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1、高中歷史高中歷史必修必修3人教版人教版第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程程第第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展課物理學(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。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(dòng)狀態(tài)的原因，只是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng) 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)。實(shí)驗(yàn)事實(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)2建立(

2、 1 ) 標(biāo) 志 ： 1 6 8 7 年 ， 牛 頓 出 版 了 一書。(2)內(nèi)容：物體運(yùn)動(dòng) 和 等。(3)特征：以 為基礎(chǔ)。以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。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。自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理三大定律三大定律萬有引力定律萬有引力定律實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)海王星海王星 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)

3、初的德國物理學(xué)家 提出了相對論。經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)愛因斯坦愛因斯坦3內(nèi)容(1)狹義相對論：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng) 的變化而變化，即會(huì)發(fā)生 和鐘慢效應(yīng)。(2)廣義相對論：空間和時(shí)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)。速度速度尺縮效應(yīng)尺縮效應(yīng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分布分布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(shí)空觀，深刻地揭示了時(shí)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(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。物理學(xué)物理學(xué)經(jīng)典力學(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

4、的相對論只否定了牛頓的絕對時(shí)空觀，沒有否定整個(gè)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(gè)特例。牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所提出的概念，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(shí)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(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。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。微觀的粒子微觀的粒子1900量子量子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

5、關(guān)原子的量子理論。(3)20世紀(jì)30年代， 建立起來。光電效應(yīng)光電效應(yīng)玻爾玻爾量子力學(xué)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，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(dòng)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 。微觀世界微觀世界相對論相對論角度和方式角度和方式 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。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

6、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(shí)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(huì)進(jìn)入蒸汽時(shí)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)

7、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(dòng)了思想解放。(2)資本主義發(fā)展是科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，科技發(fā)展又推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。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

8、，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)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。提示發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，確定勻速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)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(shí)創(chuàng)立的，其內(nèi)容有哪些？提示牛頓力學(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(dòng)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

9、點(diǎn)？提示以實(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？提示經(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)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。形象理解萬有引力定律蘋果落地，牛頓思考它的原因蘋果落地，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)牛頓從蘋果落地這一日?，F(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。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

10、。(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(shí)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(shí)空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)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(shí)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(dòng)的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體

11、高速運(yùn)動(dòng)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(dòng)了近現(xiàn)代自然科學(xué)的發(fā)展。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(gè)時(shí)代一個(gè)人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰。但是，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(huì)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(gè)新的高度。世界文化簡史(1)材料一中愛因斯坦以什么理論材料一中愛因斯坦以什么理論“推翻推翻”了牛頓的理論？這了牛頓的理論？這一

12、理論的內(nèi)容是什么？是對牛頓力學(xué)的完全否定嗎？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(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，即會(huì)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(shí)空觀，它發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)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(gè)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(shí)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(gè)產(chǎn)生、發(fā)展、完善的過程。說明：社會(huì)意識是一定的社會(huì)存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過程。圖示法理解物理學(xué)的發(fā)展