(精品讲义)新高一物理衔接课程-第1讲-序.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date(精品讲义)新高一物理衔接课程-第1讲-序(精品讲义)新高一物理衔接课程-第1讲-序第1讲 序一、什么是物理学物理学是研究物质结构和运动基本规律的一门学科。可用十六个字形象描述：“宇宙之谜、粒子之微、万物之动、日用之繁。”“宇宙之谜”是研究宇宙的过去、现状、未来以及人类如何利用宇宙资源，著名的英国物理学家霍金是我们研究宇宙的代表人物。“粒子之微”就是我们不仅仅要在宏观

2、尺度上研究物质的运动，还要在我们看不到的微观世界研究物质的运动，比如现在提出的纳米技术，是在10-9m的尺度上研究物质运动。“万物之动”说的是万事万物都在运动，运动是绝对的，静止是相对的。“日用之繁”意思是物理与我们的生活密切相关，二、物理学的两个重要特点1. 物理学属于自然科学 “大胆假设，小心求证”2. 物理学是现代技术的重要基础并对推动社会发展有重要的作用。三、高中物理知识结构高中物理的主要内容可分为力学、电磁学、光学、热学、原子物理五个部分。力学主要研究力和运动的关系。重点学习牛顿运动定律和机械能。比如说我们要研究游乐场中的“翻滚过山车”是什么原理。再如，我们要研究要用多大速度把一个物

3、体抛出地球去，能成为一颗人造卫星？电磁学主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。重点学习闭合电路欧姆定律和电磁感应定律。初中电学假定电源两极电压是不变的；高中电学认为电源电极电压是变化的。这说明高中物理比初中物理内容加深加宽，由定性分析变为更多的定量分析，学习迈上一个新的台阶，同学们要有克服困难的思想准备。光学主要研究光的传播规律和光的本性。热学主要研究分子动理论和气体的热学性质。原子物理主要研究原子和原子核的组成与变化。四、从初中物理到高中物理要跨越的阶梯1. 从简单到复杂初中物理知识比较简单，通常被理想化，高中则要复杂很多，比如从光滑平面的匀速直线运动到考虑外力作用的变速运动，从直线运动到曲线

4、运动，从单个物体到连接体问题，从理想电表到实际电表，从部分电路欧姆定律到闭合电路欧姆定律（考虑电源的内阻），从纯电阻到非纯电阻，从光的直线传播到折射、衍射、干涉，等等。2. 从现象到本质初中的物理知识多是以有趣和有用为出发点，主要是对一些表面现象的观察分析，如声现象，光现象，物态变化等；而在高中则要深入到物理现象的本质和规律。3. 从具体到抽象初中的研究对象都是一些具体形象的东西，如平面镜和透镜成像，物态变化等；高中则要引入很多抽象的概念，如质点、瞬时速度、加速度、受力分析、冲量、功能关系、电场线、磁场线、电磁场、电磁波、光子、物质波、结合能，等等。4. 从状态到过程初中物理更多地研究密度、熔

5、点、沸点、匀速直线运动的速度等常量，而高中物理则要研究很多变量的规律，如变速运动的速度和加速度等。初中以研究状态为主，高中则要更多地注重过程分析。5. 从标量到矢量高中引入了初中所没有的矢量概念，物理量的方向成为分析研究问题需要考虑的重要因素，这是很多学生一时难以适应的一个知识点。要注意矢量的特征和运算法则。6. 从一维到二维，甚至三维研究范围从直线扩展到了平面，从只有直线运动发展到曲线运动，数轴已经不够用，要在直角坐标系中进行讨论，甚至要渗透三维空间的概念。7. 从定性到定量高中物理学习对数学知识的依赖逐渐增强。必要数学工具的支持是学好物理的重要条件，初中知识大多数是定性描述分析，在高中更多

6、的要进行定量计算研究。初中物理用的数学知识少而浅显，而高中物理要用到更多更深的数学知识，如极限和导数用于瞬时速度的概念，向量代数用于矢量的分析，平面几何和解析几何用于运动物体的轨迹问题。8. 从演绎到归纳，再到建模高中不再局限于演绎规律，出现了归纳统计规律，并利用其构建数学模型和物理模型。很多实际问题就必须先建模才方便解决，而且建模可以帮助我们更快更巧妙的解决很多看似复杂的问题。9. 从零散到系统初中物理知识比较零散，高中开始系统化，知识点之间的相互联系增强，开始出现大量跨越各个板块的综合题，难度大幅度提升。10. 从宏观到微观和宇观高中研究对象的线度向两方延伸，在高中万有引力把研究对象扩展到

