美国高中物理课程(普通/荣誉)侧重于物理学的传统概念,并鼓励学生探索这一科学领域的新发现。该课程包括对科学原理和程序的概述,引导学生更清楚地了解运动、能量、电力、磁力和支配物理宇宙的规律。
随着学生完善和扩大对物理学的理解,他们将在实验中应用他们的知识,要求他们提出问题和创造假设。在整个课程中,学生要解决问题,进行抽象推理,并学会批判性地思考。
美高物理课程共11个单元,主要涵盖了如下的学习内容:
Unit 1:Motion
第一单元讲的是运动,老师主要介绍速度、加速度、矢量、投射物的运动四个部分的内容,并有1个实验。速度部分,学生需要能区分速度和速率,解释运动图以描述线性运动,使用图表和方程式来解决速度和速率问题。
加速度部分,学生需要会区分恒定速度和恒定加速度,解释运动图以描述线性运动,解决涉及距离、时间、速度和加速度的问题。
矢量部分,学生需要能将一个矢量分解为水平和垂直分量,并使用矢量图来确定结果矢量。投射物部分,学生认识弹丸的水平和垂直运动是独立的,且能解决涉及弹射运动的问题。
Unit 2:Forces
第二单元讲的是力,老师会介绍力,牛顿的第一、第二和第三定律,冲力和动力和动量守恒四部分内容,并有2个实验。
学生学习识别和描述各种力,会描述牛顿第一定律以及它与惯性的关系;牛顿第三定律以及它与作用力和反作用力之间的关系,使用矢量来计算力对物体的影响;描述牛顿的第二运动定律并能解释加速物体的自由体图。
此外,学生还要能分析和比较不同物体的动量和冲力,应用动量守恒定律来分析物体之间的碰撞,解决涉及动量守恒的问题。

Unit 3:Gravity
第三单元讲的是重力,老师会讲万有引力定律,向心加速度,圆周运动,轨道运动,地球-月球-太阳系统,简单谐波运动几部分内容。
万有引力部分,学生要能描述重力对物体的影响,解释引力、质量和距离之间的关系。
向心加速度部分,学生能定义并确定向心加速度的例子,描述并计算切向速度,解决涉及向心加速度的问题。
圆周运动部分,学生要能说明圆周运动是如何由向心力引起的。解释向心力和惯性之间的关系,解释运动图以描述圆周运动,并能使用向心力的概念来解决问题。
另外,学生还要能解释牛顿的万有引力定律如何影响轨道运动,描述开普勒的行星运动三大定律,描述简单的谐波运动,解释速度和加速度在简谐运动中位置如何变化,并能用胡克定律解决问题。
Unit 4:Work and Energy
第四单元讲的是功和能量,涵盖功和力、动能、势能、能量转换、能量的保存几部分内容。
学生将学习计算功和功率,解释功和功率的关系;学习计算动能,描述功-能量定理并使用它来解决问题;
学会区分不同类型的势能,解释能量变化如何形成,识别和描述能量转换的例子,解决涉及能量转换的问题,并用应用能量守恒定律来解决问题。
Unit 5:Thermodynamics
第五单元讲的是热力学,涵盖温度和热量,热传递,物质状态,状态的变化,热力学第一定律,热力学第二定律几部分内容,本单元有一个实验。
学生需要能区分温度、热能和热量,解释温度与动能的关系,解释如何通过对流传递热能、电磁波如何通过辐射传递能量及分子运动如何通过传导传递热能。
学生需要了解物质的四种状态,解释和说明加热曲线,识别并描述六种状态的变化。
另外,学生还将应用热力学第一和二定律来描述热机的工作原理,理解第一和第二定律的关系,并能解释为什么熵随时间增加。
Unit 6:Waves and Sound
第六单元讲的是波和声音,涵盖波的介绍、波的特征、波的相互作用、声波、声波的特征几部分内容。
学生需要能识别、比较和对比横波和纵波,定义波并解释它们如何携带能量,能区分机械波和电磁波。
学生还将分析波长、频率和波速之间的关系,比较和对比建设性和破坏性干扰,区分吸收、透射、反射、折射和衍射。
声波部分,学生将分析声音是如何产生和传播的;考察多普勒效应如何适用于声波;分析振幅、能量、强度和响度之间的关系,分析音高和频率之间的关系,并能解释共鸣。
Unit 7:Light
第七单元讲的是光,涵盖电磁波、反射和折射、镜子、透镜、衍射几部分内容,含一个实验。
学生需要能识别和比较电磁波谱的不同区域,解决涉及频率、波长、速度和能量的问题。能区分反射和折射,区分平面镜、凹面镜和凸面镜,用射线图来预测镜子所形成的图像的位置、类型、方向和大小,用光线图预测由透镜形成的图像的位置、类型、方向和大小。
学生还将学习分析光波如何在物体周围弯曲,描述波长、间隙宽度和衍射之间的关系,解决涉及衍射的问题。
Unit 8:Electricity
第八单元讲的是电,涵盖电学、库仑定律、电场、电势差、电能储存、欧姆定律、电路几部分内容,有一个实验。
学生将分析电荷和电力之间的关系,区分导体和绝缘体。考察影响两个物体之间电荷的因素,并能用库仑定律解决问题。
学生还将学习如何描述电荷引起的电场,解决涉及电场、电荷和物体上的力的问题;区分电势能和电势差,解决涉及电势能和电势差的问题;考察电流、电阻和电压,解决涉及电流、电荷和时间的问题。
在欧姆定律和电路部分,学生学习应用欧姆定律来计算平行或串联电路中的电压、电流或电阻;比较和对比平行和串联电路;解释电路图,并计算电路中各元件所使用的功率,还将学习如何构建串联和并联电路。
Unit 9:Magnetism
第九单元讲的是磁,涵盖磁铁和磁力、磁场和力、电磁感应、电磁感应的应用四部分内容,有一个实验。
学生将了解磁极如何相互作用,区分临时磁铁和永久磁铁,考察磁体中的磁畴是如何排列的;分析由载流导线产生的磁场,应用右手定律来确定电荷的磁力方向。
学生还将分析变压器如何降低电压,考察发电机是如何工作的,解释电动机如何利用磁力来引起运动。
Unit 10:Nuclear Physics
第十单元讲的是核物理学,涵盖放射性、裂变和聚变、太阳的能量、基本力四部分内容,有一个实验。
学生将区分阿尔法、贝塔和伽马衰变,识别放射性衰变的技术应用,使用半衰期的概念来描述同位素的衰变速度。
裂变和聚变课上,学生将比较和对比核裂变和核聚变,用质能等价法解释核裂变和核聚变,识别核裂变和核聚变的应用。
太阳的能量课上,学生将考察能量是如何从核心转移到空间的,识别并描述氢气聚变的步骤,认识太阳所发射的能量类型。最后还将比较基本力的特点、强度和范围。
Unit 11:Modern Physics
第十一单元讲的是现代物理,涵盖原子光谱、光的双重性质、狭义相对论、广义相对论、宇宙的起源和演变几大部分。
光谱课上,学生比较和解释各种原子产生的发射光谱,定义光谱学及其应用,理解发射光谱和吸收光谱的概念。
宇宙的起源课上,学生分析如何利用恒星光谱来确定恒星的组成和运动,描述宇宙的演变,区分不同类型的恒星和它们的生命周期,考察大爆炸理论的证据。
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