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前言 为什么中国的古代文明没有发展出现代科学技术?为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?李约瑟之惑和钱学森之问重重地敲打着中国的教育,也深深地刺痛了国人的教育良心。这里所说的杰出人才可以理解为拔尖创新人才,这种人才应具备创造性人格特质。所谓创造性人格特质就是丰富的想象力、浓烈的好奇心、广泛的兴趣和优秀的思维品质。当下对于拔尖创新人才的培养,通常采用行政化的办法,开设“重点班”“实验班”,让学业成绩好的学生进入这些班学习。不可否认,这种做法简单而且容易操作,也的确培养出了一批学业上非常优秀的学生。但是,不同人的学习时间表不同,不同人的学习风格不同,整齐划一的教学要求,忽视个性心理特征与心理倾向的教育方式,不符合心理学和教育学的基本规律,对学生造成的伤害已逐渐显现。所以,要培养具有创造性人格特质的人,必须进行个性化教育。教育不应抹杀个性,而应尊重个性,适应个性,张扬个性。个性化教育是全纳教育的一种途径。全纳教育是一种没有排斥、没有歧视、没有分类、人人参与、合作共享的教育。全纳教育作为一种教育理念,主张进行个性化教育。全纳教育是江苏省“十二五”重点资助项目。“荣誉物理“作为全纳教育课程体系课程之一,是为那些在中学阶段就显现出理科特长,并对物理特别感兴趣,立志成为科学家或工程师的学生而设计的。本教材对中学物理教学内容进行了拓展和加深,结构完整,自成体系,很大程度上弥补了当前物理教材的不足。《荣誉物理》系列丛书包含了当前高中物理竞赛考纲所规定的全部内容,所以本丛书不仅可以作为那些对物理学感兴趣的学生的课外拓展阅读材料,还可以作为一套系统的竞赛教程使用。《荣誉物理》第1版得到了广大师生的认可,本版次根据考纲和近几年的考点变化进行了修订并再版。鉴于高中物理竞赛对数学的要求有所提高,根据实际需要,在丛书第2册即《电学分册》中,以附录形式加入了高等数学内容,以便于老师和学生们参照。感谢2015级曾许曌秋同学为这部分内容付出的时间和精力!陆天明2016年6月于九龙湖序为什么中国的古代文明没有发展出现代科学技术?为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?李约瑟之惑和钱学森之问重重地敲打着中国的教育,也深深地刺痛了国人的教育良心。对于拔尖创新人才的培养,我们通常采用行政化的办法,开设“重点班”、“实验班”,让成绩好的学生进入这些班学习。不可否认,这种做法简单而且容易操作,也的确培养出了一批学业上非常优秀的学生。但其整齐划一的教学要求和忽视学生个性特征与倾向的教育所造成的伤害已逐渐显现,并被越来越多的一线教育工作者和决策者所认识到。南京师范大学附属中学110多年的历史就是一部锐意改革的课程文化史。这所学校的课程实践一直处于中国基础教育改革的前沿,其课程特色全国闻名。这所学校办学成绩卓越,培养了近60位两院院士、数以万计的社会中坚和合格劳动者。“尊重差异、适应个性,促进学生充分发展”是百年附中课程文化的概括。从全国范围看,南师附中是最早开发校本课程的中学之一,至今已有30多年。南师附中的教育实践已经证明,校本课程建设是进行个性化教育的必要条件和有力保障。丰富多样的校本课程为学生的全面发展提供了巨大的空间,为学生的个性化发展搭建了广阔的平台,为学生的终生发展打下了坚实的基础。南师附中江宁分校秉承了南京师大附中的优良传统,自创立之时,就致力于校本课程的研究。南师附中江宁分校基于自己的培养目标,着力进行了立体化校本课程体系的设计,并具体开发了众多校本课程。办学10年来,创造了一个又一个教育教学奇迹。培养社会各领域的领跑者,让优秀者更优秀,是南师附中江宁分校的教育追求之一。增设“荣誉课程”选修课,让学生有更多自由选择的空间,并用“走班制”的教学班来弥补行政班的不足,是南师附中江宁分校对创新拔尖人才培养的一种尝试。这也是当前一些发达国家科学教育所普遍采用的做法。南师附中江宁分校高中物理教研组在校本课程的开发和建设方面独领风骚,成绩斐然,由陆天明老师开发的《荣誉物理》就是一个例证。