前言
在初中时，大家就已经学习了一些物理知识以及科学方法，物理学与人类文明相关，进入高中后，你们会见识到更为丰富多彩的物理现象，学到更为深刻的物理知识，进一步领悟科学研究的方法，增进对科学的感受，受到科学精神的陶冶。现在，让我们在新的高度上，简要了解一下物理学研究哪些问题，它与其他科学和技术的关系，以及它对人类文明所起的作用。学科物理学，属于自然科学范畴，其开端源自伽利略所处以及牛顿所处那特定的年代，历经三个多世纪时间不断发展演进，现今已然成长为一门拥有众多分支领域，深受众人尊敬，亦备受深切热爱的基础科学。
在那从远道宇宙深处到微观粒子的，有着禁止支持之间道道广袤苍穹的，浩瀚而又精细的时空中，物理学在钻研物质存在的基本形式，还探究其性质和运动规律，它也在研究物质的内部结构，于不同层次去认识物质的各种组成部分及其相互作用，以及它们运动以及相互转化的规律，所以讲物理学是关于万物之理的学问，这种说法并不过分。
物理学属于一门实验类型的科学，同时它也是一门极为崇尚理性，并且十分重视逻辑推理的科学，鉴于自然界并不会主动地将其背后蕴含的本质规律以及内在联系展现出来，因而物理学还是一门几乎需要动用强大动力以及丰富想象力的科学，在物理学展开研究的过程当中所形成的基本概念以及理论，还有基本实验方法以及精密测试技术，已经在越来越广泛的范围之内被应用于其他学科，进而在其他方面丰富了人类针对物质世界的理解，在其他方面推动了科学技术的创新以及革命，在极大程度上促进了物质生产的繁荣以及人类文明的进步。
技术进步得到了物理学发展的促进，一次又一次的产业革命由此引发，现代物理学成了高新技术的基础，图1到图8展示的内容能让人略微看出一些情况。
物理学的发展，孕育出了技术的革新，促使物质生产走向繁荣，改变了人类生产生活的方式，推动了社会的进步，图9到图11代表着这当中进程的几个重大事件。
物理学，丰富了人类对于物质世界的认识，改变且扩展着人类思维方式，它与其他的思维观念物理学一道，物理学的每一个重大进展，作为人类思维观念进步的伟大阶梯，途中的图12到图14，正反映了这一阶梯的几个台阶。19世纪下半夜，以经典力学、热力学统计物理学、经典电动力学为主要内容的物理学，几乎能解释当时已知的所有物理现象。所以，当20世纪第1个春天来临之时，久负盛名的英国物理学家，被英王授予胜利开尔文勋爵的威廉汤姆逊，在新春献词的演说中，满怀信心地宣称科学大厦已然基本建成，后续物理学家只需要从事一些零零碎碎的修补事务就行。然而，话音刚落，他的这番臆想就因一个接一个的重大发现而被彻底打破了。
那么，21世纪究竟会呈现出怎样的态势呢？是否还会出现重大的发现呢？著名的法国物理学家、诺贝尔获得者德布罗意，在《物理学的未来》一文中表明，随着我们知识的不断发展，自然愈发会凭借其多样的表现来证实它蕴藏着无尽的财富，即便在极为先进的科学领域，如物理学科，我们也毫无依据去认定我们已然耗尽了自然财富，或者觉得我们已近乎完整地掌握了自然界的全部财富。
事况确乎如此，当下存在诸多令物理学受困的难题，比如说，现有的物质结构理论表明夸克构建了质子、中子这类强子，然而夸克为何无法单独存在，探寻传递强相互作用的胶子的实验，能不能得出预期的成果，怎样把量子力学与广义相对论融合起来，用以阐释宇宙的起源以及演化，另外，自然界里最为常见的运动状态，常常既不是全然确定的，也不是全然随机的，而是处于两者之间，但是用于理解这类现象的混沌理论还远远没有成熟，所有这些都有待人们去钻研探索。
横看全球科学技术发展历程，好多科学家的关键发现以及发明，皆诞生于朝气蓬勃、思维灵敏的青年阶段，这是一条具有普遍性质的规律。哥白尼提出日心说的时候，年龄是38岁，牛顿发明微积分的时候年龄为22岁，而莱布尼茨发明微积分时年龄是28岁，爱迪生发明留声机时年龄是29岁，发明电灯时年龄是31岁，贝尔发明电话时年龄是29岁，居里夫人发现三种元素均具有放射性时年龄是31岁，爱因斯坦2014版提出狭义相对论年龄是26岁，提出广义相对论年龄是37岁，李政道指出弱相互作用下宇称不守恒时年龄为30岁，杨振宁指出弱相互作用下宇称不守恒时年龄是34岁，沃森提出DNA分子结构的双螺旋模型时年龄是25岁，克里克提出DNA分子结构的双螺旋模型时年龄是37岁。
