1、普 通 高 中 教 科 书 W U L I必 修物 理广东教育出版社物理普通高中教科书 必 修 第一册广东教育出版社批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话:12315定价：10.59元第一册物理fm版式必修第一册.indd 12020/12/28 上午10:07物 理普通高中教科书主编 熊建文 必 修第一册广东教育出版社广州物理fm版式扉页.indd 22019/5/29 下午6:00图书在版编目(CIP)数据物理：必修第一册/熊建文主编广州：广东教育出版社，2019.8（2021.12重印）普通高中教科书ISBN 978-7-5548-2528-0.物.熊.中学物理课高中教材.G63
2、4.71中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第091621号编 写 单 位 广东教育出版社主 编 熊建文副 主 编 王笑君 姚跃涌本 册 主 编 张军朋本 册 副 主 编 陈信余核心编写人员（以姓氏笔画为序）许桂清 李朝明 李德安 何琴玉 周少娜 詹伟琴 廖小兵出 版 人 朱文清责任编辑 陈洁辉责任技编 杨启承 陈 瑾装帧设计 何 维 梁 杰物理必修第一册WULI BIXIU DIYI CE广 东 教 育 出 版 社 出 版（广州市环市东路472号12-15楼）邮政编码：510075网址：http:/广东新华发行集团股份有限公司发行广州市新思程印刷有限公司印刷（广州市番禺区沙头街大富村白仙
3、岗4号）890毫米1240毫米16开本9印张225 000字2019年8月第1版2021年12月第6次印刷ISBN 978-7-5548-2528-0定价：10.59元批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话：12315著作权所有请勿擅用本书制作各类出版物违者必究如有印装质量或内容质量问题，请与我社联系。质量监督电话：020-87613102 邮箱：gjs-购书咨询电话：020-8777243813Y3331ML 印刷.indd 42022/2/23 10:15:14.1.物理学是自然科学领域的一门基础学科.它始终引领着人类对自然奥秘的探索，深化着人类对自然界的认识，对人类文明和社会进步
4、做出了巨大贡献.在进入高中物理学习之际，让我们先了解一下物理学是研究什么的，物理学的发展给人类文明进步带来哪些成果，物理学与我们的生活如何相关；然后从学习的角度认识高中物理与初中物理有什么不同，思考我们如何学习高中物理.物理学科学百花园中璀璨的明珠物理学作为一门独立的学科诞生于17世纪后半期，伽利略（G.Galilei，15641642）、开普勒（J.Kepler，15711630）、牛顿（I.Newton，16431727）等科学家做出了奠基性的贡献.物理学是一门自然科学，它研究物质运动的一般规律、物质的相互作用以及物质的结构.经过四个多世纪的发展，物理学已建立起以力学、热学、电磁学和光学为
5、基础的经典物理学，以及以量子力学、相对论为基础的现代物理学.在此基础上，粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、凝聚态物理学、等离子体物理学、天体物理学和生物物理学等得到迅速发展.物理学是以实验为基础的学科.物理学中任何新思想正确与否需由实验检验.在物理学发展史中，人类很早就表现出观察和思辨的才能.然而，将实验作为研究手段并将物理学视为实验科学，是物理学真正进步的开端.图 1 物理学是打开自然奥秘的钥匙绪 论（a）黑洞示意图（b）原子结构示意图13Y3331ML 印刷.indd 12022/2/23 10:15:03.2.物理学研究问题总是从最简单的情况入手.面对复杂问题时，我们根据研究需
6、要，抓住主要因素，忽略次要因素，找出其中最本质的内容，建立理想化物理模型；通过对理想化物理模型的行为描述来揭示物质运动的规律，这是物理学常用的研究方法.物理学崇尚理性，重视科学思维.物理学的许多规律是从实验中总结出来的.然而，许多重大理论的发现，绝非简单实验结果的总结，它既需要严谨的数学推理、严密的逻辑思维、深刻的洞察力，也需要直觉和想象力，大胆地猜测和假设.这常常是一个曲折的探究过程.物理学是一门严密的理论学科.它以为数不多的物理概念为基石，以物理定律为核心，建立了经典物理学、现代物理学及各分支的严密逻辑体系.物理学是一门精密的定量学科.自从伽利略开创了把观察实验、抽象思维同数学方法相结合的
