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1、第四單元第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展課標(biāo)要求了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識其意義。1 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理知識點(diǎn)撥 2 課堂講義 理解深化探究3 當(dāng)堂檢測 鞏固應(yīng)用反饋4 教材問題解答 答疑釋惑應(yīng)用一、經(jīng)典力學(xué)1.背景(1) 的影響：不僅解放了人們的思想，也對科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響。(2)伽利略的貢獻(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，外力并不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因，只是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理知識點(diǎn)撥文藝復(fù)興運(yùn)動發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律，開創(chuàng)了以 為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2.建立(1)標(biāo)志：16

2、87年，牛頓出版了 一書。(2)內(nèi)容：物體運(yùn)動 和 等。(3)特征：以 為基礎(chǔ)。以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。實(shí)驗(yàn)事實(shí)自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理三大定律萬有引力定律實(shí)驗(yàn)3.意義(1)這一體系對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，具有決定性意義。(2)根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了 等。海王星誤區(qū)警示伽利略的杰出成就為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端；牛頓力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成，是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。二、相對論的創(chuàng)立1.背景：19世紀(jì)，隨著物理學(xué)研究的進(jìn)展， 無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。2.創(chuàng)立：20世紀(jì)初的德國物理學(xué)家 提出了相對論。3.內(nèi)容(1)狹義相對論：物體運(yùn)動時，質(zhì)量會隨著物體

3、運(yùn)動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運(yùn)動 的變化而變化，即會發(fā)生 和鐘慢效應(yīng)。經(jīng)典力學(xué)愛因斯坦速度尺縮效應(yīng)(2)廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的 情況，也取決于物質(zhì)本身的 狀態(tài)。4.意義(1)相對論的提出是 領(lǐng)域的一次重大革命。(2)它否定了 的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。(3)它也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。運(yùn)動分布物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)誤區(qū)警示正確認(rèn)識相對論和牛頓力學(xué)的關(guān)系：愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所

4、提出的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀。三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景(1)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)部。(2)大量的實(shí)驗(yàn)表明， 運(yùn)動不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。微觀的粒子2.誕生： 年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，認(rèn)為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位 來實(shí)現(xiàn)的。3.發(fā)展(1)愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了 。(2)丹麥物理學(xué)家 提出了有關(guān)原子的量子理論。(3)20世紀(jì)30年代， 建立起來。1900量子光電效應(yīng)玻爾量子力學(xué)4.意義(1)使人類對 的基本認(rèn)識取得革命性的進(jìn)步。(2)與 一起

5、，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足。(3)推動了物理學(xué)自身的進(jìn)步，而且開闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識世界的 。微觀世界相對論角度和方式誤區(qū)警示愛因斯坦的相對論仍然是對宏觀世界的探究與認(rèn)識，而量子論的提出使人類對世界的研究進(jìn)入微觀世界。課堂講義 理解深化探究主題一牛頓經(jīng)典力學(xué)1.為什么說伽利略是經(jīng)典力學(xué)的奠基者？伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2.經(jīng)典力學(xué)的歷史地位(1)把自然界中一切力學(xué)現(xiàn)象囊括在力學(xué)體系中，成為人類認(rèn)識自然的過程中對自然規(guī)律的第一次總結(jié)與概

6、括。(2)形成以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系，標(biāo)志著近代科學(xué)的形成和人類科學(xué)時代的開始。(3)牛頓力學(xué)和熱力學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進(jìn)入蒸汽時代。(4)牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運(yùn)行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，打擊了神學(xué)，促使人類思想不斷解放。3.西方近代科技的特點(diǎn)(1)科學(xué)研究主要運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，運(yùn)用概念進(jìn)行判斷推理。(2)科學(xué)研究的重點(diǎn)是對事物及規(guī)律的探索。(3)出現(xiàn)了科學(xué)應(yīng)用，建立起了物理、化學(xué)學(xué)科體系。4.科技發(fā)展、思想解放、資本主義發(fā)展三者之間的關(guān)系(1)思想解放促進(jìn)了科技發(fā)展，科技發(fā)展又推動了思想解放。(2)資本主義

7、發(fā)展是科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，科技發(fā)展又推動了經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。l 探問題材料一伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端伽利略對科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于毀滅直覺的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)來代替它。這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義。愛因斯坦物理學(xué)的進(jìn)化材料二長期以來，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，因此被命名為哈雷彗星。百度文庫(1)依據(jù)材料一，結(jié)合所學(xué)

