同学们，欢迎你们踏入充满神奇的物理世界！这套教材将陪伴你们度过一段富有挑战和乐趣的物理学习旅程。

本套教材是根据教育部最新颁布的《义务教育物理课程标准（2022年版）》编写的。共分为四册，涵盖17章内容。每一章都设有反映核心概念、规律或物理思想的章首图，对章内主要内容进行简要介绍和引导。每一节都通过真实情境引入，以问题为导向进行探究，进而阐述物理概念和规律，融入科学研究方法，并将其应用于实际生活，充分体现从生活走向物理，再从物理走向社会的理念。

为了激发同学们的学习兴趣，引导你们主动建构知识，开阔视野，促进核心素养的发展，本教材特别设计了以下栏目：

自主活动

包括简单的演示实验、学生实验和学生活动，引导同学们经历知识的建构过程，体现自主学习。

想一想

用具有启发性的问题为后续教学内容做铺垫；也可以在完成学习后引发讨论与交流，帮助同学们深化对学习内容的理解，针对所学内容进行思辨，进而迁移所学内容分析、解释实际物理情境。

拓展视野

是教材所涉内容的适度拓展，为学有余力的同学开启进一步学习的窗口，提升物理观念。

STSE

结合具体事例简要介绍物理学在科学研究、技术进步和社会生活中所产生的影响和作用，体现科学·技术·社会·环境之间的关系。

科学与人文

用于配合教材正文适当介绍相关的物理学史，重在体现科学态度、科学精神和科学家的社会责任。

跨学科实践

包括调研报告、实验探究和科技制作等任务形式，旨在培养同学们乐于实践、敢于创新的精神。

练一练

注重题目的典型性和基础性，根据内容的具体情况设置长作业—主题学习，以体现该单元教学的整体性。

回顾与复习

作为各章小结，包括对各章基本概念、基本规律或基本方法的梳理，并设置知识结构框图和章练习。

序言  踏上物理学奇妙旅途

图 1 是一名游客在海洋公园所拍摄的照片，图中憨态可掬的北极熊看上去似乎已“身首异处”却仍旧怡然自得。用一次性塑料杯（图 2）舀一杯沸水并放回水盆的沸水中继续加热，无论经过多久，杯中的水也不再沸腾。这些类似魔术的有趣生活现象是否引起了你的好奇？在今后的物理学奇妙旅途中，我们将逐步揭开更多有趣现象的“面纱”，探寻这些现象背后的科学原理。

什么是物理学？

同学们听说过“皇冠的秘密”和“曹冲称象”吗？这是古人巧妙地运用浮力的原理解决实际问题的两个小故事，而浮力相关的问题大多属于物理学的研究范畴。在小学的科学课程中，我们已经初步接触了这些物理问题。现在开始，我们将进一步深入学习自然科学的重要组成部分——物理学。

我们生活的宇宙（图 3）是由运动着的物质和能量组成的。物质的形态、大小和结构等因素都会影响物质的运动方式，并取决于物质组元之间的相互作用类型。物理学是通过实验观测和理论分析相结合的方法，深入研究物质结构及其相互作用等基本的科学。

实验物理学家通过精心设计的实验和细致入微的观测，定量地展现物质世界出人意料的奇妙特性和丰富多彩的运动规律；理论物理学家则要通过新的猜想建立和发展理论、通过数学推演和逻辑分析预言新的物理效应、解释已有实验结果。而这些新的科学猜想和理论预言又需要进一步的实验来验证。

在这样理论–实验密切结合的过程中，物理学家总是要抓住主要矛盾、化繁为简、分解问题，通过建立一系列理想模型逼近真实的研究对象，揭示物质世界本质，从而使一些实际问题获得比较令人满意的解决。

由于物质世界具有结构和运动形态之美，描述其基本结构及其相互作用规律的物理学自然应该是大道至简，具有独特的美感。这些基本的物理学规律可以通过日常生活中常见的力、热、声、光、电等物理现象反映出来，图 1 和图 2 所展现的情景分别是光现象和热现象。物理学的终极目标是将各种物理现象的内在规律纳入一个统一的思想框架中，并用准确且普适的科学语言（数学和逻辑）加以表达，追求这一宏大的目标也是现代物理学的最重大的前沿问题。

