授課教師：小袋子日期2020.07.07教師資格（統(tǒng)考）物理學(xué)科知識與教學(xué)能力（中學(xué)）授課教師：小袋子教師資格（統(tǒng)考）物理學(xué)科知識與教學(xué)能力（中學(xué)1第五節(jié)物理學(xué)史

第五節(jié)物理學(xué)史

1.1638年，意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》中用科學(xué)推理論證重物體和輕物體下落一樣快，并在比薩斜塔做了兩個不同質(zhì)量的小球下落的實(shí)驗(yàn)，證明了他的觀點(diǎn)是正確的，推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的觀點(diǎn)。2.1654年，德國的馬德堡市做了一個轟動一時的實(shí)驗(yàn)——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。第五節(jié)物理學(xué)史1.1638年，意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》中3.1687年，英國科學(xué)家牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》著作中提出了三條運(yùn)動定律。4.17世紀(jì)，伽利略通過構(gòu)思的理想實(shí)驗(yàn)指出：在水平面上運(yùn)動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運(yùn)動下去；得出結(jié)論：力是改變物體運(yùn)動的原因，推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動的原因。同時代的法國物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出：如果沒有其它原因，運(yùn)動物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。第五節(jié)物理學(xué)史3.1687年，英國科學(xué)家牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》著作中5.英國物理學(xué)家胡克對物理學(xué)的貢獻(xiàn)：胡克定律；經(jīng)典題目：胡克認(rèn)為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比。6.1638年，伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中，運(yùn)用觀察－假設(shè)－數(shù)學(xué)推理的方法，詳細(xì)研究了拋體運(yùn)動。第五節(jié)物理學(xué)史5.英國物理學(xué)家胡克對物理學(xué)的貢獻(xiàn)：胡克定律；經(jīng)典題目：胡克7.人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗(yàn)，提出“地心說”，古希臘科學(xué)家托勒密是代表；而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說”，大膽反駁地心說。8.17世紀(jì)，德國天文學(xué)家開普勒提出開普勒三大定律；牛頓于1687年正式發(fā)表萬有引力定律；1798年英國物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測出了引力常量。第五節(jié)物理學(xué)史7.人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗(yàn)，提出“地心說”，古希臘科學(xué)家托9.1846年，英國劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯和法國天文學(xué)家勒維烈（勒維耶）應(yīng)用萬有引力定律，計(jì)算并觀測到海王星，1930年，美國天文學(xué)家湯苞用同樣的計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)冥王星。第五節(jié)物理學(xué)史9.1846年，英國劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯和法國天文學(xué)家勒維烈（10.我國宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖，與現(xiàn)代火箭原理相同；但現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其所能達(dá)到的最大速度主要取決于噴氣速度和質(zhì)量比（火箭開始飛行的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量比）；俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父，他首先提出了多級火箭和慣性導(dǎo)航的概念。多級火箭一般都是三級火箭，我國已成為掌握載人航天技術(shù)的第三個國家。第五節(jié)物理學(xué)史10.我國宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖，與現(xiàn)代火箭原理相同11.1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；1961年4月，世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號”帶著尤里加加林第一次踏入太空。12.20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動物體。第五節(jié)物理學(xué)史11.1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；19611.1785年法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律，并測出了靜電力常量k的值。2.1752年，富蘭克林在費(fèi)城通過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是放電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來，并發(fā)明避雷針。第五節(jié)物理學(xué)史1.1785年法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相3.1837年，英國物理學(xué)家法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場。4.1913年，美國物理學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)精確測定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎。第五節(jié)物理學(xué)史3.1837年，英國物理學(xué)家法拉第最早引入了電場概念，并提出5.1826年德國物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。6.1911年，荷蘭科學(xué)家昂尼斯（或昂納斯）發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時，都會出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象——超導(dǎo)現(xiàn)象。7.19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳——楞次定律。第五節(jié)物理學(xué)史5.1826年德國物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過實(shí)驗(yàn)8.1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流磁效應(yīng)。9.法國物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線相吸，反向電流的平行導(dǎo)線則相斥，同時提出了安培分子電流假說；并總結(jié)出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場中受到磁場力的方向。第五節(jié)物理學(xué)史8.1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針10.荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(yùn)動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運(yùn)動電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點(diǎn)。11.英國物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，并指出：陰極射線是高速運(yùn)動的電子流。12.湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。第五節(jié)物理學(xué)史10.荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(yùn)動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運(yùn)動電13.1932年，美國物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子。