《自然科学基础》课程辅导1

第一讲

第一部分   教材体系和特点

1、教材的体系

以人和自然为中心，从认识自然界的物质性、运动性着手，帮助人们认识自己，认识自然。

   第一章 回顾了自然科学发展的历史轨迹，重温了自然科学研究的一般方法，提出了当代自然科学所面临的重大问题。

   第二章、第三章、第四章 分别从自然界的物质性、运动性和生命与自然的关系客观地、综合地认识自然。

   第五章 资源、能源及其利用，它把原4个分科中交叉、重复的有关内容用统一的观点来处理。

   第六章 从教师的需求出发，将传统的光、声、热等方面的基础知识与高新技术结合，并用信息观点，石有关知识内容深入浅出，通俗易懂，拓宽学员的知识面。

   第七章 阐述人与环境这一世界面临的紧迫问题。认识人类发展与自然环境的密切关系，树立起忧患意识，保护好自然环境。

   第八章 人类科学技术的进步及其对生活的影响，因课时问题，供学员自学。

   2、教材的特点

(1)冲破原科学体系，力求综合、易学、破窄拓宽。

(2)针对学员实际，注重人和自然的关系，弃虚求实。

(3)适当降低难度，体现高、新观点，除旧具新。

第一，降低了计算难度。

第二，密切结合学员的教学实际。

第三、使用了开放式结构。

第二部分  教材重点内容剖析

物理部分

第三章   自然界的运动性

第一节  物体的最简单运动方式

1、理解描述运动的相对性

例题：一位学生在作文中写到：“红日从东方冉冉升起，我坐在奔驰的火车里，静靠在椅背上，欣赏着窗外的景物，只见路旁的树木急速地向后退去……”试指出“升起”、“奔驰”、“静靠”、“后退”这几种运动形式所对应的参照物。

2、正确理解牛顿第一定律

力不是维持运动的原因，力是使物体运动状态改变的原因。

3、正确理解牛顿第二定律

物体的惯性是本身的属性，和运动状态没有关系。

4、理解力对物体做功的因数

力对物体做功有两个不可缺少的因数：

第一、力F是指某物体对运动物体所施的力。

第二、位移S是物体的位移，也即力的作用点的位移。

物体由于运动反映出它做功的本领，而由于运动具有的能是物体的动能；由相互作用的物体或物体内部相对位置所决定而具有的能称为势能。

有关例题请参阅自然科学基础课程学习指导书第90页上的第8题。

5、应用动量定律解释现象

请参阅教材1页上列举的事例，能定性解释其道理。

本教材有关动量的计算不作要求，但定性解释一些现象是必须要掌握的。

第五章资源、能源及其利用

第三节  能及其转化

    1、了解剧烈氧化、缓慢氧化与生物氧化

剧烈氧化与缓慢氧化都是氧化作用，它们的区别在于氧化反应的速度不同。

剧烈氧化时，化学能的转化可在短时间内产生大量的热，并使温度急剧上升。

燃烧、爆炸都属剧烈氧化。

生物的呼吸作用却是一种缓慢氧化。

2、理解机械能、内能、电能及其它们之间的转化

自然界中物质运动的形式是各式各样的，因而各种能量的转换过程也是极其丰富的。本教材强调了把“能”与物质的某种运动形式相对应，以进一步深化物质运动的观点。

理解内能与机械能的本质区别

理解传热和做功在改变物体内能上是能效的。

例题：生活中到处可以看见能量转化的事例。请识别以下事例中各种能的转化：

（1）在运转中的电风扇

（2）火柴在空气中燃烧

（3）接在电路中的蓄电池

（4）机械表的指针不停地转动

   3、掌握电功、功率及代谢率

  功率定义          代谢率定义

例题：从事活动时，人们需要氧与身体中的碳水化合物、脂肪和蛋白质进行反应提供能量。一般每消耗1升氧平均释放2.0×104焦耳的能量。如果某人步行上班，每分钟呼出全部气体中含氧0.6升，试计算某人步行时的代谢率。

