沪科版（五四制）(2024)第1章 测量第1节 长度的测量导学案

这是一份沪科版（五四制）(2024)第1章 测量第1节 长度的测量导学案，共10页。

爱因斯坦质能方程 原子结构
1、物理学是研究自然现象及其规律的科学，它主要研究：力 、热 、声 、光 、电 等现象。物理是一门实验科学，在物理实验过程中我们要善于观察、勤于思考。
1.1、伽利略在研究摆的摆动规律时，采用了最常用的研究物理规律的方法，每次只让一个因素改变，而保持其他因素不变，这种方法叫控制变量法。伽利略猜想影响摆的周期的因素有：摆的幅度、摆的质量、摆线长度。实验证实：只有摆线长度对摆的周期有影响。
1.2、世界上第一只钟表是根据摆的等时性的原理制成的。该原理是由意大利物理学家伽利略发现的。多年之后荷兰物理学家惠更斯找到了摆的周期与摆长的定量关系。
2、生活中的物理现象

小结：物理学是一门研究力、热、声、光、电等时时刻刻发生在我们身边的现象的科学。
3、有用的物理学

便捷的交通 黄浦江的夜景 悦耳的风铃声 工程机械
4、怎样学好初中物理呢？
物理既有趣，又有用，我们该怎样学好它?我们先来看科学家是怎样研究物理问题的。


5、认识一些物理学家



亚里士多德：（公元前384～前322），古代先哲，古希腊人，世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生，亚历山大的老师。作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。 阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
沈括：我国宋代科学家,于11世纪末著的《梦溪笔谈》中,在记述用天然磁石摩擦钢针可以指南的时候指出：“然常微偏东,不全南也.”这是世界上关于地磁偏角的最早发现.磙偏角、磁倾角(地球磁场和水平面的夹角)、地磁场的水平分量,称为地磁三要素.欧洲人对磁偏角的发现,是在哥伦布海上探险途中的1492年,比沈括晚四百多年。这是我国和世界上关于地磁偏角的最早记载.
伽利略 ：（近代实验科学的奠基人之一）
伽利略·伽利雷（1564年2月15日～1642年1月8日）是意大利天文学家，物理学家和工程师。伽利略被称为“观测天文学之父”，被称为“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。
伽利略研究了速度和加速度，重力和自由落体，相对论，惯性，弹丸运动原理，并从事应用科学和技术的研究，描述了摆的性质和“ 静水平衡”，发明了温度计和各种军事罗盘，并使用用于天体科学观测的望远镜。他对观测天文学的贡献包括对金星相的望远镜确认，对金星的观测。木星的四颗最大卫星，土星环的观测和黑子的分析。
艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。
张衡（78年—139年），字平子。汉族，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人 [1] ，南阳五圣之一，与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家。中国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家，在东汉历任郎中、太史令、侍中、河间相等职。晚年因病入朝任尚书，于永和四年（139年）逝世，享年六十二岁。北宋时被追封为西鄂伯。
亨利·卡文迪许（Henry Cavendish），又译开文迪许、卡文迪什，1731年10月10日~1810年2月24日），英国化学家、物理学家。
出生于撒丁王国尼斯。1742—1748年，在海克纳学校读书。1749—1753年期间，进入剑桥大学彼得学院求学。定居伦敦后，进入父亲的实验室充当助手，做了大量的电学、化学研究工作，参与实验研究持续50年之久。1760年，入选伦敦皇家学会成员，1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一。
计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。
1810年2月24日，卡文迪许在伦敦逝世，终身未婚。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831年6月13日〜1879年11月5日），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡，1879年11月5日卒于剑桥。
1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理，毕业于剑桥大学。他成年时期的大部分时光是在大学里当教授，最后是在剑桥大学任教。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。
恩利克·费米（意大利人： 1901年9月29日—1954年11月28日），美籍意大利著名物理学家、美国芝加哥大学物理学教授，1938年诺贝尔物理学奖得主。
1942年，费米领导小组在芝加哥大学建立了人类第一台可控核反应堆（芝加哥一号堆，Chicag Pile-1）、为第一颗原子弹的成功爆炸奠定基础，人类从此迈入原子能时代，而费米也被誉为“原子能之父”。
斯蒂芬·威廉·霍金（1942年1月8日—2018年3月14日），男，出生于英国牛津，英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