最大動能僅取決于磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運(yùn)動周期與高頻電源的周期相同；但當(dāng)粒子動能很大，速率接近光速時，根據(jù)狹義相對論，粒子質(zhì)量隨速率顯著增大，粒子在磁場中的回旋周期發(fā)生變化，進(jìn)一步提高粒子的速率很困難。第五節(jié)物理學(xué)史13.1932年，美國物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)14.1831年英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律——電磁感應(yīng)定律。15.1834年，俄國物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。16.1835年，美國科學(xué)家亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象（因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象），日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一，雙繞線法制精密電阻為消除其影響應(yīng)用之一。第五節(jié)物理學(xué)史14.1831年英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件1.17世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。2.1690年，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了機(jī)械波的波動現(xiàn)象規(guī)律——惠更斯原理。3.奧地利物理學(xué)家多普勒（1803-1853）首先發(fā)現(xiàn)由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象——多普勒效應(yīng)。（相互接近，f增大；相互遠(yuǎn)離，f減少。）第五節(jié)物理學(xué)史1.17世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是24.1864年，英國物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場的動力學(xué)理論》的論文，提出了電磁場理論，預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。電磁波是一種橫波。5.1887年，德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測定了電磁波的傳播速度等于光速。第五節(jié)物理學(xué)史4.1864年，英國物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場的動力學(xué)理論6.1894年，意大利馬可尼和俄國波波夫分別發(fā)明了無線電報(bào)，揭開無線電通信的新篇章。7.1800年，英國物理學(xué)家赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線；1801年，德國物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線，1895年，德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線（倫琴射線），并為他夫人的手拍下世界上第一張X射線的人體照片。第五節(jié)物理學(xué)史6.1894年，意大利馬可尼和俄國波波夫分別發(fā)明了無線電報(bào)，1.1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)律——折射定律。2.1801年，英國物理學(xué)家托馬斯?楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。3.1818年，法國科學(xué)家菲涅爾和泊松計(jì)算并實(shí)驗(yàn)觀察到光的圓板衍射—泊松亮斑。第五節(jié)物理學(xué)史1.1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)4.1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：（1）相對性原理——不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；（2）光速不變原理——不同的慣性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變。5.愛因斯坦還提出了相對論中的一個重要結(jié)論——質(zhì)能方程式：E=mc2。第五節(jié)物理學(xué)史4.1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：第6.公元前468-前376，我國的墨翟及其弟子在《墨經(jīng)》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現(xiàn)象，為世界上最早的光學(xué)著作。7.1849年法國物理學(xué)家斐索首先在地面上測出了光速，以后又有許多科學(xué)家采用了更精密的方法測定光速，如美國物理學(xué)家邁克爾遜的旋轉(zhuǎn)棱鏡法。第五節(jié)物理學(xué)史6.公元前468-前376，我國的墨翟及其弟子在《墨經(jīng)》中記8.關(guān)于光的本質(zhì)：17世紀(jì)明確地形成了兩種學(xué)說：一種是牛頓主張的微粒說，認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒；另一種是荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出的波動說，認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。這兩種學(xué)說都不能解釋當(dāng)時觀察到的全部光現(xiàn)象。第五節(jié)物理學(xué)史8.關(guān)于光的本質(zhì)：17世紀(jì)明確地形成了兩種學(xué)說：第五節(jié)物1.許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過程中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述正確的是（）。A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B.牛頓通過實(shí)驗(yàn)測出了萬有引力常量C.安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)D.洛倫茲發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律答案：A第五節(jié)物理學(xué)史1.許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過程中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述正確2.對以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的表述中，正確的說法是（）。A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B.愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C.庫侖發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律D.牛頓在實(shí)驗(yàn)室測出了萬有引力常量答案：B第五節(jié)物理學(xué)史2.對以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的表述中，正確的說法是（3.關(guān)于物理學(xué)研究的方法,以下說法錯誤的是（）。A.探究加速度、力和質(zhì)量三者關(guān)系時，用控制變量法B.在利用速度-時間圖象推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移公式時，使用的是微元法C.用點(diǎn)電荷代替帶電體，應(yīng)用的是模型法D.伽利略在探究力和運(yùn)動關(guān)系時，用的實(shí)驗(yàn)歸納法答案：D第五節(jié)物理學(xué)史3.關(guān)于物理學(xué)研究的方法,以下說法錯誤的是（）。第五物理學(xué)科知識在考試中占40%的比例，在案例分析及教學(xué)設(shè)計(jì)中均有部分問題是針對學(xué)科知識進(jìn)行考查的。建議各位考生，熟悉教材中的物理概念、物理規(guī)律，熟悉教材中的實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)等。學(xué)科知識小結(jié)物理學(xué)科知識在考試中占40%的比例，在案例分析及教學(xué)設(shè)計(jì)1.勻變速直線運(yùn)動的描述（基本概念，基本公式）；勻變速直線運(yùn)動規(guī)律（基本規(guī)律及重要推論）；勻變速直線運(yùn)動應(yīng)用（自由落體，豎直上拋，剎車運(yùn)動問題，追及相遇問題）。

