第五板塊 溫度和溫標(biāo)

第五板塊 溫度和溫標(biāo) （ 高二年級(jí)）本模塊知識(shí)在教材中的地位簡(jiǎn)述：此節(jié)溫度和溫標(biāo)是物理教材選修3-3第七章分子動(dòng)理論第四節(jié)的知識(shí)，在本章中前兩節(jié)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象的規(guī)律，在這里讓學(xué)生從宏觀角度認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象的規(guī)律，從而能夠應(yīng)用統(tǒng)計(jì)思想和能量轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律解釋現(xiàn)象，處理問題。溫度聯(lián)系了微觀和宏觀的橋梁，為我們進(jìn)一步研究熱學(xué)提供了很好的途徑。學(xué)習(xí)指導(dǎo)系統(tǒng) 本模塊知識(shí)框架圖：溫度概念引入的背景平衡態(tài)和狀態(tài)參量溫度和溫標(biāo)溫度概念的引入熱平衡和溫度的概念定量描述溫度的方法溫標(biāo)和溫度計(jì) 本節(jié)內(nèi)容“溫度”以及常用的“攝氏溫標(biāo)”是在我們?cè)谏钪兴究找姂T的詞匯，并且初中我們已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了溫度，高中我們要進(jìn)一步學(xué)習(xí)溫度及其相關(guān)知識(shí)。本節(jié)內(nèi)容包括三部分知識(shí)：平衡態(tài)和狀態(tài)參量；熱平衡和溫度的概念；溫標(biāo)和溫度計(jì)。在物理學(xué)中，通常把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)，用來描述系統(tǒng)的狀態(tài)的一些物理量叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量常見的有體積（描述系統(tǒng)的幾何性質(zhì)），壓強(qiáng)（描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)）。 系統(tǒng)在不受外界影響的情況下（孤立系統(tǒng)），宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間而改變的狀態(tài)，就說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。熱力學(xué)平衡狀態(tài)是打開熱學(xué)大門的一把鑰匙。前面我們學(xué)習(xí)了力的平衡，為了更清晰的認(rèn)識(shí)熱平衡，我們從以下幾個(gè)方面把握：系統(tǒng)的平衡態(tài)是在沒有外界影響下達(dá)到的一種狀態(tài)，。系統(tǒng)在受外界影響下，各個(gè)狀態(tài)參量不再隨時(shí)間變化，此時(shí)我們叫系統(tǒng)的穩(wěn)定系統(tǒng)的平衡態(tài)是宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間的變化，但是其微觀分子依然在做劇烈的熱運(yùn)動(dòng)。平衡態(tài)是一種理想模型，在實(shí)際情況中不受外界影響很難做到。明確平衡態(tài)及其狀態(tài)參量是學(xué)生理解溫度概念的基礎(chǔ)。初中我們知道用溫度計(jì)來測(cè)量被測(cè)液體的溫度，只要溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，它的讀數(shù)就是被測(cè)液體的溫度，當(dāng)時(shí)從方法論的角度來說是等效替代法。這節(jié)知識(shí)揭示了這樣測(cè)量的本質(zhì)原理，當(dāng)兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)相互作用時(shí)，如果它們之間沒有隔熱材料，在它們直接或間接的接觸時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)相互影響而分別改變，直到兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再隨時(shí)間而改變，這時(shí)系統(tǒng)具有了某個(gè)“共同性質(zhì)”，此時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡（這種說法也可以適用于一個(gè)原來不平衡系統(tǒng)的兩部分之間的相互作用）。熱平衡概念也可以使用與原來沒有發(fā)生作用的系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)只要在不受外界影響的情況下接觸它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，那么這兩個(gè)系統(tǒng)原來就是平衡狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：對(duì)于系統(tǒng)A、B、C（都不受外界影響），設(shè)A與B熱平衡，且A與C熱平衡，那么B與C一定熱平衡。 