué)的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎(chǔ)的：希臘哲學(xué)家（在歐幾里得幾何學(xué)中）發(fā)明了形式邏輯體系，以及（在文藝復(fù)興時期）發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗有可能找出因果關(guān)系。

--愛因斯坦科學(xué)的目標(biāo)：找因果關(guān)系科學(xué)的權(quán)威唯一來自于科學(xué)方法，科學(xué)知識是科學(xué)方法的結(jié)果?？茖W(xué)的思維方式：理性邏輯，實證。Preparation:科學(xué)方法研究范圍操作型定義操作型定義是指將一些事務(wù)如變量、術(shù)語與客體等以某種操作的方式表示出來。操作型定義與概念型定義相區(qū)別，強(qiáng)調(diào)確立事務(wù)特征時所采納的流程、過程或測試與檢驗方式?？茖W(xué)選擇研究項目時，所用的原則是操作型定義（operationaldefinition），屬于操作型定義才是科學(xué)可研究的范圍，非操作型定義則不在研究范圍之內(nèi)。參考：維基百科

/wiki/%E6%93%8D%E4%BD%9C%E5%9E%8B%E5%AE%9A%E4%B9%89作業(yè)自己查閱相關(guān)資料，寫出一些關(guān)于數(shù)量級的英文詞頭及符號表示。如千：k（kilo）,百：h(hecto)等等。注意：不要寫成單位或量綱風(fēng)景無限坐而論道以下內(nèi)容為過期ppt自己查閱相關(guān)資料，寫出一些關(guān)于數(shù)量級的英文詞頭及符號表示。如千：k（kilo）,百：h(hecto)等等。注意：不要寫成單位或量綱風(fēng)景無限坐而論道Preparation:預(yù)備知識物理量單位量綱A物理理論的組成單元：

1概念—事物的狀態(tài)、以及狀態(tài)的變化等

2關(guān)于概念的數(shù)學(xué)表示的假定—定量的表述

3表示物理量之間關(guān)系的方程—定律、定理B物理量分為基本物理量和導(dǎo)出物理量力學(xué)的基本物理量有長度，質(zhì)量和時間。C物理量的單位和單位制基本物理量的單位稱基本單位導(dǎo)出物理量的單位稱導(dǎo)出單位Preparation:預(yù)備知識物理量單位量綱D定律定理的作用使不同物理量之間建立相互比較度量成為可能，從而減少基本單位的數(shù)量。E國際單位制選擇不同的基本單位構(gòu)成不同的單位制，國際單位制（用SI表示）的基本單位（七個）如下：長度(l,s)米m質(zhì)量(m,M)千克kg時間

(t)秒s電流

(I,i)安[安培]A熱力學(xué)溫度

(T)開[開爾文]K物質(zhì)的量[摩爾]mol發(fā)光強(qiáng)度

[坎得拉]cd注意：沒有單位的純數(shù)字，沒有什么物理意義，∴作物理題的最后結(jié)果，一定不要忘記“單位”。預(yù)備知識物理量單位量綱F基本物理量的符號(大寫字母),稱為基本量的量綱.長度，L；質(zhì)量，M；時間，T導(dǎo)出量的量綱可由基本量的量綱來表示：

dimQ=LpMqTs速度的量綱是LT-1，力的量綱是MLT-2只有量綱相同的物理量才能相加減和用等號連接,等式兩端各項量綱是否相同,可初步校驗等式正確性.要注意量綱與物理量單位的區(qū)別,例如長度（L）國際單位制單位是“米”,其符號是：m;時間（T）國際單位制單位是“秒”,其符號是：s;質(zhì)量（M）國際單位制單位是“公斤”,其符號：kg要充分認(rèn)識到量綱與單位的重要性??！預(yù)備知識矢量代數(shù)的基本知識標(biāo)量只有大?。ó?dāng)然有正負(fù)），例如：質(zhì)量、長度、時間、密度、能量、溫度等。矢量既有大小又有方向，并有一定的運算規(guī)則，例如：位移、速度、加速度、力等。矢量的幾種表示方式幾何表示:

有指向的線段解析表示:

字母上面加箭頭，或用黑體字（課本）

A=(A1,A2,A3)矢量相等:大小相同，方向相同。(注意對起始點沒有要求)預(yù)備知識矢量加減法運算預(yù)備知識矢量乘法運算數(shù)乘點乘(標(biāo)積)叉乘(矢積)qC=ABsinq，0<q<p預(yù)備知識叉乘的性質(zhì)

單位矢量

預(yù)備知識說明1嚴(yán)格區(qū)分矢量的叉乘與點乘！“×”、“·”不能隨便亂用。2矢量不能作除數(shù)、取對數(shù),不能開方、作指數(shù)。例

預(yù)備知識大學(xué)物理中的微分與積分（防止坐標(biāo)病毒）在大學(xué)物理階段，微積分的重點不在于如何微分、積分，而在于如何建立微分式和積分式，前者是數(shù)學(xué)問題，后者是物理問題。微分：關(guān)鍵是取微分元，把有關(guān)物理量用微分元表示出來。積分：積分就是求和，所有在加法下能進(jìn)行的運算，在積分下都能做。預(yù)備知識大學(xué)物理中的微分與積分（防止坐標(biāo)病毒）在大學(xué)物理階段的重要跨越：物理量的變化：常量成為變量，直線成為曲線，均勻成為非均勻。處理方式第一步：無限小的時間段，或無限小的區(qū)間段，作為常量處理（微分思想）處理方式第二步：將微分元累加起來（積分思想）作業(yè)自己查閱相關(guān)資料，寫出一些關(guān)于數(shù)量級的英文詞頭及符號表示。如千：k（kilo）,百：h(hecto)等等。注意：不要寫成單位或量綱風(fēng)