8、知識指出愛因斯坦所說的“伽利略的發(fā)現(xiàn)”是什么？分析這一發(fā)現(xiàn)的意義。答案發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，確定勻速運(yùn)動和勻加速運(yùn)動這兩個新概念。意義：為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。(2)材料二中的牛頓力學(xué)是牛頓何時創(chuàng)立的，其內(nèi)容有哪些？答案牛頓力學(xué)是牛頓在1687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書中提出來的。其內(nèi)容包括物體運(yùn)動三大定律和萬有引力定律等。(3)材料二中“哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道”，這體現(xiàn)出經(jīng)典力學(xué)的什么特點(diǎn)？答案以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)；以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。(4)結(jié)合材料說明經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立有什么意義？答案經(jīng)典力學(xué)體系對解釋和預(yù)見物理及天文現(xiàn)象，具有決定性意義。如根據(jù)萬有

9、引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。l 教方法形象理解萬有引力定律蘋果落地，牛頓思考它的原因牛頓從蘋果落地這一日常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)地球引力作用，從而發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。主題二現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展1.相對論和量子論產(chǎn)生的意義(1)量子論與相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象，但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不太夠用了。(2)量子論的形成標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。同時在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。(3)相對論的提出否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹

10、隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。(4)總之，量子論和相對論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的缺陷，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。2.牛頓力學(xué)體系與愛因斯坦相對論的關(guān)系(1)愛因斯坦的相對論否定了牛頓的絕對時空論，并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。(2)牛頓、愛因斯坦都為物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，推動了近現(xiàn)代自然科學(xué)的發(fā)展。l 探問題材料一牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰。但是

11、，當(dāng)我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。愛因斯坦材料二20世紀(jì)初，相對論和量子理論出現(xiàn)，它們掀起了物理學(xué)革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，并對其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個新的高度。世界文化簡史(1)材料一中愛因斯坦以什么理論“推翻”了牛頓的理論？這一理論的內(nèi)容是什么？是對牛頓力學(xué)的完全否定嗎？答案相對論。內(nèi)容：物體運(yùn)動時，質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運(yùn)動速度的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。不是。相對論只是否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，它發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速

12、狀態(tài)下的一個特例。(2)材料二為什么說這兩大支柱的形成使“人類對自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個新的高度”？答案相對論和量子論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。(3)量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對論的產(chǎn)生有什么共同點(diǎn)？這說明了什么？答案共同點(diǎn)：從背景上看，19世紀(jì)末，物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)對經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀提出了挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過程看，第一，都是科學(xué)大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理的結(jié)果。第二，都經(jīng)歷了一個產(chǎn)生、發(fā)展、完善的過程。說明：社會意識是一定的社會存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個曲折的過程。l 教方法圖示法理解物理學(xué)的發(fā)展當(dāng)堂檢測

13、 鞏固應(yīng)用反饋1.牛頓力學(xué)體系的誕生創(chuàng)造了一個新的時代。牛頓說：“假如我看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募绨蛏??！睘榕ｎD經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)的科學(xué)家是()A.伽利略B.愛因斯坦C.愛迪生D.瓦特解析伽利略為牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)，其他三個科學(xué)家都生活在牛頓之后。答案A2.隨著美國蘋果公司CEO史蒂夫喬布斯的離世，一句網(wǎng)絡(luò)帖子迅速走紅：“上帝有三個蘋果，一個誘惑了夏娃，一個砸醒了牛頓，一個被喬布斯咬了一口”牛頓的偉大貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了()A.經(jīng)典力學(xué) B.進(jìn)化論C.量子力學(xué) D.相對論解析牛頓的偉大貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)。B、C、D三項(xiàng)非牛頓創(chuàng)立。答案A3.根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會大

14、會投票5號決議，冥王星被排除在行星行列之外，正式從九大行星中除名，而將其列入“矮行星”。冥王星的發(fā)現(xiàn)當(dāng)時是根據(jù)()A.哥白尼日心說的推算B.牛頓力學(xué)的推算C.法拉第定律的推算D.愛因斯坦的相對論解析根據(jù)牛頓天體力學(xué)，1930年2月18日美國天文學(xué)家湯博發(fā)現(xiàn)了太陽系第九大行星冥王星。冥王星的出現(xiàn)引起了人們的歡呼，被認(rèn)為是牛頓力學(xué)的偉大成果。答案B4.經(jīng)典物理學(xué)所面臨的危機(jī)，終于在20世紀(jì)初被物理學(xué)發(fā)展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類()A.擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系B.放棄了經(jīng)典物理學(xué)的思想方法和科學(xué)理論C.否定了此前物理學(xué)取得的一系列成果D.轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和社交方

