义务教育教科书（五•四学制）·物理八年级上册.pdf

同学们，本书将引领你畅游物理世界，成为你探索物理的好朋友。本书倡导自主、合作、探究式的学习，强调科学与实际、科学与社会的联系。为了方便同学们对物理课程的学习，我们设计了以下栏目：观察与实验展示一些物理现象及事实，构架动手、动脑、动口的平台。想想议议设计课堂学习活动，促进同学们的思考与讨论、交流与合作。科学世界有关物理知识的拓展性内容。科学 技术 社会介绍和探讨科学、技术与社会之间相互关联的问题。相关链接提供形式多样的科学信息，扩大同学们的视野，提高自主学习的能力。动手动脑学物理设计有助于完成学习任务的探究活动和作业，深化对知识的巩固和理解、迁移和运用。做中学提供动手动脑的学习机会，学习应用物理知识解决生活实际问题的方法，增强创新意识和探究能力。学到了什么引导同学们学会梳理、反思和整合。致同学们设计这些栏目的目的，是希望同学们掌握打开科学殿堂大门的金钥匙，学到科学知识，体验科学方法，提高科学素养，逐步树立科学的价值观。祝同学们快乐学习，健康成长！目 录走进物理.1第一节.有趣有用的物理.2第二节.走进实验室.6第三节.像科学家一样探究.12.第一章 机械运动.20第一节.运动和静止.21第二节.运动的快慢.25第三节.测平均速度.30第二章 声现象.34第一节.声音的产生与传播.35第二节.声音的特性.39第三节.声的利用.44第四节.噪声的危害和控制.48第三章 光现象.54第一节.光的传播.55第二节.光的反射.59第三节.平面镜成像.64第四节.光的折射.68第五节.光的色散.72第六节.看不见的光.76第四章 透镜及其应用.82第一节.透.镜.83第二节.凸透镜成像的规律.87第三节.生活中的透镜.91第四节.眼睛和眼镜.95第五章 质量和密度.100第一节.质量及其测量.101第二节.密.度.106第三节.测量物质的密度.109第四节.密度与社会生活.112大千世界，蕴藏着无穷无尽的奥秘：为什么我们看到的天空是蓝色的？为什么声音千差万别？电是从哪里来的？雨、雪、霜、露是怎样形成的？我们平常扔出去的物体都会落向地面，而发射的人造卫星为什么在天上掉不下来？核能给我们带来了什么？为了解开其中的奥秘，让我们沿着科学家走过的路，一起打开物理的大门，走进物理殿堂，探索物理世界吧！走进物理走进物理2第一节 有趣有用的物理物理学是一门非常有趣的科学，它研究力、声、光、热、电等形形色色的物理现象及其蕴涵的规律。让我们先观察几个有趣的实验，感受物理学的神奇。有趣的物理1.如图 0-1-1 所示，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下吹气，并将手指移开。乒乓球会下落吗？2.如图 0-1-2 所示，用硬纸片把一个音箱的表面糊起来，做成一个“舞台”，台上的小人在音乐声中会翩翩起舞，你知道这是为什么吗？3.水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。迅速塞紧瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，如图 0-1-3 所示，你看到了什么？图 0-1-1 吹不走的乒乓球图 0-1-3 冷水“烧开水”4.如图 0-1-4 所示，将依次涂有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的圆盘转动起来，你看到了什么？图 0-1-4 会变色的圆盘图 0-1-2 会跳舞的小人观察与实验有趣的物理现象3第一节 有趣有用的物理这些现象不仅有趣，而且都蕴涵着物理学规律。随着学习的深入，同学们就会弄清其中的奥秘。有用的物理物理学不仅有趣，而且非常有用。300 多年前，英国科学家牛顿（I.Newton，1643-1727）在实验时发现，白光可以分解成不同颜色的光。没有这一发现，我们就无法解释天空为什么是蓝色的、落日为什么是红色的、彩虹是怎样形成的，也不可能制造出彩色电视机。牛顿常对人们习以为常的现象进行不懈的思考和探究，万有引力定律就是他通过对“苹果落地现象”的思考而发现的。