7、研究途径以后，物理学就迅速发展为一门精密的定量学科.在物理学中，许多物理概念和物理规律都具有定量的含义，基本定律和公式都是运用数学的语言予以精确表达.此外，数学还是物理学研究的重要推理论证的工具和手段，物理学与数学有密切的关系，物理学的发展离不开数学.物理学是一门带有方法论性质的学科.物理学在长期的发展过程中，形成了一整套研究问题和解决问题的科学方法.这些方法不仅对物理学的发展起了很重要的作用，而且对其他学科的发展也产生了一定的影响，深刻影响着人们的思想、观念和思维方式.展望物理学的未来，充满着机遇与挑战.李政道先生在物理的挑战一文中，曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题：为什么一些物理现象
8、在理论上对称，但实验结果不对称？为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见？为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质？为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍？这些问题激励着人们不懈探索.可以预见，一旦拨去这些笼罩在物理天空中的“乌云”，物理学将会展现出更加灿烂的前景.图 2 自然界和生活中有许多奇妙的现象（a）水滴滴入水中的瞬间（b）牛顿摆绪论PHYSICS13Y3331ML 印刷.indd 22022/2/23 10:15:03.3.物理学与其他自然科学人类文明进步的基石物理学是自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在其他自然科学的各个领域发挥着重要的作用.物理学和化学向来就
9、是并肩前进的.19世纪，科学家们应用物理热力学的理论和方法研究化工生产中的化学平衡、反应速度等问题，产生了化学热力学、化学动力学和催化理论，形成了物理化学这门应用物理学的原理和方法来研究有关化学现象和过程的交叉学科.20世纪，随着量子力学的建立，研究化学现象的微观机理的量子化学应运而生物理学的研究成果和研究方法向生物学渗透，形成的生物物理、分子生物学等新学科，对生命科学的研究带来了极其深刻的影响.在两学科的交叉点上产生的一系列重大成就，如DNA双螺旋结构的确定、耗散结构理论的建立等，就充分证明了这一点.21世纪是物理学全面介入生命科学的世纪物理学和天文学有着由来已久的“血缘关系”，特别是19世
10、纪中叶以后，物理学的光度测量和光谱分析被应用于天文学，使天文学家能够研究天体的温度分布、化学构成、物理结构和演化过程等.天文学从观察、研究天体的机械运动到深入探索天体的本质，由此产生了标志着天文学新的发展水平的天体物理学，使人类进入了认识宇宙的新阶段物理学与现代技术人类文明进步的助推器物理学的发展推动了科学技术的高速发展.几乎所有重大新技术的创立，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等，都是在物理学中经过长期酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的现代社会生活中计算机的应用已随处可见，它对我们的生活产生了重要的影响，以现代计算机为基础发展起来的电子信息技术已然昭示“信息时代”的到
11、来，它的创立、发展图 4 DNA 双螺旋结构模型图 3 化工厂里的电解车间图 5 哈勃望远镜拍摄的太空深处星系的光学照片绪论13Y3331ML 印刷.indd 32022/2/23 10:15:04.4.都是以物理学的成果为基础.尤其是由量子物理孕育出来的技术成果晶体管、半导体集成电路、大规模集成电路的发明与创造，逐渐实现了现代计算机的小型化和智能化目前，许多国家都建起了核能发电站，核能发电量约占世界发电总量的30%.如果没有卢瑟福的粒子散射实验和爱因斯坦的质能方程，就不会有今天核能的利用激光唱机能发出音色纯美的声音，得益于1917年爱因斯坦提出光的受激辐射理论.正是基于这一理论才有了1960