7、天体运动，还开始探讨分子运动论以及原子、原子核的内部结构和规律。并且初步展现了微观、宏观、宇观之间的密切联系。五、高中物理常见的研究方法（1）观察与实验 （2）物理模型法 （3）猜想与控制变量法（4）类比法 （5）数学图像法 六、高中物理常用的思维方法（1）整体法与隔离法 （2）等效替代法 （3假设法 （4）临界值法 （5）对称法 （6）极限分析法 (7) 微元法七、物理实验中的相关知识1. 误差 误差：测量值与真实值的差异称为误差。误差存在于一切测量之中，贯穿测量过程的始终，而且误差是不可避免的。 系统误差与偶然误差：从误差来源看，分为系统误差和偶然误差。系统误差：系统误差主要是由于实验原理

8、不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略产生的。系统误差的特点：实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。减小系统误差的方法有：改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。某些系统误差是可以完全消除的。偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。偶然误差的特点是：有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。减小偶然误差的方法有：多次实验取平均值。偶然误差是无法完全消除的。 绝对误差与相对误差：从分析数据的方法来看，分为绝对误差和相对误差。绝对误差：测量值与真实值之差。即，它反映测量值偏离真实值的大小。相对误差：绝对误差与真实值之比。

9、，它反映了实验结果的精确程度。对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。绝对误差大者，其相对误差不一定大。2. 有效数字 有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字。有效数字的最后一位是误差所在位。 有效数字位数的判定方法：从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示。如，都是三位有效数字。以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。如0.0123是3位有效数字，0.01230是4位有效数字。作为有效数字的“0”，不可省略不写。如不能将1.350cm写成1.35cm

10、，因为它们的误差不相同。3. 误差与测量的错误（以长度测量为例）误差与测量的错误是两个完全不同的概念。错误是应该也可以避免的，而误差是绝对不可避免的，即无论你想什么办法都不可能没有误差，只是误差的大小不同而已。 测量的错误是人为造成的。尺的放置和怎样读取结果有一定规则，按规则进行是正确操作，不按规则进行是错误操作，测量结果也是错误的。按规则测量这是人能做到的事情，因此测量的错误是可以避免的。 任何一个被测物体都有自己一定的尺寸，即都有各自的真实长度值真实值，我们用尺去测量得到的结果称为测量值，真实值是唯一的，而测量值可以是多个值，测量值与真实值之间的差异叫误差。产生误差的原因是多方面的，主要有

11、两大方面：与测量仪器有关；与人有关事实上，我们所说的测量精确也好、准确也好，都是有误差的精确或准确，都是相对的精确或准确。例如：用最小分度值是厘米的尺来测量，误差不会超过1cm；用小分度值是mm的尺来测量，误差不会超过1mm；用最小分度值是百分之一毫米的尺来测量，误差不会超过百分之一毫米，相对而言，最小分度值越小，测量的误差也就越小。 减小误差的办法：误差不可避免，但可以尽量减小误差。例如选用制作精确的尺，正确操作，估读认真细心些，在这些基础上，还可采取多次测量求平均值的方法来减小误差。一般来说，同一把尺上不同部位的刻度间距不可能绝对均匀，可能有轻微的不均匀现象。多次测量时，应该尽量用尺的不同

12、部位来测量，如果刻度有轻微的不均匀现象，就可能某几次测量结果偏大，而另外几次测量结果偏小，取所有测量结果的平均值，就可以使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地小些。因为测量需要估读，而估读可能偏大也可能偏小，在多次测量中，可能某几次估读偏大，而另外几次估读偏小，取平均值会使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地减少些。计算平均值时有一个原则应该遵守：原测量结果有效数字是几位，取其平均值的数，有效数字也取几位。若多，则四舍五入；若少，则补零。4. 近似数与有效数字 课本对近似数，有效数字的定义与说明。利用四舍五入法取一个数的近似数时，四舍五入到哪一位，就说这个近似数精确到哪一位。对于一个近似数

13、，从左边第一个不是0的数字起到精确到的数位止，所有数字都叫这个数的有效数字。 从上面说明与定义，结合数字，从下面几个方面帮助大家认识近似数与有效数字。数可以大致分为两类，即精确数和近似数。如（1）世界上只有一个地球。（2）我校有39个班级，其中一班五十三人，其中出现的数据是精确的，叫做精确数。再如：（3）（4）这本书的长度大约为14.72cm。这些数据都是近似数，在这些近似数中，如，3、1这两位数字是准确的，末尾数字“4”是估计的，不准确。再如14.72中的1、4、7是准确的，而末尾数字“2”是估读的，不准确。近似数大致有这两类，一类是“计算时”四舍五入得到的，如，再一类是测量得到的，如这本书