這個(gè)結(jié)論成為熱平衡定律（熱力學(xué)第零定律）。兩個(gè)系統(tǒng)或多個(gè)系統(tǒng)之所以能夠達(dá)到平衡正是因?yàn)檫@些系統(tǒng)具有這個(gè)神秘的某個(gè)“共同性質(zhì)”，也就是說這個(gè)“共同性質(zhì)”完全有資格作為判斷系統(tǒng)是否是熱平衡的標(biāo)準(zhǔn)，也就是說，溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量。從這個(gè)角度我們把表征這一“共同性質(zhì)”的物理量定義為“溫度”，即溫度是達(dá)到熱平衡的諸熱力學(xué)系統(tǒng)的共同宏觀性質(zhì)。這樣溫度這個(gè)對(duì)于熱力學(xué)非常重要的概念就把物質(zhì)的微觀和宏觀聯(lián)系起來，為我們研究熱力學(xué)提供一個(gè)很好的渠道。有了溫度的定義后，我們可以說：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。要定量的描述溫度，就必須有一套公認(rèn)的方法，這就是溫標(biāo)。在物理學(xué)史上，不同的物理學(xué)家對(duì)解決之一問題提出了不同的方案，這就導(dǎo)致了有多種溫標(biāo)的存在?，F(xiàn)在使用最多的有兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。要建立一種溫標(biāo)，總要從下面三個(gè)方面著手：選合適的測(cè)溫物質(zhì)及利用它的測(cè)溫屬性來制作溫度計(jì)；確定溫度的零點(diǎn)和分度值的方法；對(duì)物質(zhì)的測(cè)溫屬性對(duì)溫度的變化做出規(guī)定。例如，可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計(jì)，這時(shí)我們規(guī)定習(xí)慣中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是現(xiàn)行關(guān)系；也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計(jì)，我們規(guī)定鉑的電阻與溫度的的關(guān)系是線性關(guān)系等等。熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際上通用的一種，它的規(guī)定是：以-273.15（在高中階段可簡(jiǎn)單粗略地記成-273）作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對(duì)溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度。它是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一，用符號(hào) T表示，單位是開爾文，簡(jiǎn)稱開，符號(hào)為K。熱力學(xué)溫度（T）與攝氏溫度(t)的換算關(guān)系是：T= t+273.15K 對(duì)于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的認(rèn)識(shí)有以下幾點(diǎn)說明： 熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際上通用的，而攝氏溫標(biāo)不是。 兩溫標(biāo)的起點(diǎn)不同，熱力學(xué)溫標(biāo)的起點(diǎn)是零度即0K，叫絕對(duì)零度，它是宇宙中只能無限接近，但不可能達(dá)到的低溫的極限。而攝氏溫標(biāo)的起點(diǎn)是零度即0，實(shí)際上熱力學(xué)溫度的273.15k。 雖然熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的起點(diǎn)（零點(diǎn)）不同，但是它們的分度值都是單位1，也就是說熱力學(xué)溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。同一物體的溫度變化不論是用熱力學(xué)溫標(biāo)還是用攝氏溫標(biāo)表示，數(shù)值都是一樣的,即：T = t 用來測(cè)量溫度的工具我們叫做溫度計(jì)，家庭和實(shí)驗(yàn)室常用的溫度計(jì)按測(cè)溫物質(zhì)的不同分為水銀、酒精、煤油等液體溫度計(jì)。這類是利用液體的熱脹冷縮性質(zhì)制成的。當(dāng)然除此之外還有些溫度計(jì)，譬如：金屬電阻溫度計(jì)，壓力表式溫度計(jì)，熱電偶溫度計(jì)，雙金屬溫度計(jì)，半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)，磁溫度計(jì)等等。