解：已知呼出1升氧平均释放2.0×104焦耳的能量，当某人1分钟呼出气体的含氧量0.6升时，他将平均释放0.6×2.0× 104焦耳的能量，

所以代谢率：

4．掌握电流的热效应

 了解电流的化学效应，电流的磁效应的应用

 结合实际掌握有关焦耳—楞次定律的简单计算

 例题：一台提升重物用的电动机，其线圈电阻r为2欧姆，如果电动机输入电流为10安培，问电动机的发热功率为多少？3分钟内产生多少热量？

解：已知电动机的输入电流为10安培

    所以线圈发热功率P = I2 r =102×2 = 200（瓦特）

     3分钟内线圈产生的热量Q = I2 r t =102×2×3×60 = 36000（焦耳）

5．确立普遍的能量转换及守恒的观点要求学员能运用普遍的能量转换及守恒的基本规律来解释一些自然现象。

 例题：试用机械能守恒定律说明为什么卫星在距离地球最近时速度最大，

       在距离地球最远时速度最小？

物理部分   第二讲

第六章生活中的科学技术

第一节   光和眼

    1、理解光的反射现象、折射现象

一般情况下，光在真空和在同一均匀的媒质中是直线传播的。假设光从空气射入水中，在空气和水的分界面上，光线将分成两部分，一部分返回到原来的媒质（空气）中，另一部分折入另一媒质（水）中，前一种现象称为光的反射，后一种现象称为光的折射。

2、理解全反射

产生全反射的条件：

光从光密媒质射入光疏媒质

入射角大于或等于临界角A。

（1）某种媒质对于空气的临界角，可以用它对空气的折射率求出sinA=1/n 

（2）光疏和光密媒质的判定规律

从光速比较，若v1>v2   

从折射率比较，若n1从折射角比较，若入射角大于折射角

则媒质1是光疏媒质，媒质2是光密媒质  

3、理解眼睛调节的原理，重视保护眼睛  

4、了解照相机、幻灯机、显微镜和望远镜的成像性质能正确使用光学仪器，为教学工作服务  

5、了解光波是电磁波的一种，知道整个电磁波谱的排列。

不同波长范围的各种电磁波，它们的本质是相同的，它们的行为服从共同的规律，同时又都具有某些特性。可参见学习指导P191—192上的表6-1。

在电磁波谱中，只有一定频率的电磁波人眼能见到，这就是可见光。

第二节   声和耳 

1、理解声音的产生和传播 

 声音是由物体的振动产生的。

媒体振动所发出的声音需要通过媒质来传播。

声波在不同的媒质里有不同的传播速度。

媒质温度越高，传播速度越快 ,

常温下，液体和固体中的声速比在空气中要快  

        固体中声速比液体中声速要快  

2、理解声波的反射、折射。 

例题：夏日里雷声隆隆，这是因为（   ）   

（1）雷声在空气中传播遇到无数云块而屡次反射所造成的。

（2）雷声在云中和空气中传播速度不一样而引起的。

（3）雷声的音量很大所产生的  

（4）雷声的声源一般离我们较远所产生的。  

声波的折射是因为温度不同导致媒质密度不同，从而造成声音传播速度不同，使声音在传播中的方向发生改变，即产生声波的折射。

第三节  能量和生活  

      1、理解热量、热的传递方式  

热量的传递就是内能的传递   

热传递的方式有三种：传导、对流和辐射  

（1）传导：能量以分子碰撞的方式沿物体传递或转移的方法叫传导。   

            传导一般在固体中进行。  

（2）对流：依靠流体的真实流动来传递能量的方法叫对流。

            对流一般在液体和气体中进行。  

（3）辐射：能量由物体辐射出去并沿直线向外界或其它物体进行传递的方法叫辐射。辐射以电磁波形式向外发射能量。它不一定借助物体， 在真空中也能辐射能量。

（4）  通过对热传递的认识，我们要求学员能运用传递方式的                                      异同，解释生活中常见的热现象。

 例题：试述保温瓶的作用，试用热传递的几种方式简析其保温原理。 

3、了解人体的温度调节  

人健康时，个体的体温一般不太变化，这是身体的体温调节机制在起作用，需依靠散热率与代谢率匹配。

4、了解测能仪器  

仪器的三个功能单元：传感器、放大器和计量器。

第四节  信息及其处理  

1、了解信息，信息的重要功能  

信息是对各种事物的变化和特征的反映，也是事物之间相互作用和相互联系的表征。  

 信息有一些重要功能：

（1）信息是人类和生物生存的要素。  

（2）信息是认识事物的先导，是知识的源泉。  

（3）信息是决策的依据，实践的指南。  

2、了解信息传递、信息处理的方式在不断地进步。  

早期，只能使用语言、文字传递信息。

19世纪，现代通信技术诞生了，满足了人们快速、准确和远距离传递信息的需要。

20世纪以来，随着电子技术的发展，通信手段、通信设备、传输技术也得到了相应的发展，大大提高了通信质量和速度，扩大了通信的范围。

3、了解多媒体技术。  

多媒体技术将多种媒体有机地融合在一起，进行信息的储存、处理、表示和交流，特别是通过图象、动画和声音的结合，在信息的表现形式上更加生动、直观、易被人们接受。