14、的长度大约为14.72cm。测量与记录结果如测量长度、质量、时间等的数据，在记录时应带上单位。如一位同学测数学课本宽为14.75cm。倒数第二位“7”是十分位，所对应单位为刻度尺的最小刻度mm；倒数第一位是百分位，估计值，体现出测量的精确程度，在使用工具测量时，测量记录结果可以估读到最小刻度后一位。有效数字的认识如（1）“1.235”这个数中有效数字为1、2、3、5。（2）0.001 200 350 00这个数中有效数字为1、2、0、0、3、5、0、0、0共九位，有效数字是这个数从左边第一位不为零的数字起，到这个数末位数字止的所有数字。精确数位的认识例如：我国人口第五次人口普查有1295330

15、000人。（1）精确到万位，写为129 533万。（2）保留三位有效数字写为。再如。（1）保留小数点后三位，写为0.014。（2）精确到万分位，写为0.0136。（3）保留两位有效数字，写为0.014。两类特殊数的认识第一类：“阿拉伯数+汉字”。如：1.2万第二类：“科学记数法”表示的数，“有效数字+数量级”。如：有些数在四舍五入取近似数时，需要精确到哪位时，就用上面的这两类。如中的例子。八、高中物理涉及到的数学知识（一）锐角三角函数1. 锐角三角函数的定义。 直角三角形的三条边： 如图所示，在直仍三角形ABC中，C是直角。则AC、BC叫做直角边，AB叫做斜边。A、B都是锐角。对于A来说，AC

16、叫做A的邻边，BC叫做A的对边。 锐角三角函数 初中几何课本中给出锐角三角函数的定义，是依据这样一个基本事实：在直角三角形中，当锐角固定时，它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。 关于这点，我们看下图，图中的直角三角形AB1C1，AB2C2，AB3C3，都有一个相等的锐角A，即锐角A取一个固定值。如图所示，许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起，并使一条直角边落在同一条直线上，那么斜边必然都落在另一条直线上。不难看出： B1C1B2C2B3C3， AB1C1AB2C2AB3C3， 因此，在这些直角三角形中，A的对边与斜边的比值是一个固定的值。 根据同样道理，由“相似形”知识可以知道，

17、在这些直角三角形中，A的对边与邻边的比值，A的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。 这样，在ABC中，C为直角，我们把锐角A的对边与斜边的比叫做A的正弦，记作SinA；锐角A邻边与斜边的比叫做A的余弦，记作CosA；锐角A的对边与邻边的比叫做A的正切，记作tgA；锐角A的邻边与对边的比叫做A的余切，记作cotA，于是我们得到锐角A的四个锐角三角函数。 三角函数定义如下： 设A=，并令AC=x，BC=y，AB=r，则的四个三角函数值定义为： A的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数（高中数学还将会学到其它的三角函数名称）。 2. 锐角三角函数的主要性质： 三角函数值只是一个比值，由角的大小唯一

18、确定，与直角三角形的边长无关。 Sin、Cos、tan、cot均为正值。 当090时，正弦与正切函数为增函数；余弦与余切函数为减函数 对于同一个角，存在如下的关系： 平方和关系： 比值的关系： 倒数关系： 若、互为余角，则有： Sin=Cos,Cos=Sin,tan=cot,cot=tan 半角、倍角公式、诱导公式（略）3. 090之间的特殊角的各三角函数值高中物理计算中经常用到0、30、37、45、53、60、90的角的三角函数的值。现把这些值列在下面的表格中，这些值都是要求记忆的。其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算角度00300370450530600900sincosta

19、ncot表格中的370和530角同学们在初中很少遇到，但我们在高中物理中经常要用到它们。其实这两个角也是大家很熟悉的，还记得“勾3股4弦5”吧？在这个直角三角形中，长为5的边所对的是直角，长为3的边所对的锐角就是370，长为4的边对的角就是530。（二）正弦定理、余弦定理 （三）直线方程、抛物线方程、圆方程、椭圆方程直线方程： 抛物线方程： 圆方程： 椭圆方程： （四）一元二次函数五）角的弧度制表示 1弧度制另一种度量角的单位制 除了我们熟知的“度、分、秒”以外，角还有一个国际单位弧度，记作rad 。在一个圆中，圆心角的弧度值等于圆弧的长度除以圆的半径，即弧长公式：l = r 。所以，当圆弧的