幾種溫度計(jì)及其優(yōu)缺點(diǎn)：伽利略溫度計(jì)（氣體） 簡(jiǎn)單，但不準(zhǔn)確，受大氣壓變化影響常用溫度計(jì)（液體） 閉后不受大氣壓影響，但測(cè)量范圍小雙金屬片溫度計(jì)（固體） 測(cè)量范圍大，但不靈敏電子溫度計(jì) 集優(yōu)點(diǎn)于大成 高科技的產(chǎn)物 實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)的原理是：一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計(jì)就是我們選擇的標(biāo)準(zhǔn)物體，溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，使它們達(dá)到熱平衡，標(biāo)準(zhǔn)物體所表示的就是待測(cè)物體的溫度。溫度計(jì)的熱容量必須很小，以便它與待測(cè)物體接觸并進(jìn)行熱交換時(shí)，幾乎不改變待測(cè)物體的狀態(tài)。 【點(diǎn)擊出現(xiàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)PPT】學(xué)習(xí)訓(xùn)練及測(cè)試系統(tǒng)一、 例題解析例1 兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(fā)生熱傳遞，其原因是( )A它們的能量相同B它們的比熱相同C它們的熱量相同D它們的溫度相同分析 ：此題考察對(duì)熱平衡和溫度定義的理解：溫度是唯一判斷物體是否處于熱平衡狀態(tài)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，題目中“不發(fā)生熱傳遞”說明彼此接觸的兩物體處于平衡態(tài)。因此得出答案D解答：A B C都是干擾項(xiàng)。 能量不僅和溫度有關(guān)，還和質(zhì)量等因素有關(guān)，比熱容只是物質(zhì)種類的一種特性。熱量是一種過程量，它不能擁有，只能在傳遞過程中體現(xiàn)出來。錯(cuò)解分析： 題目中“不發(fā)生熱傳遞”給學(xué)生傳遞出一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：熱量是相同的。所以會(huì)錯(cuò)選C，之所以會(huì)有這種錯(cuò)誤的接冷是對(duì)熱量知識(shí)掌握不好，熱量是一種過程量。例2、分別以攝氏溫度及熱力學(xué)溫度為橫、縱坐標(biāo)標(biāo)所表示的C與T關(guān)系圖 （ ）(A)為直線 (B)不通過第二象限 (C)其在縱軸之截距小于橫軸之截距 (D)斜率為1 分析： 此題旨在考察攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的關(guān)系T= t+273.15K，這是個(gè)斜率為1的一次函數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)便可找出答案。解答：AD錯(cuò)解分析：這道題會(huì)錯(cuò)只是因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)不扎實(shí)。例3 試問,零下60適用何種溫度計(jì)來測(cè)量（ ）(A) 水溫度計(jì) (B)水銀溫度計(jì) (C)酒精溫度計(jì) (D)體溫計(jì)分析： 這道題考察溫度計(jì)中測(cè)溫物質(zhì)的屬性，溫度計(jì)要規(guī)定它的零點(diǎn)和沸點(diǎn)是受測(cè)溫物質(zhì)的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)所限制的。不同的物質(zhì)凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)不同，就決定了有這種測(cè)溫物質(zhì)制成的溫度計(jì)的測(cè)量范圍。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下： 凝固點(diǎn)（ ） 沸點(diǎn)（ ） 水： 0 100 水銀 -39 357 酒精 -117 78體溫計(jì)用的水銀，它的測(cè)量范圍是35-42解答： 根據(jù)以上分析，在-60時(shí)，我們應(yīng)該用酒精水銀溫度計(jì)來測(cè)量。即C錯(cuò)解分析： 沒有掌握解題方法，各種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)記不住都會(huì)導(dǎo)致這道題的錯(cuò)解。例4 小明有一支溫度計(jì)，雖然它的玻璃管的內(nèi)徑和刻度都是均勻的，但標(biāo)度卻不準(zhǔn)確。它在冰水混合物中讀數(shù)是-0.7，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中讀數(shù)偶是102.3。