1963年，霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症），全身瘫痪，不能言语，手部只有三根手指可以活动。渐冻症。
代表作品：《时间简史》《果壳中的宇宙》《大设计》《我的简史》等
霍金预言：地球毁灭；人工智能取代人类；外星文明入侵；冰河时代的到来。
李政道，1926年11月24日 生于上海，江苏苏州人，哥伦比亚大学全校级教授，美籍华裔物理学家，诺贝尔物理学奖获得者，因在宇称不守恒、李模型、相对论性重离子碰撞（RHIC）物理、和非拓扑孤立子场论等领域的贡献闻名。
吴健雄（），生于江苏省苏州太仓浏河镇，美籍华人，核物理学家，在β衰变研究领域具有世界性的贡献，被誉为“东方居里夫人”、“核物理女王”、“物理学第一夫人”。吴健雄是美国物理学会（APS）历史上第一位女性会长，也曾参与过曼哈顿计划，是世界最杰出的实验物理学家之一。
钱学森（－），汉族，吴越王钱镠第33世孙，生于上海，祖籍浙江省杭州市临安。世界著名科学家，空气动力学家，中国载人航天奠基人，中国科学院及中国工程院院士，中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”，由于钱学森回国效力，中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。
1934年，毕业于国立交通大学机械与动力工程学院，曾任美国麻省理工学院和加州理工学院教授。1955年，在毛泽东主席和周恩来总理的争取下回到中国。
王淦（gàn）昌（1907年5月28日—1998年12月10日），男，出生于江苏常熟，核物理学家、中国核科学的奠基人和开拓者之一、中国科学院院士、“两弹一星功勋奖章”获得者。 [1]
1929年毕业于清华大学物理系。1933年获柏林大学博士学位。1964年，他独立地提出了用激光打靶实现核聚变的设想，是世界激光惯性约束核聚变理论和研究的创始人之一。
王淦昌参与了中国原子弹、氢弹原理突破及核武器研制的试验研究和组织领导，是中国核武器研制的主要奠基人之一。曾荣获两项国家自然科学一等奖、国家科学技术进步特等奖等奖项。
第一个与诺贝尔奖擦肩而过的学者，大家或许就不知道了。此人不是别人，正是我国两弹元勋——王淦昌教授。而且他不止一次错过诺奖，而是两次。
90岁两弹元勋，因散步被自行车撞倒而去世，凶手至今在逃
钱三强（1913年10月16日—1992年6月28日），原名钱秉穹，核物理学家。原籍浙江湖州，生于浙江绍兴，中国原子能科学事业的创始人，中国“两弹一星”元勋，中国科学院院士。
邓稼先（1924年6月25日—1986年7月29日），九三学社社员，中国科学院院士，著名核物理学家，中国核武器研制工作的开拓者和奠基者，为中国核武器、原子武器的研发做出了重要贡献。
邓稼先是中国核武器研制与发展的主要组织者、领导者，邓稼先始终在中国武器制造的第一线，领导了许多学者和技术人员，成功地设计了中国原子弹和氢弹，把中国国防自卫武器引领到了世界先进水平。
邓稼先在一次实验中，受到 "%E6%A0%B8%E8%BE%90%E5%B0%84/572433" \t "" 核辐射，身患 "%E7%9B%B4%E8%82%A0%E7%99%8C/1133228" \t "" 直肠癌，于1986年7月29日在北京不幸逝世，终年62岁。
赵忠尧（1902年6月27日—1998年5月28日），浙江诸暨人，物理学家，中国核物理研究和加速器建造事业的开拓者。
赵忠尧主要从事核物理研究，特别是硬g射线与物质相互作用等方面的研究，主持建成中国第一、二台质子静电加速器，为在国内建立核物理实验基地作出了重要贡献。 [3] 赵忠尧第一次发现了正电子的存在，他是人类物理学史上第一个发现反物质的科学家。他观测到的正、负电子湮灭辐射比后来安德逊看到的正电子径迹早两年。他的研究成果为研制正负电子对撞机提供了理论基础，同时也奠定了他在世界物理学界的地位。
6、物理学史的分期（不做要求）
6.1、古代物理学时期——科学的萌芽期； 时间：从远古到16世纪中叶。
特点：主要是对自然现象的观察和记载。这一时期，自然科学与哲学融合在一起，对自然现象的解释往往是哲理性的。文化中心：古希腊和古代中国。
6.2、经典物理学时期：时间：从16世纪中叶到19世纪末。
15世纪末，资本主义开始萌芽，社会生产力得到发展，有力地推动了科学的进程。16世纪中叶，哥白尼提出“日心说”。17世纪晚期，牛顿建立了经典力学体系，标志着近代物理学的诞生。
6.3、现代物理学时期：
时间：从19世纪末到现在是现代物理学时期。19世纪末一系列实验新事实的发现，使经典物理学理论出现了不可克服的危机，从而导致了物理学革命。标志：相对论、量子力学的相继建立，标志着现代物理学的诞生
20世纪50年代以后，物理学已经发展成为一个相当庞大的学科群，包括高能物理（粒子物理）、原子核物理、等离子体物理、凝聚态物理、计算物理和理论物理等主体学科以及难以计数的分支学科。物理学与各学科之间相互交叉、相互渗透形成了众多很有发展前途的交叉科学。
专题讲练1
1、物理学是一门研究自然现象及其规律 科学，它主要研究声、光、热、力、 电 等现象。
物理实验过程中我们要善于观察实验现象 ，记录实验数据，归纳实验结论。
2、机遇总是青睐有准备的头脑，无意间发现“摆的等时性”的物理学家是（D）
A．牛顿B．奥斯特C．托里拆利D．伽利略
3、经典物理学的奠基人是（C ）
A．伽利略B．爱因斯坦C．牛顿D．哥白尼
4、伽利略是用 控制变量 的科学方法分别研究每个因素对摆球摆动快慢的影响。
5、有一立式摆钟，2天下来走时慢了1分钟，为了校正走时，工人师傅应（B）