虽说年轻人所拥有的知识在丰富程度方面比不上老年人，然而却极少存在保守思想起步网校，反而是最具备创新精神的，尽管多数同学在未来不一定会开展基础科学的研究，可是不管从事何种职业，在高中物理学习里树立起创新精神，学到科学方法并积累下科学知识，将会让你一生都从中受益，一代新人换旧人，各自引领时代潮流数百年，同学们加油努力呀。
第1章运动的描述。
在我们周边四处都能瞧见物体处于运动状态，汽车在公路上分驰，江水在呼啸着朝着远方奔腾，鸟儿在振翅飞翔，树叶在不停晃动相连，我们脚下的地球也在持续进行自转、公转，物体的空间位置伴随时间而变化，这是自然界里最为简单且最为基本的运动形态，被称作机械运动，在物理学范畴里，专门研究物体机械运动规律的分支名称为师力学，人们于力学的探究过程中，不但知悉了物体做机械运动的规律，还缔造出了科学研究的基本方法。故而霍尔顿讲，不管是从逻辑层面而言，还是从历史角度来讲，力学都是物理学的根基所在，并且还是物理学以及其他科学展开研究时的典范，力学对于物理学的意义，就如同谷歌对于人体一样，在此章节之中，我们探究怎样去描述物体的运动。
第1节质点、参考系和坐标系。
你肯定对机械运动相当熟悉了，那要怎么去描述机械运动呢？不同的人有着不一样的视角，身为诗人的人，可以用上充满气势、磅礴宏大字样去描述大河里流速的水流，会以矫健好似飞燕这样的表述去描述滑冰运动员姿态轻盈的舞姿，作为画家的人，能够用汽车后方存在几个线团来表示风，以此描述车辆快速飞驰的状态，科学家究竟该如何去描述物体的机械运动呢。
有物体和质点，雄鹰拍着翅膀，在空中进行翱翔，足球于绿茵场上，在飞滚，在这些平常常见的现象里，雄鹰、足球都在做机械运动，然而谁又能够精准地描述其上各点的位置以及随时间的变化呢，雄鹰的身体在朝前运动，但其翅膀在朝前运动之际还在上下运动，足球在朝前运动之时还在滚动，可见要精准地描绘物体的运动并非是一件简单的事。
出困难和麻烦的地方是哪儿，稍微分析一下便能知晓，这是由于任何物体都存有一定的大小跟形状，物体各部分的运动情形通常来讲并不相同，你或许会想倘若物体都是一个个不存在大小和形状的点，那这些困难和麻烦不就自然而然地消失了吗？然而要是自然界里的物体包含我们每一个人都是一些没有大小和形状的点，这样的世界难道不会过分单调乏味吗？虽说这种想法跟真实的自然界并不契合，但是也别因此就折断想象的翅膀。我们能够换一种角度，提出这般一个问题，于现实的自然界里，在某些情形之下，按照所要研究物体的性质，能不能忽略某些物体的大小以及形状，进而把它们视作点呢？地球是人类居住的星球，它一边绕着太阳公转，一边自身进行自转，所以地球上各部分距太阳的远近持续变化，然而鉴于地球到太阳的距离为1.5亿公里，地球直径仅1.3万公里，还不到其与太阳距离的1/10000，这样一来，在展开地球公转研究时，由地球大小致使的地球上各部分运动差异便能忽略不计，也就是研究地球公转可无视地球大小与形状并视为点，同理浙江省高中物理必修一，在探究航天器运行轨道时，也无需考量其形状姿态，而视作一个点。
有一列火车，它在铁轨之上行驶着，而它的发动机传动机构以及车轮的运动，同样是极为复杂的，然而，当我们仅仅去关心列车整体的运动之际，能够认为列车上面各个点的运动状况全然相同，所以能够凭借它上面某一个点的运动，来展现列车这么一个庞大物体的运动，看起来，在某些情形之下，我们能够忽视物体的大小与形状，进而突出物体具备质量这个要素，将它简化成一个有质量的点，这样的点就称作质点，在另外一些情形下，我们尽管不能忽视物体的大小与形状，不过能够借助上面任意一点的运动，去替代整个物体的运动，于是整个物体的运动，也能够被简化成一个点的运动，把物体的质量给予这个点，它也就变成了一个点，从前面的探讨能够发觉，一个物体能不能看成质点，是由问题的性质所决定的，在研究地球的自转以及调整飞船的飞行姿态的时候，或者是研究火车车轮的运动的时候，如果再把地球、飞船和火车当作质点，那就显得荒唐可笑了。