(1) 當(dāng)它指示的氣溫是-6，實(shí)際溫度是多少？(2) 它在什么溫度附近誤差最小，可以當(dāng)做刻度正確的溫度計(jì)使用？分析： 這道題屬于溫度的校正類題目。解這種題首先要明確解題思路：標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的刻度是否均勻？ 分別求出準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確溫度計(jì)的分度值 準(zhǔn)確溫度計(jì)與不準(zhǔn)確溫度計(jì)的分度值比值關(guān)系來解題。有題目知：不準(zhǔn)確溫度計(jì)的-0.7和102.3間有103個(gè)刻度，改為準(zhǔn)確溫度后從0到100，有100個(gè)刻度，若設(shè)準(zhǔn)確標(biāo)度為t時(shí)，不準(zhǔn)確標(biāo)度為t1，0到t間有t個(gè)刻度，而-0.7與t1間有t1+0.7個(gè)刻度。那么根據(jù)比例關(guān)系得出=，推出t=0.97t1+0.68，根據(jù)這個(gè)推到出的式子可以解題。求什么溫度附近誤差最小，其實(shí)就是讓求t= t1時(shí)的具體值。解答：(1) 當(dāng)指示是-6時(shí)，即t1=-6帶入t=0.97t1+0.68得出t=-5.14(2) 根據(jù)分析，有t=0.97t+0.68，得出t=22.7錯(cuò)題分析：正確解這類題，必須明確溫度計(jì)的工作原理，構(gòu)造。準(zhǔn)確溫度計(jì)與不準(zhǔn)確溫度計(jì)的相同地方就是：已經(jīng)刻好的刻度是不會(huì)改變的，高中階段我們接觸的溫度計(jì)都是均勻的，從準(zhǔn)確到不準(zhǔn)確往往是由于分度值的變化引起的，所以求出不準(zhǔn)確溫度計(jì)的分度值是解題的關(guān)鍵。再利用溫度計(jì)的刻度數(shù)比例關(guān)系求解。學(xué)生容易出錯(cuò)多數(shù)是沒有理清以上知識(shí)。二 配套練習(xí)1下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中不正確的是（ ）A熱力學(xué)溫度的零度是273.15B熱力學(xué)溫度的每一度的大小和攝氏溫度是相同的C絕對(duì)零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到D1就是1K2 攝氏溫度100即熱力學(xué)溫度_K，熱力學(xué)溫度100K即攝氏溫度_。若某氣體從-5升溫到5，則按熱力學(xué)溫標(biāo)計(jì)算溫度的增加量T_K。3冬天，北方的氣溫最低可達(dá)-40，為了測(cè)量那里的氣溫應(yīng)選用（ ）A 水銀溫度計(jì)B酒精溫度計(jì)C以上兩種溫度計(jì)都可以 D以上兩種溫度計(jì)都不行4在25左右的室內(nèi)，將一只溫度計(jì)從酒精中拿出，觀察它的示數(shù)變化情況是（ ）A溫度計(jì)示數(shù)上升B溫度計(jì)示數(shù)下降 C溫度計(jì)示數(shù)不變D示數(shù)先下降后上升5實(shí)驗(yàn)室里有一枝讀數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)，在測(cè)冰水混合物的溫度時(shí)，其讀數(shù)為20；在測(cè)一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時(shí)，其讀數(shù)為80，下面分別是溫度計(jì)示數(shù)為41時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度和實(shí)際溫度為60時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)，其中正確的是（ ） A41、60 B21、40 C35、56 D35、36答案及其解析：1 D 考查熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫度的異同點(diǎn)。由T= t+273.15K 得出AB是正確的，開爾文定義熱力學(xué)溫標(biāo)的零度時(shí)就是宇宙的低溫極限，是永遠(yuǎn)達(dá)不到的。T= t+273.15K說明1實(shí)際上是274.15k，不要和T = t弄混了。2 373.15K 173.15 10K 兩種溫標(biāo)的關(guān)系：T= 273.15 + t T=t 。因此攝氏溫度100即熱力學(xué)溫度373.15K; 熱力學(xué)溫度100K即攝氏溫度173.15。當(dāng)t=10時(shí)T10K。3 B 根據(jù)水銀河酒精的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)溫度值來解。