A．使摆线变长B．使摆线变短 C．换质量小的摆锤D．换质量大的摆锤
6、在一堂物理活动课上，同学们正以“假如没有了…”为主题展开讨论。以下是几位同学提出的五个具有代表性的观点：
①假如没有了地球引力，物体的质量仍然存在；②假如没有了摩擦力，一阵微风也可以吹动停在平直轨道上的火车；
③假如没有了力的作用，物体将永远保持静止； ④假如没有了大气压强，人在地球上就不能吸气；
其中合理的是（A）
A．①②④B．①②③④C．②③D．①②
7、1905年是一位著名物理学家的“奇迹年”，这一年他发表“相对论”等五篇重要论文。2005年的“世界物理年”就是为了纪念这位著名物理学家的“奇迹年”100周年而设立的。这位著名物理学家是（B）
A．伽利略B．爱因斯坦C．居里夫人D．牛顿
8、17﹣18世纪，由于生产的需要和力学、热学的发展，促进了蒸汽机的研制和改进，解决了机械的动力问题。人类从此由手工业生产走向大规模机器生产，交通运输业也发生了根本变革，人类进入了（B）
A．“电气时代”B．“蒸汽时代” C．“信息化时代” D．“智能化时代”
9、不同物体吸收太阳辐射能力不同，小明认为它可能与物体的颜色有关，于是，他将几个完全相同的物体涂上不同颜色放在太阳底下，测出相同时间内物体升高的温度。这一过程属于科学探究中的（C ）
A．猜想假设B．设计实验C．进行实验D．分析论证
【解析】对于不同物体吸收太阳辐射能力的影响因素，小明将几个完全相同的物体涂上不同颜色在太阳底下，测出相同时间内物体升高的温度，属于进行实验收集数据环节。
10、电流磁效应的发现，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”；而电磁感应现象的发现则进一步揭示了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代，证明了“磁生电”。做出以上贡献的科学家是（B）
A．库仑安培 B．奥斯特法拉第 C．伏特法拉第 D．奥斯特欧姆
库仑总结并确认了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律；安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极；
1820 年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”；
1831 年英国科学家法拉第首先利用磁场获得了电流，这种现象称为电磁感应现象。
伏特在 1800 年发明伏达电堆； 欧姆通过大量实验得出欧姆定律。
11、经典力学的先驱___________率先用望远镜观察天空；伟大的物理学家___________发现了光的色散、万有引力定律、惯性定律等，为现代科学的发展奠定了基础。 【难度】★ 【答案】伽利略；牛顿
【解析】伽利略最先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果，有力地支持了哥白尼的日心说。
伟大的物理学家牛顿在前人的研究积累上，发现了光的色散、万有引力定律、惯性定律等，奠定了具有划时代意义的经典物理学基础。
12、小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千。小丽把小红、小玲分别轻轻推一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样。那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？
三人对此问题进行了研究，提出如下猜想：
猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。
猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。
猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线最大距离有关。
为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、细线、秒表、小球，依照物理学习中的科学方法，按右图进行实验，得到下表中数据。
请你通过分析回答下列问题：
（1）为验证猜想1，应选用序号为_2和4___两组实验进行对比分析。
（2）为验证猜想2，应选用序号为_1和3 __两组实验进行对比分析。
（3）为验证猜想3，应选用序号为__4和5__两组实验进行对比分析。
（4）实验结论：小球往返一次所用的时间与_从O点到小球中心的距离__有关，与__小球质量、小球摆动距中心线最大距离_无关。
13、做“研究影响摆球摆动周期的因素”的实验，现有如下的器材：较长的细线一根、已知质量的铁球两个，铁架台（配有夹子）。
（1）为了完成实验，还需要的器材是 停表 和 刻度尺 。
（2）下表是一组同学相互合作实验记录的数据
①完成“摆动周期”一栏中空格的填写。
②分析比较第1次和第2次实验，可得出的初步结论是：摆动周期与摆球质量无关系 。
③分析比较 1、3 两次实验，可得出的初步结论是：当摆线长度和摆球的质量 相同时，摆动的周期与摆动的幅度无关 （填“有关”或“无关”）。
④第2次和第4次实验是控制摆球质量和摆线幅度 不变，研究周期 与摆线长度 的关系，并可得结论：当摆球质量和摆线幅度一定时，摆线长度长的则周期长 。
⑤以上②、③、④中的研究方法叫做控制变量法 。
14.某同学在课上听了伽利略对摆的研究故事之后，回家用支架、细绳、两个质量不同的小球A、B和秒表研究摆的周期和哪些因素有关，他分别设计了4次实验，如图所示，每次实验各有不同，∠1