20、长度等于圆的半径长度时，这段圆弧所对的圆心角称为1弧度的角。如图： AOB=1rad ，AOC=2rad 2. 角度制与弧度制的换算 显然，一个平角对应的弧长就是一个“半圆”，如果半径是R，那么这段弧长就是R，所以，180的角用弧度做单位就是180=R/R =弧度 ，即：rad。这个关系式可以作为角度与弧度的换算关系式。 由上述关系式可知：今后在具体运算时，“弧度”二字和单位符号“rad”可省略不写。例：3表示3rad，sin表示rad角的正弦 一些特殊角的度数与弧度数的对应值应该记住。你能推出30、45、60、90、120、150分别等于多少rad吗？九、高中物理课程简介课程结构必修系列物理

21、1（A1）选修系列选修1（B1）：选修11，选修12物理2（A2）选修2（B2）：选修21，选修22选修3（B3）：选修31，选修32，选修33，选修34，选修35模块说明及选课建议1、必修模块12，每个模块36学时，2学分，计4学分。另外还必须从选修模块11或21或31中至少选择1个模块，获得不少于2个学分，总共获得不少于6学分，才达到物理必修课程的要求。选修课程含有3个系列。系列1：侧重物理的人文性，2个模块；系列2：侧重技术应用角度，3个模块；系列3：侧重理论物理角度，5个模块。2、因必修模块之间具有递进关系，建议按顺序选课。高一4个学段开完必修1和2，高二开始，同时开设3个选修系列，供

22、不同需要学生选择；一般倾向于文科方向发展的学生，建议在选修系列1中选择1个模块，以获得毕业必须的学分；倾向于理科方向发展的学生，可在系列3或系列2中选择模块。3个系列中的第一模块知识范围基本相同，选修可不限于一个系列，例如同一学生可选系列l的11模块，再选系列2的22模块，依目前学校条件，倾向于理科发展的学生宜在选修3系列中选课较为切合当前的实际。3、凡准备参加高考的学生，文科物理必修与选修要达到68学分，理科最低要求10学分，较高要求宜达到14学分。十、课本必修1知识内容:第一章运动的描述 本章引入运动学的参量：提出参考系、时间、位移、速度、加速度等基本概念，为下一章探究匀变速直线运动的规律

23、奠定了理论基础。本章引入了“质点”的物理模型，提出了科学抽象法。第二章匀变速直线运动的研究 这一章是在实验的基础上总结匀变速直线运动的速度随时间变化的规律，实验中运用图像对实验数据进行处理，在此基础上归纳了匀变速直线运动的速度与位移随时间变化的规律。最后介绍了特殊的匀变速直线运动自由落体运动。本章突出体现了伽利略的理想斜面实验研究的物理思想，并初步介绍了“微积分”思想在物理中的应用。第三章相互作用 本章讲述力的基本知识，这部分内容与初中知识联系密切，重点介绍重力、弹力、摩擦力及力的合成与分解。对于这三种力的研究，突出体现从力的三要素出发，即从大小、方向及作用点这三个角度加深对三种常见力的认识，

24、其中弹力与摩擦力的产生条件、大小、方向问题是本部分内容的难点，是学习整个高中物理知识的基础。力的合成与分解与数学图形紧密联系，知识较为抽象，对于具体的问题学生常表现为不知道如何进行力的合成与分解，对用图解法进行力的分解和求极值问题感到困惑，因而亦为本部分内容中的难点。另外，力的合成与分解为后面学习运动的合成与分解打下基础。本章涉及到“假设法”、“等效替代法”的初步思想。第四章牛顿运动定律 牛顿三大定律构成了整个高中物理的框架，是高中物理学习的核心知识，也是经典力学的支柱。本章内容把前几章内容综合在一起，从力学的角度进一步阐述运动状态改变（产生加速度）的原因。从而把运动学和动力学联系在一起，牛顿第二定律的研究是本章的重点。在学习的过程中要特别注重牛顿第二定律的实验推导过程，特别是“控制变量法”的思想，图像处理的方法，公式推导的过程，结论的表述，公式的意义等，都要作细致的分析与归纳。本章中，牛顿定律的综合应用问题是重点，也是高考的一个必考内容。另外，本章对“假设法”、“控制变量法”、“等效替代法”、“分析推理法”、“整体法和隔离法”、“类比法”、“极限法”、“合理外推法”等物理学思想和研究方法的综合运用要求较高，也是我们在学习中应该重点领悟的。-