4 D 蒸發(fā)制冷 溫度計(jì)從酒精中拿到室內(nèi)，它測(cè)量的就室內(nèi)的溫度5 C 先求出不準(zhǔn)確溫度計(jì)的分度值0.6，然后再根據(jù)不準(zhǔn)確溫度計(jì)和準(zhǔn)確溫度計(jì)的刻度數(shù)相等即：列出比例關(guān)系式，從而進(jìn)行解答。拓展學(xué)習(xí)系統(tǒng)溫度計(jì)之父伽利略 如果你生病了，醫(yī)生看診時(shí)所做的第一件事就是用體溫計(jì)給你量體溫。 體溫計(jì)又稱“醫(yī)用溫度計(jì)”?，F(xiàn)代通用的體溫計(jì)其工作物質(zhì)是水銀。它的液泡容積比上面細(xì)管的容積大的多。泡里的水銀，由于受到體溫的影響，水銀體積膨脹，使管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度發(fā)生明顯的變化。人體溫度的變化一般在 35 到 42 之間，所以體溫計(jì)的刻度通常是 35 到 42 ，而且每度的范圍又分成為 10 份，因此體溫計(jì)可精確到 1/10 度。 體溫計(jì)是溫度計(jì)中的一種。溫度計(jì)的發(fā)明人是意大利偉大的物理學(xué)家、天文學(xué)家、經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)者伽利略。他于 1592 年研制成世界上第一支溫度計(jì)。那支溫度計(jì)是一根有刻度的直形細(xì)長(zhǎng)玻璃管，封閉的一端呈球形。將未封閉的一端插在水里，當(dāng)周圍的氣溫發(fā)生變化時(shí)，管內(nèi)水柱的高低也隨之發(fā)生變化，由此得知?dú)鉁氐母叩?。但是，由于水是露在大氣里的，水柱的升降不但受氣溫的影響，還受到大氣壓的影響，僅憑水柱高低測(cè)量氣溫往往欠準(zhǔn)確。 1616 至 1636 年間，伽利略的朋友，意大利科學(xué)家桑克托里斯將溫度計(jì)的形狀作了改進(jìn)，他把溫度計(jì)改成彎曲蛇形狀，體積改得更小，玻璃管帶泡的一端可含進(jìn)嘴里，以測(cè)出體溫。所以，桑克托里斯是世界上將科學(xué)測(cè)量溫度方法運(yùn)用于醫(yī)學(xué)的第一人。 為了解決溫度計(jì)欠準(zhǔn)確的問題， 1645 年，伽利略的學(xué)生伏迪南改用酒精代替水，制成一種不受大氣壓影響的溫度計(jì)。 1657 年，意大利人阿克得米亞又用水銀代替酒精制成另一種溫度計(jì)，從此，這種水銀溫度計(jì)開始被應(yīng)用于臨床診斷。 1867 年，英國(guó)倫敦的奧爾巴特醫(yī)生研制出一種專門用于測(cè)量人或動(dòng)物體溫的溫度計(jì)，很接近現(xiàn)代的體溫計(jì)。 1984 年，芬蘭的一位醫(yī)療器械設(shè)計(jì)師發(fā)明了更方便、更準(zhǔn)確的電子體溫計(jì)。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，由于“非典”和甲型 H1N1 的流行，紅外線體溫計(jì)、分耳式紅外線體溫計(jì)和紅外前額測(cè)溫儀、液晶體溫計(jì)等被廣泛使用。這些新型體溫計(jì)測(cè)定時(shí)間為 1 3 秒，具有準(zhǔn)確、快速、安全的優(yōu)勢(shì)。 從溫度計(jì)到體溫計(jì)；從原始體溫計(jì)到現(xiàn)代體溫計(jì)，溫度計(jì)家族不斷發(fā)展變化，但醫(yī)學(xué)界一致認(rèn)為，伽利略是溫度計(jì)之父。 伽利略誕生于 1564 年 2 月 15 日，是芬琴齊奧·伽利略 (Vincenzio Galilei) 和茱麗雅·伽利略 (Giulia Galilei) 夫婦的長(zhǎng)子，他們住在意大利中西部塔斯坎尼省 (Tuscany) 的比薩 (Pisa) 市內(nèi)。 伽利略出生時(shí)，祖上的貴族之家已經(jīng)破落。據(jù)說他的祖先是佛羅倫薩很有名望的醫(yī)生。他的父親芬琴齊奧·伽利略精通音樂理論和聲學(xué)，著有音樂對(duì)話一書和幾本牧歌和器樂作品。芬琴齊奧的數(shù)學(xué)也很好，精通希臘文和拉丁文，但是美妙的音樂、希臘文和拉丁文不能填飽一家人的肚皮，他的數(shù)學(xué)才能也不能給他謀到一個(gè)好職位。 小伽利略出生不久，芬琴齊奧在離比薩城不遠(yuǎn)的佛羅倫薩開了一間賣毛織品的小鋪?zhàn)泳S持一家人的生活。 小伽利略是芬琴齊奧的長(zhǎng)子，父親對(duì)兒子寄予很大希望。他發(fā)現(xiàn)，小伽利略非常聰明，從小對(duì)什么事物都充滿強(qiáng)烈的好奇心。 由于芬琴齊奧付不起兒子的學(xué)費(fèi)， 11 歲的小伽利略最初進(jìn)了佛倫勃羅薩修道院的學(xué)校。在此之前，伽利略所得到的教育、知識(shí)，都是由父親和幾位家庭教師傳授的。在修道院的學(xué)校，他專心學(xué)習(xí)哲學(xué)和宗教，有段時(shí)間，小伽利略很想將來當(dāng)一個(gè)獻(xiàn)身教會(huì)的傳教士。但是芬琴齊奧聽到這個(gè)情況后，立即把兒子帶回家，他勸說伽利略去學(xué)醫(yī)，這是他為兒子的未來早已設(shè)計(jì)好的一條路。 