图 0-1-6 牛顿的猜想对吗5.如图 0-1-5 所示，双手戴化纤手套，在一只充了气的气球上摩擦几下，然后两手伸直，慢慢地离开气球，你看到了什么？图 0-1-5 “赶不走”的气球牛顿猜想：吸引月球使它不能逃离的力跟吸引物体使它落向地面的力，也许是同一种力。图 0-1-7 上面的猜想促使牛顿发现了万有引力定律，这样才有了今天的人造卫星走进物理4假如没有发现万有引力定律，今天的人造卫星、载人飞船上天都不可能成为现实。除夕夜，世界各地的华人也就不能同时观看中央电视台的春节联欢晚会了。瓦特发明的改良蒸汽机，在世界范围内的工业生产中产生了革命性的作用，揭开了现代工业化的序幕，引发了第一次工业革命，对社会的进步产生了极大的推动作用。图 0-1-8 各种蒸汽机18 世纪 70 年代瓦特发明的改良蒸汽机19 世纪初发明的蒸汽汽车19 世纪初富尔顿发明的蒸汽轮船中国近代的蒸汽机车伏打电池的发明和法拉第发现电磁感应现象，开启了“电”的时代。19世纪 70 年代，实用的发电机问世，大规模使用电变成了现实，人类从蒸汽时代步入电气时代，引发了第二次工业革命。电彻底改变了世界，促进了人类社会的快速发展。很难想象，如果没有电，我们的世界将会怎样！图 0-1-9 各种家用电器5第一节 有趣有用的物理图 0-1-11 环境污染切尔诺贝利核电站事故后的景象水体污染随着电子计算机技术、网络技术、光纤技术的发展，我们进入了快捷方便的信息化时代。现代网络已经覆盖了地球的每一个角落，广袤的地球变成了一个“地球村”。科学技术是一把双刃剑。它可以造福人类，但如果使用不当、管理不善，也可能给人类带来灾难。苏联切尔诺贝利核电站事故，距今已20余年，危害还在继续；日本福岛核电站事故引发全球恐慌；空气污染、光污染、声污染、水污染、温室效应、热岛效应对人类的生存环境造成了影响。因此，我们只有努力学习，掌握科学知识，提高应用科学技术的能力，才能遏制一些科学发明的负面作用，给人类带来幸福，避免灾难。图 0-1-10 快捷方便的网络信息技术1.请到当地的科技馆参观，并写出参观收获。2.请通过网络或图书馆查询并了解物理学的最新成就及发展动态。动手动脑学物理走进物理6第二节 走进实验室观察实验室实验室是科学的殿堂，是科学家成长的沃土，是我们学习物理的基地。让我们一起走进实验室，去体验科学实验带给我们的快乐吧！实验室与你平日上课的教室有什么不一样？观察实验室墙上的挂图介绍的科学家，你了解哪几位？记下他们的名字。阅读实验室操作规程和安全守则，对其中不了解的内容特别是关于安全方面的要求，你一定要认真记下来。观察仪器柜里摆放的各种仪器。弹簧测力计电流表气压计电压表托盘天平温度计验电器图 0-2-2 物理实验室中的各种仪器实验室操作规则实验室实验课上的同学们图 0-2-1 科学的“殿堂”实验室7第二节 走进实验室相关链接请将你的观察结果记录下来并与同学交流。收集信息的途径信息内容视觉触觉嗅觉听觉我们是通过眼睛、手、耳朵、舌头、鼻子以及皮肤等来感知事物、收集信息的，而我们所获取的信息80%以上来自视觉。观 察当你用一种或多种感官去收集信息时，就是在观察。为了提高观察的准确度，有时我们还需要借助仪器。观察是科学探究的基本活动之一，带着问题进行观察可以使你的观察更有目的性。观察必须真实、客观。把观察的内容通过文字或绘图等多种形式及时记录下来，是观察结果的具体体现。1.图 0-2-3 中的帽檐直径 AB 与帽子高度 CD 哪个更长?图 0-2-4 中，处于中心位置的两个圆哪个面积更大?先看一看，再用尺子量一量。我们的视觉总是可靠的吗?想想议议国际单位制图 0-2-4 哪个中心圆面积大图 0-2-3 AB 长还是 CD 长ABCD走进物理8凭我们的感觉来判断物体的大小并不可靠，也不准确，这就需要进行测量。测量就是比较，但在比较时，如果标准不一致，就可能会出现问题，所以测量需要有标准。测量某个物理量时用来进行比较的量叫做单位（unit）。随着经济、科技的发展，人们逐渐认识到，确定测量标准时，应当选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物为标准。