中学教师资格统考《物理学科知识与教学能力》-第五节物理学史课件.pptx

1、授课教师：小袋子日期2020.07.07教师资格（统考）第五节 物理学史1.1638年，意大利物理学家伽利略在两种新科学的对话中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点。2.1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验马德堡半球实验。第五节 物理学史3.1687年，英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了三条运动定律。4.17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维

2、持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。第五节 物理学史5.英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比。6.1638年，伽利略在两种新科学的对话一书中，运用观察假设数学推理的方法，详细研究了抛体运动。第五节 物理学史7.人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。8.17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；牛顿于1687年正式发表万

3、有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。第五节 物理学史9.1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。第五节 物理学史10.我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）；俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。多级火箭一般都是三级火箭，我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。第

4、五节 物理学史11.1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星；1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。12.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。第五节 物理学史1.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律，并测出了静电力常量k的值。2.1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。第五节 物理学史3.1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。4.1913年，美国物理学家密立根

5、通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。第五节 物理学史5.1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。6.1911年，荷兰科学家昂尼斯（或昂纳斯）发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象超导现象。7.19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳楞次定律。第五节 物理学史8.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。9.法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与

6、磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。第五节 物理学史10.荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。11.英国物理学家汤姆生发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流。12.汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。第五节 物理学史13.1932年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同；但当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论，粒子质量随速率显著增大，粒子在磁场中的回旋周期发生变化，进一步

7、提高粒子的速率很困难。第五节 物理学史14.1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应定律。15.1834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律楞次定律。16.1835年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象），日光灯的工作原理即为其应用之一，双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。第五节 物理学史1.17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。2.1690年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律惠更斯原理。3.奥地利物理学家多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动

8、，使观察者感到频率发生变化的现象多普勒效应。（相互接近，f增大；相互远离，f减少。）第五节 物理学史4.1864年，英国物理学家麦克斯韦发表电磁场的动力学理论的论文，提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。电磁波是一种横波。5.1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的传播速度等于光速。第五节 物理学史6.1894年，意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报，揭开无线电通信的新篇章。7.1800年，英国物理学家赫歇耳发现红外线；1801年，德国物理学家里特发现紫外线，1895年，德国物理学家伦琴发现X射线（伦琴射线），并

9、为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。第五节 物理学史1.1621年，荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律折射定律。2.1801年，英国物理学家托马斯杨成功地观察到了光的干涉现象。3.1818年，法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射泊松亮斑。第五节 物理学史4.1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：（1）相对性原理不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；（2）光速不变原理不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。5.爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论质能方程式：E=mc2。第五节 物理学史6.公元前468-前376，我国的墨翟及其

10、弟子在墨经中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。7.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速，以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。第五节 物理学史8.关于光的本质：17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。第五节 物理学史1.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（ ）。A. 牛顿发现了万有引力定律B. 牛顿通过

11、实验测出了万有引力常量C. 安培发现了电流的磁效应D. 洛伦兹发现了电磁感应定律答案：A第五节 物理学史2.对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，正确的说法是（ ）。A.法拉第发现了电流的磁效应 B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C.库仑发现了磁场产生电流的条件和规律 D.牛顿在实验室测出了万有引力常量答案：B第五节 物理学史3.关于物理学研究的方法,以下说法错误的是（ ）。A.探究加速度、力和质量三者关系时，用控制变量法B.在利用速度-时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用的是微元法C.用点电荷代替带电体，应用的是模型法D.伽利略在探究力和运动关系时，用的实验归纳法答案：D第五节

12、物理学史物理学科知识在考试中占40%的比例，在案例分析及教学设计中均有部分问题是针对学科知识进行考查的。建议各位考生，熟悉教材中的物理概念、物理规律，熟悉教材中的实验及演示实验等。学科知识小结1.匀变速直线运动的描述（基本概念，基本公式）；匀变速直线运动规律（基本规律及重要推论）；匀变速直线运动应用（自由落体，竖直上抛，刹车运动问题，追及相遇问题）。2.力的合成分解、共点力作用下物体平衡（5个解题方法）。3.牛顿第二定律的应用（连接体问题，超重失重问题，动力学两类问题）。学科知识小结4.速度的合成分解（绳物牵连问题，小船渡河问题）；平抛运动；类平抛运动。5.描述圆周运动的物理量及基本公式（链条

13、传动问题）；向心力；圆周运动应用（绳杆模型，生活中的圆周运动）。6.开普勒三定律；万有引力定律；万有引力定律的应用（估算中心天体质量，比较卫星v、T、w等关系，变轨问题）；三种宇宙速度；卫星的超重及失重；双星问题。学科知识小结7.功的概念及公式、变力做功计算、摩擦力做功，相互作用力做功、功率、动能定理机械能守恒定律、功能关系、动量定理、动量守恒。 8.电荷基本概念、库仑定律及应用（应用：真空中三个点电荷静电平衡条件）、电场强度、电场线特点、等势线特点、电容器及电容的动态分析、带电粒子在电场中运动（加速和偏转）。学科知识小结9.磁场相关概念、安培力、洛伦兹力、带电粒子在磁场中运动、带电粒子在复合场中运动、电磁感应、楞次定律、右手定则。10.恒定电流基本概念（电流，电阻，部分电路欧姆定律）；闭合电路欧姆定律、欧姆定律应用（路端电压岁电流变化关系图像，电路动态分析）；三种功率；电流和电功。学科知识小结11.交变电流（两个面）、交变电流的四个值、理想变压器。12.机械振动、单摆和弹簧振子、机械波。13.基本光学现象（折射，色散，全反射）；特殊光学现象（干涉，衍射）。14.分子动理论、热力学三定律理想气体状态方程。15.原子的结构、原子核衰变、核反应方程式。学科知识小结