物理学对人类社会的影响是什么？

物理学起源于古代哲学家对自然现象的思考和探索。古希腊亚里士多德首先提出了最初的物理学概念。我国战国时代的典籍《墨经》中就有不少关于物理学效应的论述（如针孔成像）。自 17 世纪培根（F.Bacon，1561—1626）（图 4）和伽利略（G.Galilei，1564—1642）（图 5）提出科学实验的方法以后，物理学才作为一门独立学科开始了飞跃式的发展，契合了此后的工业革命。19 世纪以来，物理学已经发展成为包含力学、热学、电磁学、光学、原子物理学和天体物理学等多个分支的完整知识体系。因此，物理学的研究对象涵盖了细微至基本粒子，浩瀚如宇宙的所有物质存在形式。经过三个多世纪，物理学对人类社会的发展产生了巨大而深远的影响，人类社会每一个重大的科技进步都与物理学有关。

作为当代科学重要组成部分和重要支柱，物理学对数学和自然科学的其他领域发展有着重要的推动作用。物理学家使用数学语言来描述和预测物理现象，这也促使数学自身的不断发展。一个典型的例子就是牛顿在研究物体运动规律的过程中创立了重要的数学工具——微积分。物理学对原子和分子结构（图 6）的探索帮助化学家理解化学现象的机制、揭示化学键的本质。

物理学中关于热学的知识则为我们理解生物体内的代谢过程提供了重要线索，X 光衍射技术导致了DNA双螺旋结构（图 7）的发现、导致了当代的分子生物学革命。此外，物理学家在探寻科学规律的过程中所表现出来的大胆质疑、严谨求证、勇于创新的科学精神和思想方法都为人类社会贡献了巨大的精神财富。

物理学在工程和技术领域有着重要的应用。从古代最原始的杠杆到现代社会中包括机器人在内的各种机械设备和工程建设等都离不开力学的原理（图 8），而热学、电磁学的研究则为这些设备解决了能量来源的问题，极大地提高了工业生产和工程建设的效率。物理学从微观层面对物质特性的研究为新材料（图 9）的开发提供了理论指导，使得人类可以制造出更轻、更坚固、更耐用的优质材料，推动了产品质量和工程技术的提升。物理学导致原子能技术不仅在工业、农业、军事等国家需求方面有着不可或缺的地位，而且其和平利用推动了当代的能源革命。

物理学的许多研究成果改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量。电脑、智能化手机乃至许多智能化家用电器设备的核心部件是半导体芯片（图 10），芯片的诞生主要归功于原子物理学和电磁学的研究成果。而海量信息的高速传输通道——光纤（图 11）则离不开电磁学和光学的基本原理。计算机断层扫描（CT）、核磁共振、放射性疗法、质子重离子疗法等为人们的健康生活提供了重要的技术保障，这些现代化的医疗设备和技术手段的发明都离不开物理学。

如何学好初中阶段的物理？

初中阶段的物理课程偏重于对物理现象、物理概念和物理规律的直观把握、定性描述和简单分析，为后继物理课程的学习奠定基础。要学好初中的物理，除了认真完成老师所规定的学习任务以外，有以下三点建议。

1．物理学是一门实践性很强的学科，学好物理，不能只是机械地记忆教材上的知识。我们的日常生活中蕴含着丰富的学习素材。建议同学们加强对生活中简单物理现象的观察，结合课堂上学到的物理原理和规律思考、分析这些现象成因，做到学以致用。

2．物理学是一门基于实验的学科，除了做好教材所规定学生实验、认真观察并分析课堂上的演示实验以外，希望同学们积极主动地开展各种课外实验活动，培养自己的动手能力和探究意识，这也有助于我们更好地理解课堂上学到的物理概念和规律。

3．真实世界里的实际问题往往不是依靠单一学科的知识就能解决的。建议同学们主动寻求跨学科实践学习的机会，将物理学与其他学科的知识和方法综合运用，提高解决实际问题的能力。要善于运用数学手段分析和解决物理问题。

物理学对大自然的探索永远不会停止，热诚地期待同学们通过认真学习物理保持对科学的好奇心和探索自然的求知热情。欢迎同学们加入探索物理学、追求真理的奇妙之旅！