2.力的合成分解、共點(diǎn)力作用下物體平衡（5個解題方法）。

3.牛頓第二定律的應(yīng)用（連接體問題，超重失重問題，動力學(xué)兩類問題）。學(xué)科知識小結(jié)1.勻變速直線運(yùn)動的描述（基本概念，基本公式）；勻變速直線運(yùn)4.速度的合成分解（繩物牽連問題，小船渡河問題）；平拋運(yùn)動；類平拋運(yùn)動。

5.描述圓周運(yùn)動的物理量及基本公式（鏈條傳動問題）；向心力；圓周運(yùn)動應(yīng)用（繩桿模型，生活中的圓周運(yùn)動）。

6.開普勒三定律；萬有引力定律；萬有引力定律的應(yīng)用（估算中心天體質(zhì)量，比較衛(wèi)星v、T、w等關(guān)系，變軌問題）；三種宇宙速度；衛(wèi)星的超重及失重；雙星問題。

學(xué)科知識小結(jié)4.速度的合成分解（繩物牽連問題，小船渡河問題）；平拋運(yùn)動；7.功的概念及公式、變力做功計(jì)算、摩擦力做功，相互作用力做功、功率、動能定理機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系、動量定理、動量守恒。

8.電荷基本概念、庫侖定律及應(yīng)用（應(yīng)用：真空中三個點(diǎn)電荷靜電平衡條件）、電場強(qiáng)度、電場線特點(diǎn)、等勢線特點(diǎn)、電容器及電容的動態(tài)分析、帶電粒子在電場中運(yùn)動（加速和偏轉(zhuǎn)）。

學(xué)科知識小結(jié)7.功的概念及公式、變力做功計(jì)算、摩擦力做功，相互作用力做功9.磁場相關(guān)概念、安培力、洛倫茲力、帶電粒子在磁場中運(yùn)動、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動、電磁感應(yīng)、楞次定律、右手定則。

10.恒定電流基本概念（電流，電阻，部分電路歐姆定律）；閉合電路歐姆定律、歐姆定律應(yīng)用（路端電壓歲電流變化