目前,高中物理校本课程的立体化结构已架构完成,在这个立体化课程空间中已设计了近20门校本课程,这些课程满足了不同个性倾向和不同个性特征的学生需求。作为万物之理,物理学研究的是自然界中普遍存在、普遍适用、最为一般的规律。作为自然科学,物理学充满着深邃的智慧和美丽的理性。《荣誉物理》这本教材包含了比当前高中通用课本更加全面、更加丰富、更加深刻的物理学知识。有不少同学对物理学特别感兴趣并有意以后在理工类发展,这本教材可以使得这部分同学的潜能得到激发,进而得到更加充分的、个性化的发展。我相信,同学们在学习这一门校本课程的过程中,将会更加深刻地理解物理学的博大精深,更加全面地体验物理学的科学价值,更加深入地感受物理学的无穷魅力,必将受益终身!2012年11月18日于随园前言不同人的学习时间表不同,不同人的学习风格不同,世上不仅没有两个完全相同的人,也没有完全相同的同一个人。统一内容、统一难度、统一进度,这种整齐划一的教育不符合心理学和教育学的基本规律。教育不应抹杀个性,而应尊重差异,适应个性,张扬个性。所谓创造性人格特质就是具有丰富的想象力、浓烈的好奇心、广泛的学习兴趣和优秀的思维品质。要培养具有创造性人格特质的人,必须进行个性化教育。产生天才难,发现天才难,要有天才赖以生长的土壤更难。设计多样化、选择性的校本课程就是给天才的成长提供以肥沃的土壤,是培养拔尖创新人才的一条有效途径。第8次课程改革的亮点是实行课程的三级管理,这种课程管理的民主化给学校进行个性化教育提供了广阔的空间!南师附中江宁分校秉承了南师附中的优良传统,自创立之时,就致力于校本课程的研究。学校基于自己的培养目标,构建了立体化的校本课程体系,开发了一系列校本课程。办学10年来,创造了一个又一个教育教学奇迹。南师附中江宁分校高中物理教研组响应学校号召,对校本课程的研究投入了大量精力,成绩斐然。目前,高中物理校本课程的立体化结构已架构完成,在这个立体化课程空间中已设计了近20门校本课程,我们有理由相信,这些课程可以满足不同个性倾向和不同个性特征的学生需求。《荣誉物理》是高中物理教研组开发的众多课程中的一门。这门课程是为那些在中学阶段就显现出理科特长,并对物理特别感兴趣,立志以后当科学家或工程师的学生而设计的,其中包含了不少大学物理的内容,当然也包含了当前高中物理竞赛考纲所要求的全部内容。所以,本教材既可以用作物理竞赛的教材,也可以用作大学自主招生考试用的教材。《荣誉物理》配了大量的例题和习题。每节内容后有强化训练,每章后设置了能力提升训练,书中有不少题目对学生的能力要求极高。通过本教材的教学,读者会对整个物理学有一个相对全面而系统的认识,不仅能使学生获得物理知识、物理思想和物理方法,提高学生的分析和解决问题的能力,而且可以培养学生学习物理的兴趣和百折不挠的探究精神,进而体验物理学的理性之美。本书是在对优秀学生所开设讲座的讲稿基础上修订而成的,其中包含了笔者近20年竞赛辅导的经验。在成书的过程中,得到了我的很多学生的帮助,他们有的参与了本书中大量习题的验算工作,有的对本书提出了很具建设性的建议,有的甚至给我提供了很好的题目,其中特别要感谢如下同学:南京师范大学附属中学江宁分校:2013届滕志伟同学、2012届张新鹏同学、2011届蒋楠同学,2009届薄祥、陆明飞、史博和季张戎同学,2008届唐俊、王刚和朱朗同学,2007届仲克穷、夏士灿、张亮和刘晓戈同学,2006届傅雷、刘子豪和顾一帆同学。江苏省六合高中:2005届程超同学,2004届叶良同学,2003届宋军同学,2001届李乐同学,2000届王见槽同学,1999届祈超同学,1996届陆阳同学。南京师范大学物理科学与技术学院奥林匹克集训队:2015届陆羽、孙一同学、2014届刘若衡、朱嘉迪同学,2013届孙韩超、王一婷、韩沛、汤皓月同学。陆天明2012年12月于九龙湖不同人的学习时间表不同,不同人的学习风格不同,世上不仅没有两个完全相同的人,也没有完全相同的同一个人。统一内容、统一难度、统一进度,这种整齐划一的教育不符合心理学和教育学的基本规律。教育不应抹杀个性,而应尊重差异,适应个性,张扬个性。