12、年第一台激光器的诞生.迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要的作用.光通信依赖的基础器件便是激光器，大功率激光器被用于受控核聚变研究，医学激光治疗已可以治疗数百种疾病.激光被誉为20世纪的“世纪之光”以物理学为基础的科学技术的高速发展，直接推动了人类社会文明的进步，改变了人们的思维方式和生活、工作方式，创造了一个接一个的新时代.18世纪得益于牛顿力学和热学的研究而发明的蒸汽机，使人们进入了蒸汽时代；19世纪以电机的发明和电力的应用为标志的电力技术革命，使人类社会全面进入了电气时代；属于20世纪最伟大的科学成就之一的原子能技术，把人类社
13、会带入了原子时代；20世纪后期，电子信息技术和通信技术又为人类创造了一个新时代信息时代.21世纪，物理学将在极小的尺度上探索物质更深层次的结构，在更宏观的尺度上寻求宇宙的起源和演化.毋庸置疑，以物理学为基础的科学技术已成为人类社会文明进步的强大助推器物理学与现代生活人类文明的新向往现代生活中，物理学技术成果的运用随处可见.例如：厨房里有电冰箱、微波炉；客厅里有电视机、空调器；书房里有电话、电脑；医院里有X光透视仪、超声波治疗仪、CT检查仪、激光手术仪；商场里有琳琅满目的科技产品人们充分地享受着科学技术创造的成果，这些成果正在深刻地改变着人们的生活方式.图 6 我国光量子实验室图 7 我国第一座
14、核电站秦山核电站图 8 我国首台高功率光纤激光器绪论PHYSICS13Y3331ML 印刷.indd 42022/2/23 10:15:04.5.航天技术与现代生活密不可分.从“牛顿大炮”的科学猜想到人造地球卫星的发明，花费了数代科学家的毕生精力，中国科学家们的表现也身手不凡.2007年，随着“嫦娥一号”顺利进入环月工作轨道，中国成为“月球俱乐部”成员之一.探月工程充分展示了中国的综合国力，也凸显了科技强国的信心.如今，通过同步通信卫星的实况转播，我们可以看到来自世界各地丰富多彩的电视节目，了解世界正在发生的重大事件.北斗卫星导航系统正与世界其他卫星导航系统携手服务全球，造福人类.移动通信是在
15、人造地球卫星和微波通信技术基础上发展起来的.在当今互联网时代，移动通信产业以惊人的速度迅猛发展，已经成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一，引领人类生活和社会发展新时尚.以移动支付等为代表的数字化经济正在改变我们的生活方式.高铁因为省时、快速、舒适、安全等特点，已成为人们出行的首选交通工具.中国高铁技术成果引领世界，正成为与世界交往的响亮“名片”.物 理 学 的 技术成果在给人类带来深刻影响的同时，也给人们带来了一些忧虑，如环境污染、能源危机、核战争的威胁等.我们应当辩证地认识科技成果的作用，避免技术的滥用，让技术更好地服务于人类.怎样学习高中物理我们在初中已开设物理课程.将要学习的高中物理
16、课程与初中物理课程主要有三个方面的不同：一是高中物理课程的知识面更广，知识更系统，内容更丰富；二是初中物理课程较多是定性的，而高中物理课程则有较多的定量要求；三是初中物理课程以现象为主，图 10 移动支付正在改变我们的生活方式图 11 中国高铁图 9 大型活动的现场图景通过卫星向全球直播（a）2008 年北京奥运会开幕式（b）2016 年 G20 杭州峰会开幕式绪论13Y3331ML 印刷.indd 52022/2/23 10:15:05.6.比较直观，高中物理课程对思维能力的要求较高，更加强调现象与结论间的思维过程和方法.那么，我们该如何学习高中物理课程呢？杨振宁先生曾提到，很多学生在学习中已形成一种印象，以为物理学就是一些演算.其实，演算仅仅是物理学的一部分，而且不是最重要的部分.绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源.学习物理要善于观察、勤于实践、独立思考、勤学多问、乐于探究和敢于担当.善于观察不是随便看看，而是要进行有目的的观察，要将观察和思考结合起来.不仅在做实验时要留意观察，课堂上也要注意观察教师的演示，同时也要留心观察生活中的现象.勤于实践就是多动手操作.除了要