沪科版八年级物理第一章第二节探索之路

牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究 成果记载在他的科学巨著《自然哲学的数学原 理》中。
质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？
开尔文 (1824-1907)
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝 会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展 望新世纪的发言:“科学的大厦已经基本 完成，后辈的物理学家只要做一些零 碎的修补工作就行了。”
探索 之路
古文明中的科学思考
o甲骨文 o象形文字 o古人的宇宙 模型
o雕刻玉版 o石头阵
物理学的进步之阶
o哥白尼的日心说 o牛顿经典力学 o爱因斯坦的相对论和 玻尔等人的量子力学
练 一 练
提出日心说 经典力学和实验 物理学的先驱
三大运动定律
相对论
板书设计
第二节 探索之路 （一） 古文明中的科学思考：象形文字、石头阵等
（二） 物理学的发展之阶 1、 哥白尼的“日心说”。 2、 牛顿的经典力学。 3、 爱因斯坦的相对论和玻尔等人的量子力学。
托勒密(约90年-168年)古希腊地理学家，天文学家，数学家。长期进行 天文观测。他创立的“地心说” ,认为:地球是球形的，静止居于宇宙的中心， 太阳、月球、行星和恒星都是围绕地球转动的。
哥白尼(1473-1543)
哥白尼的“日心说”：太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球和其他 行星都围绕太阳旋转，只有月亮环绕地球运行。
但开尔文毕竟是一位重视现实和有 眼力的科学家，就在上面提到的文章 中他还讲到：“但是，在物理学晴朗 天空的远处，还有两朵令人不安的乌 云。”
第一朵乌云——迈克耳逊-莫雷实验与“以太” 说破灭。从第一朵乌云降生了相对论（1905年）
第二朵乌云——黑体辐射与“紫外灾难”。从 第二朵乌云降生了量子论（1900底）
英格兰石头阵
中国古代文明的思索以及科学发明
物理学的 进步之阶……
灿烂的古代文明闪烁着古人朦胧的理性之光，也为人 们科学地认识世界奠定基础。在物理学发展的漫长历程中， 不少前辈作出卓越贡献。
物理学的发展可分为三个阶段：
第一阶段，自然科学先驱哥白尼冲击了托勒密体系， 提出了 “日心说”。经典力学和实验物理学先驱伽利 略用望远镜观察天空，其观察所得数据进一步支持了哥 白尼的理论。
系
万有引力定律
牛顿（1643-1727）， 17世纪人类最伟大的 科学家，是人类历史上屈指可数的几个科学巨 匠之一，在物理学、数学、天文学方面的贡献 都是划时代的。
在数学界，他总结出了微积分；在物理界， 他总结出了万有引力定律以及经典力学的三大 定律；在光学方面，他最早发现了白光的组成， 指出了色散的本质。
第二节 探索之路
我从事科学研究的动机，来自一种想要 了解自然奥秘的无法遏制的渴望，而不是别 的什么目的。
---爱因斯坦
本节目标
01 了解古人对神奇现象的探究 02 了解物理学的几个重要阶段 03 知道自然是神奇的，人们的探索历程则是
漫长、曲折并富有意义的。
04 了备表意和表音成分的图画象形文字。其文字形态十 分原始，甚至比甲骨文的形态还要原始，属于文字起源的早期形态，但 亦能完整纪录典藏。东巴文是居于西藏东部及云南省北部的少数民族纳 西族所使用的文字。东巴文源于纳西族的宗教典籍兼百科全书的《东巴 经》。由于这种文字由东巴(智者)所掌握，故称东巴文。
甲骨文与现代汉语部分照
甲骨文“磬”
磬是古代石制的一种打击乐器
甲骨文“磬” (古代打击乐器) ，好象是一块很大的斜面石头（字右部）和一 只拿着结实木槌的手（字左部） ，这只手正拿着木槌欲敲打石块。从甲骨文“磬” 的结构可知,古人很早便知道声音与碰击有关。石头上分叉的笔画有时被解释成悬挂 它的绳子形象，有时又被解释成某种形式的装饰品。磬和耳组成了 “聲” （声） 字，这似乎表示耳朵听的是木槌敲打磬发出的声音。
普朗克(1858-1947) 玻尔（1885-1962）
从宏观到微观——量子力学：物理学研究深入到微观世界， 发现微观粒子不但具有粒子的性质，还能产生干涉、衍射现象。 干涉和衍射是波所特有的性质。也就是说微观粒子具有波动性。 这是牛顿经典力学无法解释的。正是在这种情形下，量子力学应 运而生，量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。
纳西族东巴象形文字“晒干”
字的上部为发出光线的太阳，字的中部为被蒸发的水 气，字的下部则为大地。该字的意思为日光照射大地，使 地面的水蒸发，以便达到晒干的目的。东巴文”晒干”, 已含有太阳光致使大地水气蒸发的科学思维成分。
纳西族东巴象形文字 夹：含杠杆的原理
劈：包含着压强的物理知 识
越：蕴涵了物体的运动的知 识
煮：蕴涵了水从液态变化到气态的物理知识
