经全国中小学教材审定委员会 2004年初审通过 普通高中课程标准实验教科书 物理 1 必修 人民教育出版社课程教材研究所 编著 物理课程教材研究开发中心 W 0
目录 物理学与人炎文明 第一章运动的描述 1质点参考系和坐标系 2时间和位移 12 3运动快慢的描述—速度 15 4实验:用打点计时器测速度 19 5速度变化快慢的描述—一加速度 25 第二章匀变速直线运动的研究 1实验:探究小车速度随时间变化的规律 2匀变速直线运动的速度与时间的关系 4 匀变速直线运动的位移与时间的关系 4匀变速直线运动的位移与速度的关系 5自由落体运动 6伽利略对自由落体运动的研究 第三章相互作用 5 1重力基本相互作用 2弹力 54 3摩擦力 4力的合成 61 5力的分解 第四章牛顿运动定律 1牛顿第一定律 68 2实验:探究加速度与力、质量的关系 3牛顿第二定律 4力学单位制 5牛顿第三定律 6用牛顿运动定律解决间题( 7用牛顿运动定律解决问题(二) 学生实验 课题研究 课外读物 102
走进物理课堂之前 赵凯华① 群顽童,衣着五色斑斓,凑在一起,专爱找些新鲜游戏来玩。他们上树掏鸟 蛋、下河捞鱼虾,把蝌蚪养在玻璃罐里,要看它们怎样变青蛙,把鸟蛋放在被窝里 孵化,想看小鸟怎样从壳里往外爬,睡觉时把鸟蛋压碎了,弄得被窝一塌糊涂,挨 了妈妈的骂。 天在树下玩耍,一只熟 透了的苹果掉下来,他们就辩 论起来:苹果是不是越落越 快?不过他们很快就达成一致: 是的,苹果越落越快。怎见得? 苹果刚离开树枝时几乎是静止 的,落地前已相当快,于是就摔 烂了。文静的紫珠说:“只说苹 果越落越快,没什么了不起,谁 能说出苹果下落怎么个越来越 快法?”黑柱说:“苹果越落越 快,就是它的速度正比于落下 的距离呗!比如它落下2米时 的速度是落下1米时速度的两 倍。”白胖说:“我看是苹果的速度正比于落下的时间,它下落2秒后的速度是下落 1秒后速度的两倍。”红孩思考了一会几说:“你们都说速度的变化,可是速度很难 测量,还不如说落下的距离。我猜,要是苹果在第1秒内下落的距离是1,那么在 第2秒内下落的距离就是2,在第3秒内下落的距离就是3,等等。我这个想法容易 用实验来检验。”孩子们七嘴八舌,莫衷一是。坐在一边的蓝仔插进来说:“实验是 必须做的,不过垂直下落太快,也许得利用料面。我得回去好好想想,要讲清道理。 天色巳晚,黄娃建议明天到游戏场去做实验,于是大家就散伙回家了。 ①赵凯华(1950—),北京大学教授,曾任中国物理学会副理事长兼教学委员会主任
第二天大家来到游戏场,蓝仔宣布,他对红孩的猜测有修正,每秒落下的距离 不是 1:2:3:4:5 而是 1:3:5:7:9: 白胖说:怪了!凭什么不是下面这样的? 2:4:6:8:10 黄娃兴冲冲地跑到滑梯上把自己的书包放到料面上让它下滑,没想到摩擦力大 大,书包滑到半路不走了。黑柱掏出一个皮球,说:“来,用这个 大家选红孩当指挥,他要其他人手里各拿一段粉笔头,沿滑梯一字排开。红孩 在滑梯顶上,看着手表说:“我喊‘开始!',就把皮球放开 喊1秒’,站在滑梯旁的第一个人用粉笔在球经过的地方画 最道,喊“2秒”,第二个人用粉笔再在球经过的地方画一道 此等等。”他发号施令,球沿滑梯滚下来。没想到,第一个人 5。画了粉笔道后,没等第二个人画,球已经流出了滑道。再试, 还是那样。大家有点儿懊恼了。紫珠提议:“我们找物理老师 去 老师听了他们的汇报后,笑眯眯地说,我带你们到实验室 看一样东西。在实验室里看到有盏灯一闪一闪地照着一个下落 的球,那球的影像断断续续地,像一串断了线的珍珠,上密下 疏。老师解释说:“这架仪器叫做“频闪仪’,它每隔一定时间 10 间隔发出一次闪光,于是我们就看到了从静止下落的球每隔 55 定时间间隔的位置。这过程用肉眼看还是太快,无法看清楚, 更无法测量。我们用黑相机连续曝光,把整个过程拍下来。我 这里正好有一张拍好的照片(见图1),你们可以拿去研究。” 孩子们非常兴奋。红孩说:“我们先找一张比照片还大些 81 的白纸,以照片上头两个球的影像之间的距离为间隔,精确地 在纸上画许多水平线,然后把照片叠放上去,确定以下各个影 像的位置,并算出它们之间距离的比例。”孩子们做得非常认 真,水平线画得很平行,间隔也很准确。图画好了,白胖建议 先不把照片叠上去,让红孩和蓝仔分别按他们的预期,在左右 图1落体的频闪照片标出球各次将要到达的位置,最后比一比,看看谁对
红孩在左边标的是 蓝仔在右边标的是 0 l+2=3 1+3=4 3+3=6 4+5=9 6+4=10 9+7=16 10+5=15 16+9=25 15+6=2 25+11=36 21+7=28 36+13=49 28+8=36 49+15=64 36+9=45 4+17=81 45+10=55 8l+19=100 白胖惊讶地对蓝仔喊道:“没想到你这里都是整数的平方,妙极了!”于是大 家郑重地把照片叠上去,将起始点对准纸上的零线。啊!答案出来了,红孩的估计 比实际慢了很多,蓝仔的猜测非常符合照片上显示的实际情况。大家为蓝仔欢呼, 这时绿妹却质问蓝仔说:“你得给我们说清楚,你是怎么想的。”蓝仔说:“说来话 长,得找个有黑板的地方讲。 孩子们来到教室,把老师也请来了,听蓝仔讲。蓝仔说:“其实我是吸取了白 胖的想法,速度正比于走过的时间。” 设第1秒末的速度为,初速度为0,所以平均速度为 0+U v ,走过的距离为×1秒 第2秒末的速度为20,初速度为υ,所以平均速度为 D=0+203 2 走过的距离为30×1秒 第3秒末的速度为30,初速度为20,所以平均速度为 20+3 5 5 2=2,走过的距离为2×1秒 依此类推。为了取整数,可令口=2,于是球在相继各秒下落距离之比就是 l:3:5:7:9:… 如果从零线起算各秒末的总路程,那就是整数的平方 1:4:9:16:2 蓝仔讲完后,白胖颇有感慨地说:“真没想到,蓝仔的说法听起来和我的猜测 是那样的不同,居然是一致的!可是他把我的想法发挥到了更精致的程度。” 3