就参考系而言，我们声称房屋树木静立不动，这想来大概无误，然而地球之外的人目睹房屋树木跟随地球一同运动，铁路旁的人瞧见火车上的乘客疾驶而去，可乘客却认定自身静止，他甚至能够倚靠着座椅入眠，为何人们的认知会存有差异呢？其实自然界当中的所有物体，都处于始终不停的永恒运动里，任何绝对静止的物体都是根本不存在的，从这个意义上来说，我们会肯定地讲运动是绝对的，然而要是去描述一个物体的位置以及它随着时间而产生的变化，却始终都是相对于其他物体来说的，这就是运动的相对性，由此可见要想描述一个物体的运动，首先就得选定某个别的物体，通过观察物体相对于这个别的物体的位置是不是随着时间而发生变化以及如何发生变化，这种被用来做参考的物体就被称作参考系 frame.。
当描述一个物体的运动啥情况时，参考系能够任意去选择，然而呢，要是选择不一样的参考系，进而观察同一个物体的运动，那么其结果就会出现有所不同的状况，比如说，在沿着直线匀速飞行的飞机上边，人们以飞机做参考系，看到从飞机上落下来了重物，几乎是沿着直线竖直掉落下来的，可是实际上地面上的人以地面做参考系，看到物体却是沿着曲线下落的状态。因为存在运动描述的相对性，所以凡是提到运动，都应当弄明白它是相对哪一项参考系而言的，参考系的选择是一个相当重要的问题，选取得当的话会让问题的研究变得简洁又方便。
要定量描述物体的运动，以及其位置的变化，就得在参考系之上，建立起恰当的坐标系，这便是坐标系。
第2节时间和位移。
为了去描述质点的运动，我们还需要对于时刻和时间等一些较为重要且大家都很熟悉的词语，拥有更为确切的认知，时刻与时间间隔，二者既有联系又存在区别，我们讲上午8:00开始上课，8:45下课，这里面的8时、8时15分是这节课起始和终结的时刻，而这两个时刻相互之间的45分钟，就是两个时刻之间的时间间隔，在表示时间的数字上面，时刻是用点去表示，时间间隔则是用线段来表示，我们平常所说的时间，有时候意思是时刻，有时候意思是时间间隔，需要依据上下文来认清它的含义。
有一个人，若从北京前往重庆，能够选择不一样的交通方式，可以乘坐火车，也能够乘坐飞机，甚至还能先乘坐火车抵达武汉，接着乘坐轮船沿着长江上行，很明显在这些情形下，其所通过的路线，也就是其运动的轨迹是不一样的，我们在初中的时候就已经知晓，路程是物体运动轨迹的长度浙江省高中物理必修一，由此可见他所经过的路程也是不相同的，但是究其位置的变动而言，不管是采用了什么交通工具，走过了怎样不同的路程，他总归是从北京抵达了坐落于西南方向，直线距离大约1300公里的重庆，这几个位置的变动是相同的，当物体从某一点a运动到另一点b时，即便能沿着不同的轨迹走过不同的路。但位置发生了变动，且这种变动是相同的，在物理学里，有一个词，叫做位移，它是一个物理量，用来表示物体质点的位置变化。
在物理学里，像位于这样的物理量被称作矢量，此矢量既有大小还有方向，而温度、质量这类物理量被叫做标量，它们仅有大小没有方向，矢量相加跟标量相加遵循不一样的法则，比如说一个袋子原本有20千克大米，又放进10千克大米，那么此刻大米的质量是30千克，这表明两个标量相加遵循算术加法的法则，矢量相加的法则与之不同，我们来思考下面的问题。
在本章以及后面三章里，我们着重研究直线运动，如图所示，于物体运动的直线上构建 x 轴，物体在时刻 t1 时处于位置 x1，在时刻 t2 时运动至位置 x2，那么物体的位移，等同于两个位置的坐标变化量。 然而，你提供的内容中“时刻谢谢、10 克”等表述存在错误或不清晰之处，我是按照尽量理解原意进行的改写。
第三节运动快慢的描述——速度
第4节：用打点计时器测速度