古人通过对日月 星辰以及周围事物的 观察,设想着宇宙的 模样。有古人认为地 球是平的,日月星辰 在大气中远行,其上 方扣着穹顶。
古人的宇宙模型之一
除文字、图画外，从世界各地的文物古迹 也能看出古人对宇宙万物的科学思索。
安徽凌家滩出土的雕刻玉版
英格兰的石头阵
量子论的意义 量子力学标志着人类对客观规律的认识，开
始从宏观世界深入到微观世界。
量子论确实深奥难懂，甚至连量子论奠基人 之一的玻尔都说：“如果谁不为量子论而感到困 惑，那他就是没有理解量子论。”
物理学便是在哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、玻尔 等科学巨匠经过漫长、不断的艰辛努力，才有了今天的辉煌。 希望大家努力学习，经过你们年轻一代的艰辛努力，物理学 将会有更加辉煌的未来。
甲骨文是中国的一种古代文字，是汉字的早期形式，有时候也被认为是汉字的书体之一， 也是现存中国王朝时期最古老的一种成熟文字。属于上古汉语，而非上古或者原始的其他语 系的语言。
甲骨文，又称“契文”、“甲骨卜辞”、殷墟文字或“龟甲兽骨文”。甲骨文记录和反 映了商朝的政治和经济情况，主要指中国商朝后期（前14～前11世纪）王室用于占卜吉凶记 事而在龟甲或兽骨上契刻的文字，内容一般是占卜所问之事或者是所得结果。
出现在世界不同地方的石头阵神秘莫测。有研究认为,其功能 之一是帮助古人用于观察天象。
英国西南部的石头阵（又称巨石阵），被一些考古学者认为是人类现存 最早的天文观察台之一。它大约建立于公元前3000年到公元前2500年左右。 1960年，天文学家杰拉德·霍金斯借助计算机发现：在夏至这天，从英格兰 石头阵圆圈中心观察时，刚刚升起的太阳必 将从远离中心的一块“巨石脚跟” 上射出来。而在其他重要的节令 、日子，太阳、月亮升起和落下 的方向也同样与另外的巨石一一 对准成一条直线。它的外围坑洞 可以被用来预报月食。
伽利略(1564-1642),经典力学和实验物理学的先驱。 伽利略率先用望远镜观察天空，其观察所得数据进一步支持了哥 白尼的 “日心说”。
1609年，意大利科学家伽利略用他新发明的望远镜，找到了支持哥 白尼学说的确凿证据。他看见金星也像月亮一样，都有周期性的运动— —有时候呈半月型，有时是新月型，有时是满月。这说明金星确实绕着 太阳运转。伽利略还发现，木星周围也有几个小卫星绕着它运转，这更 加有力地反驳了一切行星都围绕地球运转的假设。
相对论与经典力学体系的关系
相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全 盘否定经典力学体系。经典力学体系反映的是宏观物体低 速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客 观规律，是对经典力学体系的继承和发展。经典力学体系 是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对 论体系中。
普朗克、玻尔等量子力 学主要莫基人，发现微观世 界的物理规律与宏观世界的 物理规律有很大的差异。
此文物为商代的青铜器，面 具呈方型，倒八字形刀眉， 眉尖上挑，双眼斜长，眼球 极度夸张；耳尖部呈桃尖状 ；鹰钩鼻，口角深长上扬， 似微露舌尖，作神秘微笑状 ；下颌前伸；额部正中有一 方孔。现收藏于三星堆博物 馆。
古文明中的 科学思索……
远古的先人们早就开始思索自然界的神奇现象 了，而那些能直接刺激感官（如眼睛和耳朵）的神 奇现象则最能引起他们的注意。从古人的文字和图 画中便可看出他们的一些科学思索。
距今约5000年的雕刻玉版，是中国古人天圆地方宇宙观的早期展现。
玉版中央雕刻的圆形 象天，外面的轮廓方形象 地，侧面拱形象天穹，只 是天盘与地盘尚未分离， 这表现了比较原始的天圆 地方的思想。在这种宇宙 观的基础上，逐渐产生了 “司南”（指南针）。指 南针是我国古代的四大发 明之一。
安徽凌家滩出土的雕刻玉版
第三阶段是现代物理学的产生和发展，在 该阶段的主要突破则是爱因斯坦的相对论和玻 尔等人的量子力学。
20世纪杰出的物理学家爱因斯坦认为： 当物体的运动速度接近光速时，人们所熟悉 的空间和时间等概念都会发生变化。
爱因斯坦（1879-1955）
从低速到高速——相对论：当物体运动的速度比光速小得多时，质量、 时间和长度的变化很小，可以忽略，经典力学完全适用。但如果物体运动速 度可以和光速相比较时，质量、时间和长度的变化就很大，经典力学就不再 适用，相对论阐述了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。
第二阶段，牛顿在前人的基础上构建了经典力学体系。
牛顿（1643-1727），通过观察 和实验，发现一系列自然规律。例 如运动三大定律，万有引力定律， 并归纳出数学公式，由此构建了经 典力学体系。经典力学体系的建立 标志着近代科学的形成。
惯性定律
经
典
牛顿的运
加速度定律
力
动三大定
学 体
律
作用力和反作用力定律