所谓创造性人格特质就是具有丰富的想象力、浓烈的好奇心、广泛的学习兴趣和优秀的思维品质。要培养具有创造性人格特质的人,必须进行个性化教育。产生天才难,发现天才难,要有天才赖以生长的土壤更难。设计多样化、选择性的校本课程就是给天才的成长提供以肥沃的土壤,是培养拔尖创新人才的一条有效途径。第8次课程改革的亮点是实行课程的三级管理,这种课程管理的民主化给学校进行个性化教育提供了广阔的空间!南京师大附中江宁分校秉承了南京师大附中的优良传统,自创立之时,就致力于校本课程的研究。学校基于自己的培养目标,构建了立体化的校本课程体系,开发了一系列校本课程。办学10年来,创造了一个又一个教育教学奇迹。南京师大附中江宁分校高中物理教研组响应学校号召,对校本课程的研究投入了大量精力,成绩斐然。目前,高中物理校本课程的立体化结构已架构完成,在这个立体化课程空间中已设计了近20门校本课程,我们有理由相信,这些课程可以满足不同个性倾向和不同个性特征的学生需求。《荣誉物理》是高中物理教研组开发的众多课程中的一门。这门课程是为那些在中学阶段就显现出理科特长,并对物理特别感兴趣,立志以后当科学家或工程师的学生而设计的,其中包含了不少大学物理的内容,当然也包含了当前高中物理竞赛考纲所要求的全部内容。所以,本教材既可以用作物理竞赛的教材,也可以用作大学自主招生考试用的教材。《荣誉物理》配了大量的例题和习题。每节内容后有强化训练,每章后设置了能力提升训练,书中有不少题目对学生的能力要求极高。通过本教材的教学,读者会对整个物理学有一个相对全面而系统的认识,不仅使得学生获得了物理知识、物理思想和物理方法,提高学生的分析和解决问题的能力,而且可以培养学习物理的兴趣和百折不挠的探究精神,进而体验物理学的理性之美。本书是在对优秀学生所开设讲座的讲稿基础上修订而成的,其中包含了我近20年竞赛辅导的经验。在成书的过程中,得到了我的很多学生的帮助,他们有的参与了本书中大量习题的验算工作,有的对本书提出了很具建设性的建议,还有的给我提供了很好的题目,其中特别要感谢如下同学:南京师范大学附属中学江宁分校:2012届张新鹏同学、2011届蒋楠同学,2009届的薄祥、陆明飞、史博和季张戎同学,2008届唐俊、王刚和朱朗同学,2007届仲克穷、夏士灿、张亮和刘晓戈同学,2006届傅雷、刘子豪和顾一帆同学。江苏省六合高中:2005届程超同学,2004届叶良同学,2003届宋军同学,2001届李乐同学,2000届王见槽同学,1999届祈超同学,1996届陆阳同学。南京师范大学物理科学与技术学院奥林匹克集训队:2014届刘若衡同学,2013届孙韩超、王一婷、韩沛、朱嘉迪、汤皓月同学。 陆天明于九龙湖 2012年12月 目录 第一章力和物体的平衡1 §1.1力的概念和运算1 §1.2共点力作用下物体的平衡12 §1.3有固定转动轴物体的平衡22 §1.4一般物体的平衡27 §1.5平衡的稳定性37 §1.6流体静力学46 §1.7本章总结与能力提升训练53 第二章运动学64 §2.1质点运动学的描述64 §2.2运动的合成与分解74 §2.3圆周运动85 §2.4质点系和刚体的运动93 §2.5相关速度102 §2.6本章总结与能力提升训练109 第三章运动定律115 §3.1牛顿定律115 §3.2牛顿定律与曲线运动123 §3.3惯性力129 §3.4牛顿第二定律在质点系中的应用135 §3.5天体的运动141 §3.6本章总结与能力提升训练148 第四章功和能157 §4.1功和功率157 §4.2动能定理161 §4.3机械能171 §4.4天体的运动与能量182 §4.5本章总结与能力提升训练190 第五章冲量与动量200 §5.1动量定理200 §5.2动量守恒定律207 §5.3角动量215 §5.4碰撞224 §5.5本章总结与能力提升训练233 第六章机械振动和机械波248 §6.1简谐运动248 §6.2弹簧振子和单摆256 §6.3振动能量与共振263 §6.4机械波273 §6.5本章总结与能力提升训练290 后记300 |
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