《物理如此簡單:力學篇》是適合全學段中學生進行嚴肅閱讀的物理學科普讀物,具有極高的科普及學習價值。全書以生活中簡單的直線運動開篇,引領你科學評判龜兔賽跑這一經(jīng)典問題;以無處不在的力引領你認識一個真實的、充滿相互作用的世界。在書中遨游,你會理解坐地日行八萬里的真諦,你會參透足球運動員一腳踢出的美麗香蕉球中蘊藏的空氣動力學原理!段锢砣绱撕唵危毫W篇》引領你的研究從直線運動到生活中形形色色的曲線運動;引領你的思緒從地面延伸到浩瀚的宇宙星空。宇宙的中心在哪里?跑多快可以溜出太陽系?我們?yōu)槭裁匆セ鹦牵磕闼P注的這些科學問題,都會在閱讀本書的過程中得到一些有意義的啟示。
《物理如此簡單:力學篇》緊扣中學物理知識點,強化科學拓展與思維發(fā)散,讓讀者感受到生活中處處有物理,物理如此簡單!為降低初、高中不同年齡段學生的閱讀門檻,作者減少了大量數(shù)學公式的堆砌,力求用有意思的語言、生動的例子甚至是比喻來更好地闡述物理現(xiàn)象和原理。
《物理如此簡單:力學篇》具有以下特色:
大道至簡:深入淺出地剖析生活中的物理知識及原理;
可讀性強:一邊閱讀科學家的趣味故事,一邊品味物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其科學方法;
課內同步:以初高中物理知識為主線,對物理學科的知識進行分類拓展;
思維提升:開闊視野,總結規(guī)律,掌握方法,提升思維;
科學普及:既體現(xiàn)科普價值,淺顯易懂,又有內容深化;
以史明理:滲透物理學史,體會一代代物理學家的思考方式;
民族自信:將物理學與中國的現(xiàn)代科技發(fā)展聯(lián)系,增強民族自信;
解決問題:引導讀者利用所學物理知識去解釋生活中的原理,提升問題解決能力。
《物理如此簡單:力學篇》以科學探究要素為線索設置了多個輔助欄目
【生活物理】生活處處皆物理
【科學實驗】身邊的物理實驗
【科學探索】像科學家一科思考
【原來如此】揭開物理原理的神秘面紗
【思維拓展】回看物理學史,展望前沿科技
【科學中國】感受中國物理學成就
【小試牛刀】探索實踐,提升思維
物理真的很難嗎?其實物理可以很簡單!物理學家堅信自然的法則盡管無所不包,條例卻很少。物理學家堅信物理世界是簡單的,是可以被理解的。如果你也能像物理學家一樣思考,你會悟到:物理如此簡單!
作為物理教師,我們經(jīng)常會遇到學生恐懼學習物理的情況,甚至他們在還沒有接觸物理時就對這門學科的學習毫無信心。究其原因,很重要的一點是,當前的物理教學和學生的物理學習遠遠脫離了物理學科的本真。物理是自然科學領域的一門基礎學科,作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規(guī)律,因此成為其他各自然科學學科研究的基礎。它是教人認識自然和理性思考的。莊子云:判天地之美,析萬物之理。 這大概就是物理學和物理教育的真諦。
現(xiàn)在中學生對物理學科的學習大多沉浸于解題,知識的獲得局限于有限的教材和門類繁多的教輔,使提高物理思維、形成物理觀念、提升物理學科素養(yǎng)有很大的困難。這也導致一些中學生對物理形成了刻板印象,認為物理很枯燥,難學, 并沒有感受到物理是對自然的描述,物理是最具簡潔美的科學。生活中處處有物理,學習物理不僅僅是為了解題,更是為了解決實際問題;學習物理不僅僅是為了學習已知,更是為了探究和發(fā)現(xiàn)未知!