17 歲那年，伽利略進(jìn)了著名的比薩大學(xué)，按照父親的意愿，他當(dāng)了醫(yī)科學(xué)生。比薩大學(xué)是所古老的大學(xué)，學(xué)校圖書館藏書豐富，這很合伽利略的心意，但是伽利略對(duì)醫(yī)學(xué)并沒有多大興趣，他很少上課，一上課就對(duì)教授們教課的內(nèi)容提出這樣那樣的疑問，使教授們難于回答，在教授們的眼里，伽利略是個(gè)很不招人喜歡的壞學(xué)生。不過，他孜孜不倦地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)等自然科學(xué)，并且以懷疑的眼光看待那些自古以來被人們奉為經(jīng)典的學(xué)說。在第一個(gè)學(xué)期結(jié)束前，他決定不再理會(huì)父親的意見，毅然轉(zhuǎn)為數(shù)學(xué)系的學(xué)生。 當(dāng)伽利略在數(shù)學(xué)系讀書時(shí)，他發(fā)現(xiàn)了他的第一個(gè)科學(xué)定律鐘擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但由于世俗的原因，數(shù)學(xué)系學(xué)生伽利略的發(fā)現(xiàn)并不被社會(huì)所接受。恰在此時(shí)，芬琴齊奧的鋪?zhàn)釉絹碓讲痪皻?，聽說伽利略并沒有按照自己的意愿學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，而是成天迷戀著不相干的實(shí)驗(yàn)，于是，嚴(yán)厲的父親決定停止伽利略繼續(xù)上大學(xué)，讓他回家去當(dāng)一個(gè)店員。 伽利略灰心極了，他離開了比薩大學(xué)回到佛羅倫薩。 佛羅倫薩一條不太熱鬧的街道，有一個(gè)門面不大、生意清淡的鋪?zhàn)樱@就是芬琴齊奧開的毛織品商店。每天，當(dāng)匆匆過往的行人經(jīng)過這里時(shí)，總是可以看見紅頭發(fā)的伽利略埋頭在書本里，他看得那樣專心，就連他的父親大聲叫喚都聽不見。 沒有起碼的學(xué)習(xí)條件，也沒有老師可以求教，他就想方設(shè)法找到一些自然科學(xué)的書籍，以頑強(qiáng)的毅力刻苦自學(xué)。他最喜歡的書是歐幾里得的幾何原理和阿基米德的著作。 他從阿基米德檢驗(yàn)國(guó)王皇冠的實(shí)驗(yàn)中受到啟發(fā)，一面重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，一面想到這種方法的用途。不久，他通過測(cè)定物體在水中的重量發(fā)現(xiàn)，物體投入水中減輕的重量，剛好等于它排開的水的重量。在這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，伽利略發(fā)明了一種比重秤，可以很方便地測(cè)定各種合金的比重。這件事，很快就在佛羅倫薩和其他城市傳開了。 1589 年夏天，由于得到宮廷數(shù)學(xué)家瑪竇·利奇的鼓勵(lì)，特別是貴族蓋特保圖侯爵的推薦，伽利略終于獲得了比薩大學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)教授的職位。這時(shí)，他只有 25 歲。兩年后，伽利略因?yàn)橹谋人_斜塔實(shí)驗(yàn)，觸怒了教會(huì)，亦觸怒了不少學(xué)術(shù)敵對(duì)者。學(xué)術(shù)敵對(duì)者批評(píng)他的言行像個(gè)異教徒。 1592 年 , 他到威尼斯的帕多瓦大學(xué)任數(shù)學(xué)教授。 1609 年 7 月，伽利略設(shè)計(jì)了自創(chuàng)的望遠(yuǎn)鏡。經(jīng)過觀察，他發(fā)現(xiàn)月亮的表面是凹凸不平的、木星有四顆衛(wèi)星、金星像月亮一樣有盈虧的現(xiàn)象。他還發(fā)現(xiàn)銀河系擁有無數(shù)的星球。 1610 年初，伽利略發(fā)現(xiàn)木星有環(huán)繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。當(dāng)年他完成了一本名為星宿使者的書，記載了他在天文學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)。 由于伽利略勇敢地宣傳哥白尼的學(xué)說， 1616 年，被傳喚到羅馬的宗教裁判所。宗教裁判所譴責(zé)了哥白尼的學(xué)說，并責(zé)令伽利略保持沉默。 1632 年，伽利略發(fā)表兩種世界觀的對(duì)話一書，被教會(huì)認(rèn)為違反了 1616 年的禁令。伽利略被召到羅馬囚禁了幾個(gè)月，受到缺席審判，遭到苦刑和恐嚇，并被迫當(dāng)眾跪著表示“公開放棄、詛咒和痛恨地動(dòng)學(xué)說的錯(cuò)誤和異端”，最后他被判處終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。 伽利略于 1638 年完成了兩種新科學(xué)的對(duì)話。