中美高中物理教材中现代科技的体现及优化措施

（一）《物理：原理与问题》中的现代科技

第一章第13页测量内容中介绍了如何用激光测量地球和月球之间的距离：通过测量一束激光从地球表面发射到月球表面后反射到地球的时间，然后根据光速算出距离。运用激光技术科学家还算出了月球远离地球的速度大约为3.8 cm/a。

第四章第95页牛顿定律中介绍了航天飞机主引擎的工作原理：航天飞机的主引擎通过燃烧氢气和氧气提供1.6×106 N的推力。

第六章第154页圆周运动中介绍了太空电梯：科学家正在考虑使用低成本运输系统到太空，但是目前这一技术只是一个设想，还没有付诸实验，不过在不远的将来一定会实现。

第七章第180页牛顿万有引力定律中介绍了地球的同步卫星：地球在自转，地球的自转周期正好和卫星的轨道运动周期是一致的，所以对于地球上的观测者来说卫星是相对不动的，所以称为地球的同步卫星。

第十一章第289页中介绍了原子的势能：通过计算一个碳原子在地面1 m高的势能，和把电子固定在原子内部的静电能，然后比较它们的大小，发现核势能至少是重力势能的1×1012倍。

第十七章第467页曲面镜中介绍了哈勃望远镜的麻烦：在1990年NASA发射了绕地球飞行的哈勃太空望远镜。哈勃的使命是提供没有大气扭曲的清晰的图片，然而在发射不久就被发现有球面失真。1993年用于纠正的光学器件COSTAR被安装到哈勃上，使得哈勃能提供清晰的照片。

（二）上海版《物理》中的现代科技

第一章机械运动第25页解释了数字化信息系统（DIS）：用位移传感器测距离，用光电门传感器测速度等现代科技。和传统的实验方法相比，用位移传感器测位移和速度及平均速度具有快、精、准的特点。用光电门传感器可以测直线运动的瞬时速度，比传统方法更准、更快。(www.xing528.com)

第二章力和力的平衡第65页通过DIS来验证斜面上力的分解，能十分清楚地看出分力和合力跟角度之间的关系，避免了传统的单调枯燥的理论分解。

第三章牛顿运动定律第79页，通过DIS来研究牛顿第二定律，DIS研究加速度和力的关系非常直观、易懂，比传统的文字描述更通俗易懂。第87页通过DIS来验证牛顿第三定律，通过实验非常直观明了地得出作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上的特点。同时介绍了牛顿第三定律在现实生活中的应用——中国长征运载火箭。

第四章周期运动第10页介绍了计算机磁盘驱动器和光盘驱动器的线速度和角速度。第21页用DIS声学教学软件探究组成和弦的各单音频率间的关系。用现代科技来探究物理学中难懂的知识点。

第五章机械能第31页通过上海科技馆中的能量穿梭机来引入课题，激发大家的学习兴趣。第56页在讲解机械能守恒定律时，通过一个探究性的实验：在一个提桶内放一些重物，用绳子将它悬挂在门框下，将提桶拉离竖直方向，使它凑近自己的鼻子，然后轻轻放手，提桶将向前摆去，接着又反向摆回来。当摆动很快的提桶再一次接近你的鼻子时，你敢不敢站在那里不动？通过这个探究性的实验引入机械能守恒概念，然后为了科学地探究能量守恒，通过DIS光电门传感器来验证机械能守恒。

第六章分子和气体定律第65页通过单分子油膜估测分子探究实验，来估算油酸分子的直径。第74页通过DIS压强传感器来探究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系。实验中通过电脑软件直接画出压强和体积的关系图，加深学生对它们之间关系的理解。第79页通过DIS压强传感器来研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系。第83页还提及了现代航空航天技术，航天服利用压缩空气来保护航天员。

第八章电场第39页介绍了静电的利用和防范。静电除尘：空气在流经较狭窄的除尘器入风通道时具有一定的速度，同时带上一定量的负电荷，而在进入除尘器的空间时改变流动方向，速度会急剧地减小。缓慢的气流受到除尘器正电荷的作用，气流中的灰尘颗粒会吸附并落在除尘器里。静电喷涂：油漆和墙壁分别带上异种电荷，当油漆碰到墙壁时会紧紧吸附在墙上。静电复印：静电复印时先使硒鼓带正电，再利用光学系统将原稿上的字迹成像在硒鼓上，这样，在硒鼓上留下看不见的带正电的静电潜像；当带负电的墨粉与硒鼓表面接触后，墨粉就被带正电的静电潜像吸引，显示墨粉组成的字迹；最后，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸到白纸上，就完成了复印的任务。

第九章电路第68页介绍了自动控制与模块机器人：机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉。在模块机器人的传感器模块电路中，起主要作用的是敏感元件。传感器是一种能够将各种物理量、化学量、生物量等转化成电学量的器件。微控制器又称单片机，它的出现是计算机技术发展历史上的一个重要里程碑，使计算机从数值计算进入智能化控制领域。真空管曾经主导了电子科技50年，而晶体管问世不到25年，又被集成电路取代，之后更大规模的集成电路不断涌现。

第十二章第51页介绍了中国核电事业的发展现状与前景：中国已有4座核电站建成投产，秦山核电站三期也于2003年7月正式投入商业运行，有效地缓解了华东地区电力紧张的局面，除此之外，还有多座核电站正在建造中。有些国家核电占总发电量的比例高达80%，而中国核电占总发电量的比例却不到2%。到2020年中国核电装机比重将增加到4%。