為避免科普寬泛、缺少物理知識內化的問題,我們緊扣中學物理知識點,強化科學拓展與思維發(fā)散,編寫了系列圖書。本系列圖書分為三冊,第一冊《物理如此簡單:力學篇》主要闡述生活中涉及的運動和力、功和能、動量、振動和波動等力學現(xiàn)象蘊藏的原理及應用;第二冊《物理如此簡單: 電磁學篇》主要闡述與日常生活、生產和科技發(fā)展息息相關的電場、磁場、電磁波、直流電路和交流電路等;第三冊《物理如此簡單:近現(xiàn)代物理篇》主要闡述熱學、光學和量子物理基礎等。
你手中這本有關物理學的書是嚴肅的,其中的每一個概念、思想、方法都是很多科學家經(jīng)過細致嚴謹?shù)膶嵺`研究獲得的。作為編寫者的我們并不是這些問題的發(fā)現(xiàn)者,我們能承諾的是書中的每一個知識點都有更為專業(yè)的物理學研究作為保障。在書寫過程中,為降低初、高中不同年齡段學生的閱讀門檻,我們減少大量數(shù)學公式的堆砌,力求用有意思的語言、生動的例子甚至是比喻來更好地 闡述。
為了讓處于中學階段的學生能夠從更多角度認識物理學,本書以初、高中物理知識為主線,以內化物理原理、學習物理方法、培養(yǎng)科學思維為目標,充分考慮初、高中學生的思維特點,設置了多個板塊分散到全書各個章節(jié)。
●生活物理從生活中的具體實例提出問題,激發(fā)思考。
●科學實驗利用生活中的實驗器材進行實驗,用所學物理知識進行解釋 和分析,將物理與生活緊密聯(lián)系起來,讓學生體會生活中處處是物理。
●科學探索引領學生像科學家一樣思考,用科學的思維和方法探索未知。
●原來如此對生活物理中的問題給予解答并概括性地提煉和總結,從方法、能力等維度點撥,提升學生的科學素養(yǎng),讓學生豁然開朗,體會物理如此簡單和有趣。
●思維拓展對中學物理知識進行拓展補充,發(fā)散思維。主要從物理知識 的深化以及量化、最前沿科技成果及應用、物理學史的發(fā)展等方面開闊學生視野,讓其站在高處看物理。
●科學中國將中學物理知識與中國物理學發(fā)展融合在一起,讓學生充分 認識中國的物理學成就,知道中國科學家在物理學的道路上付出的努力。
●小試牛刀給出生活中另外一些具有相同原理的案例,預留空間,鼓勵 學生進一步深入學習并應用上述原理大膽嘗試和實踐。
物理是一種想象力,
你的想象力有多強,
你的物理世界就有多大。
物理是一種思維方式,
你的思維方式有多獨特,
你就有多少種看待物理問題的視角。
物理如此簡單,
打開書開始閱讀吧!
編 者
2023 年5 月
張君可,北京市特級教師,中學物理正高級教師,北京市高中物理核心組成員,北京市高中物理名師工作室負責人。主持多項國家級、、北京市教育科學規(guī)劃課題。近5年在《物理》《中學物理教學參考》《物理教學探討》《物理教學》《現(xiàn)代教育》等國內中文核心期刊發(fā)表10余篇論文;近5年主編《高考內參物理》《高中物理讀本》《典例教案》《物理探究》等多冊教師教學指導和物理科普讀物。
王超,中國科學院物理學博士,在《納米尺度》(Nanoscale),《合金與化合物雜志》(Journal of Alloys and Compounds)等SCI及國內核心期刊發(fā)表10余篇文章,榮獲4項發(fā)明專利。
宋艾晨,北京市朝陽區(qū)基礎教育綜合評價能力建設研究團隊數(shù)據(jù)分析組成員,參與多項國家級、北京市教育科學規(guī)劃課題。
第1章 簡單的直線運動 1
第1節(jié) 如何科學評判龜兔賽跑的勝負? 3
第2節(jié) 如何追上勻速前進的烏龜? 8
第3節(jié) 用石頭能測量比薩斜塔的高度嗎? 14
第2章 無處不在的力 17
第1節(jié) 嫦娥奔月后有什么變化? 19
第2節(jié) 怕踩的乒乓球 24
第3節(jié) 為什么降雨的危害不如高空拋物? 27
第4節(jié) 捏不碎的雞蛋 31
第5節(jié) 難以置信的平衡術 36
第3章 運動的物體真給力 41
第1節(jié) 坐地日行八萬里 43
第2節(jié) 為什么你帶不動胖子? 48
第3節(jié) 擊打木人樁為什么手會疼? 51
第4節(jié) 在電梯里測體重 54
第4章 優(yōu)美的曲線運動 59
第1節(jié) 物體為什么會偏離原來的運動方向? 61
第2節(jié) 怎樣贏得鉛球和標槍比賽? 65
第3節(jié) 你會踢香蕉球嗎? 70
第4節(jié) 急轉彎的路面為什么是傾斜的? 76
第5節(jié) 焦慮的巴黎大炮 80
第5章 萬有引力讓宇宙不致散架 85
第1節(jié) 宇宙的中心在哪里? 87
第2節(jié) 地球的運行軌道竟然不是圓 92
第3節(jié) 地球為什么會吸引蘋果? 98
第4節(jié) 跑多快可以溜出太陽系? 102
第5節(jié) 我們?yōu)槭裁匆セ鹦牵?107
第6章 探尋能量與動量的轉換關系 111
第1節(jié) 為什么沒有永動機? 113
第2節(jié) 高空墜物的危害 117
第3節(jié) 弓箭中的智慧 122
第4節(jié) 通羅馬的條條大路有區(qū)別嗎? 126
第5節(jié) 機械表中的能量藝術 130
第6節(jié) 汽車與足球碰撞出的火花 134
第7節(jié) 臺球運動中如何擊打白球? 138
第8節(jié) 臺球碰撞的不變量 143
第9節(jié) 童年的你差點造出火箭 147
第7章 波動帶來的美麗世界 153
第1節(jié) 美麗的水波 155
第2節(jié) 地震帶來的災難為什么這么嚴重? 158
第3節(jié) 如何利用超聲波測速? 161
第4節(jié) 深海潛艇如何看清物體? 165
參考文獻 169
小試牛刀參考答案 173
后 記 179