由于教會(huì)的禁令，這部書無法在意大利出版，只能在荷蘭秘密刊行。這部書是伽利略最偉大和最重要的著作。伽利略首先研究了慣性運(yùn)動(dòng)和落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路。 1637 年，伽利略雙眼不幸受到感染，最后終于失明。 1642 年 1 月 8 日 凌晨 4 時(shí)，伽利略在黑暗中去世了，享年 78 歲。資料來自：教學(xué)研討系統(tǒng) 此模塊寫作小思： 其實(shí)我很喜歡這個(gè)模塊，這個(gè)模塊是選修3-3系列中的第七章第四節(jié)的內(nèi)容，它屬于選修部分，也就是說不是所有的學(xué)生都會(huì)學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容，所以我想先對(duì)這個(gè)模塊在教材中的位置進(jìn)行介紹，以及對(duì)本模塊所涉及到的知識(shí)在整個(gè)熱學(xué)體系中的位置進(jìn)行說明，讓學(xué)生明白這模塊在教材設(shè)計(jì)上或是在物理知識(shí)體系中的重要性，從而對(duì)學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容有個(gè)定性的認(rèn)識(shí)。接下來我想給學(xué)生呈現(xiàn)一種既簡(jiǎn)單有實(shí)用的知識(shí)構(gòu)建圖來一目了然的告訴學(xué)生這模塊要講的知識(shí)內(nèi)在的聯(lián)系。在知識(shí)的復(fù)習(xí)這塊抓住知識(shí)的重難點(diǎn)，來進(jìn)行講解。介紹常用的幾種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。突出熱力學(xué)溫度，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的零點(diǎn)和換算關(guān)系。本節(jié)的內(nèi)容有溫度的物理意義、溫度計(jì)的原理、結(jié)構(gòu)、攝氏溫度的規(guī)定、溫度的寫法和讀法、自然界的一些溫度以及溫度計(jì)的正確使用方法等。通過日常生活中對(duì)四季變化的描述引出新課。通過和生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系突出教學(xué)重點(diǎn)，利用學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作，科學(xué)歸納的方法突破教學(xué)難點(diǎn)。 熱現(xiàn)象普遍存在于自然界中，也是學(xué)生能直接感知的物理現(xiàn)象，溫度、溫標(biāo)的學(xué)習(xí)，要引導(dǎo)學(xué)生完成從冷暖感覺中所形成的“經(jīng)驗(yàn)性觀點(diǎn)”到關(guān)于溫度的“科學(xué)概念”之間的轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)是攝氏溫標(biāo)的定標(biāo)方式，這個(gè)學(xué)生平時(shí)接觸比較多，也比較感興趣，在科學(xué)課中也有所涉及，所以比較簡(jiǎn)單。在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，由于之前在講溫度溫標(biāo)的理論知識(shí)，學(xué)生還不知道為什么要去測(cè)量溫度，所以設(shè)計(jì)了一個(gè)比較室溫下鐵塊和木塊的冷熱程度。讓學(xué)生知道有時(shí)候我們的感覺是不準(zhǔn)確的，所以要進(jìn)行測(cè)量。使用溫度計(jì)的注意點(diǎn)通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)以及多媒體課件的輔助很好的解決了。講解溫度計(jì)測(cè)量時(shí)的充分接觸，因?yàn)槌浞纸佑|包括兩個(gè)方面：1、玻璃泡與被測(cè)物體充分接觸。2、溫度計(jì)與被測(cè)物體接觸時(shí)間要充分。學(xué)生使用溫度計(jì)測(cè)量冷水溫度時(shí)又設(shè)置一個(gè)障礙。由于水溫與室溫一樣，所以溫度計(jì)內(nèi)液柱不發(fā)生變化，學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。有可能是溫度計(jì)損壞了。讓他們自己想辦法解決，鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維。課堂小結(jié)加入環(huán)保知識(shí)，讓學(xué)生知道生活中物理的知識(shí)無處不在。本節(jié)內(nèi)容知識(shí)面寬，但是難度不大，又能密切聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，所以教學(xué)方法宜靈活多樣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。8