国际计量组织制定了一套统一的度量单位，叫做国际单位制（简称 SI）。像我们生活中常用到的米、千克、瓦特、秒等，都是国际单位制单位。我国的法定计量单位也是以国际单位制为基础的。3.从前，有人送给国王一匹布。国王想知道布的长度，于是有一胖一瘦两个大臣，各自用自己的腰带测量这一匹布的长度，结果，一个认为是 70 个腰带长，一个认为是 90 个腰带长。他们为什么会得出不一样的结论？2.我们的生活中存在着各种各样的比较，描述出图 0-2-5 中不同的比较结果。图 0-2-5 各种比较比较长短比较大小比较冷热比较快慢长度的测量长度测量是物理学中最基本的测量之一。在国际单位制中，长度的基本单位是米（meter），符号是 m。比米大的单位有千米（km），比米小的单位有分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（m）、纳米（nm）等。图 0-2-6 布长为什么“不一样”9第二节 走进实验室卷尺螺旋测微器图 0-2-7 常用的长度测量工具刻度尺游标卡尺仔细观察：1.刻度尺的零刻度线在哪里？2.刻度尺的量程（测量范围）是多少？3.刻度尺的分度值（相邻两条刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度）是多少？怎样读出被测物体长度的数值？观察与实验 1 km=103 m 1 m=103 mm=106 m=109 nm 1 m=10 dm=102 cm=103 mm测量长度时，要先估计被测物体的长度，根据估计的结果和测量的要求，选择量程和分度值恰当的刻度尺，然后运用刻度尺进行测量。在使用刻度尺测量长度时，要注意以下几个问题：1.刻度尺的刻度线要紧贴被测物体，让某一刻度线对齐物体的一端。刻度尺要正放。1983年，国际计量大会做出规定：光在真空中 秒内所经过路程的长度定义为1 m。小资料1299 792 458 测量长度的基本工具是刻度尺。观察刻度尺 图 0-2-8 用尺测量走进物理10图 0-2-9 刻度尺的使用零刻度线对准被测物体的一端，并紧靠被测量的物体。读数时，读出准确数字和估计数字。从图上看，3.2 是准确数字，0.05 是估计数字。记录的数值必须注明单位。测量的结果是3.25 cm，cm 是单位。读数时，视线正对被测物体末端所对的刻度线。时间的测量在国际单位制中，时间的基本单位是秒（second），符号是 s。时间单位还有小时（h）、分（min）等。1 h 60 min 1 min 60 s一些物体的长度和距离 s/m 原子的半径（0.5 3）10-10 链球菌的半径（3 5）10-7 人头发的直径 710-5 一张纸的厚度 10-4 我国铁道的标准轨距 1.435 南京长江大桥铁路桥全长 6 772 珠穆朗玛峰的海拔高度 8 848.86 地球的半径 6.4106 地球到月球的距离 3.8108 太阳的半径 7108 银河系的半径 7.61020*部分数据为约数。小资料2.观察时，视线必须正对刻度尺，不能歪斜。3.读数时，要先读出准确数字。但是物体的长度往往不会正对某一刻度，所以要在分度值的后面加上一位估计数字，来表示物体的长度。4.读数之后，一定要写上单位。11第二节 走进实验室误差测量时，受所用仪器和测量方法的限制，测量值与真实值之间总会有差异，这个差异叫做误差。误差不是错误。错误是由于不遵守测量仪器的使用规则或读数时粗心而造成的，是不该发生的，是应当避免的。而误差可能是测量工具不够精确、测量方法不够完善、测量者本身的限制等因素引起的。选用精密的测量工具、改进测量方法等可以减小误差，但不能消除误差。多次测量同一个长度，测量的数值可能不尽相同，有的大一些，有的小一些。求出多次测量数值的平均值，会更接近真实值。图 0-2-10 石英钟和停表石英钟 机械停表 电子停表1967 年召开的国际计量大会上，修改了“秒”的定义，将铯-133 的原子振动 9 192 631 770 次所需要的时间定义为 1 s。小资料我们现在通常使用钟表测量时间。在运动场和实验室，经常用停表来测量时间。停表能快速地启动和停止，可以很方便地测量时间。随着科学技术的发展，人们还