15、式解析注意時間“20世紀(jì)初”，這兩場革命分別是愛因斯坦的相對論和普朗克的量子理論，分別使人們對宏觀和微觀世界的認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步。答案A5.“在科學(xué)上，沒有哪個理論能夠得到完全的證明，當(dāng)它出現(xiàn)時，總是有待進(jìn)一步檢驗(yàn)和審視。正是這一不斷自我糾錯與完善的特性，使科學(xué)成為人類理解自然機(jī)制最為嚴(yán)謹(jǐn)最為有效的手段?！毕铝惺穼?shí)符合該論述的是()從亞里士多德學(xué)說到自由落體定律從經(jīng)典力學(xué)到相對論從萬有引力定律到電磁感應(yīng)理論從量子理論到光電效應(yīng)的成功解釋A. B. C. D.解析自由落體定律是對亞里士多德學(xué)說的否定，相對論是對經(jīng)典力學(xué)的完善，光電效應(yīng)的成功解釋是對量子理論的完善。不符合題意。答案B6.閱讀下列

16、材料：材料一19世紀(jì)末，正當(dāng)物理學(xué)家在慶賀“物理學(xué)大廈”落成之際，科學(xué)實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的事實(shí)。首先是世紀(jì)之交物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：電子、X射線和放射性現(xiàn)象。其次是經(jīng)典物理學(xué)的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結(jié)果”和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”。材料二20世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)表了具有劃時代意義的論文，為物理學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。為紀(jì)念這一奇跡100周年，2004年6月10日，聯(lián)合國大會召開第58次會議鼓掌通過了2005年為“國際物理年”的決議。請回答：(1)材料一中的“物理學(xué)大廈”落成指的是什么？它是在怎樣的背景下落成的？解析本題主要考查了19世紀(jì)末20世紀(jì)初經(jīng)典物理學(xué)向

17、現(xiàn)代物理學(xué)過渡的背景、內(nèi)容及意義。結(jié)合材料和課本相關(guān)知識回答即可。答案經(jīng)典物理學(xué)。背景：資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；人文主義的興起和發(fā)展極大地解放了人們的思想；自然科學(xué)從神學(xué)的束縛中解脫出來。(2)20世紀(jì)初，物理學(xué)理論有什么新發(fā)展？其發(fā)展的原因是什么？答案由經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展到相對論。原因：科技革命的推動；經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)；科學(xué)理論有了重大突破。(3)物理學(xué)理論的新發(fā)展在當(dāng)時有什么意義？答案相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命，在很大程度上解決了19世紀(jì)末出現(xiàn)的經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，極大地擴(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域。同時，相對論也打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對化的思維，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。教材問題解答 答

18、疑釋惑應(yīng)用學(xué)思之窗提示牛頓確立了萬有引力定律和物體運(yùn)動三大定律，之后光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動了物理學(xué)的發(fā)展。牛頓力學(xué)研究的是宏觀世界。愛因斯坦打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，于1905年提出了狹義相對論和光速不變原理，1916年愛因斯坦的廣義相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)。將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。探究學(xué)習(xí)總結(jié)一、本課測評提示(1)量子論和相對論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的缺點(diǎn)，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。(2)量子論和相對論的創(chuàng)立使人們的認(rèn)識深入到新的層次和領(lǐng)域，特別是發(fā)現(xiàn)了微觀物質(zhì)的運(yùn)動規(guī)律，為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提供了重要的理論基礎(chǔ)。(3)它們的提出，不僅推動了物理學(xué)自身的進(jìn)步，而且開闊了人們的視野，改變了人類認(rèn)識世界的角度和方式，在人類思想史上占有極其重要的地位。二、學(xué)習(xí)延伸提示二戰(zhàn)期間，德國法西斯與美國競相發(fā)展核武器，1945年，美國在日本投放原子彈，蘇聯(lián)也在1949年試驗(yàn)成功原子彈，1957年蘇聯(lián)建成核電站，1964年中國制造出了原子彈。核能的研究，一方面使人類處在核戰(zhàn)爭的陰影之下，另一方面，核能的和平開發(fā)與利用，又給人們帶來了生活的便利。