(全國(guó)通用版)2018-2019高中歷史 第四單元 近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程 第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展學(xué)案 新人教版必修3.doc
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第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展 學(xué)習(xí)目標(biāo):1.概述伽利略、牛頓對(duì)經(jīng)典力學(xué)作出的貢獻(xiàn),理解近代科學(xué)的特點(diǎn)。(重點(diǎn)) 2.簡(jiǎn)述相對(duì)論和量子論的內(nèi)容,認(rèn)識(shí)其意義。(重點(diǎn)) 3.比較經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論,認(rèn)識(shí)其區(qū)別與聯(lián)系。(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 一、經(jīng)典力學(xué) 1.背景:文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)不僅解放了人們的思想,也對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響。 2.歷程 3.意義 (1)這一體系對(duì)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)了海王星等。 [誤區(qū)警示] 近代科學(xué)形成的標(biāo)志 伽利略發(fā)現(xiàn)的自由落體定律不是近代科學(xué)形成的標(biāo)志。伽利略發(fā)現(xiàn)的自由落體定律等物理學(xué)定律,開創(chuàng)了近代科學(xué),為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)志。 二、相對(duì)論的創(chuàng)立 1.背景:19世紀(jì),隨著物理學(xué)研究的進(jìn)展,經(jīng)典力學(xué)面臨挑戰(zhàn)。 2.創(chuàng)立:20世紀(jì)初,德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦提出了相對(duì)論。 3.內(nèi)容 (1)狹義相對(duì)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)速度的變化而變化。 (2)廣義相對(duì)論:空間和時(shí)間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況,也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。 4.意義 (1)相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。 (2)它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀,深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。 (3)它發(fā)展了牛頓力學(xué),將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中,推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 [深度點(diǎn)撥] 正確認(rèn)識(shí)相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 愛因斯坦的相對(duì)論是對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)的概括,而不是否定。愛因斯坦的相對(duì)論只是否定了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀,并沒有否定整個(gè)牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。 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,人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。 (2)微觀的粒子運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。 2.誕生:1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說,宣告了量子論的誕生。 3.發(fā)展 (1)愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了光電效應(yīng)。 (2)丹麥物理學(xué)家玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論。 (3)20世紀(jì)30年代,量子力學(xué)建立起來。 4.意義 (1)量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步,成為20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。 (2)它與相對(duì)論一起,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(shí)宏觀世界和微觀世界方面的不足。 (3)它與相對(duì)論的提出,不僅推動(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(shí)世界的角度和方式。 [輕巧識(shí)記] 圖示法理解物理學(xué)的發(fā)展 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 知識(shí)精要 1.牛頓創(chuàng)建了萬有引力定律和力學(xué)三定律,建立了經(jīng)典力學(xué),改變了自古代中世紀(jì)以來人們的認(rèn)識(shí)論和方法論。 2.19世紀(jì)末20世紀(jì)初,普朗克提出了量子假說,愛因斯坦提出了相對(duì)論,改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式,標(biāo)志著人類邁入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)時(shí)代。 3.量子論和相對(duì)論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。 [合 作 探 究攻 重 難] 經(jīng)典力學(xué) [史料實(shí)證] 史料 牛頓的物理學(xué)分析方法現(xiàn)今開始不僅被應(yīng)用于物質(zhì)世界,而且被應(yīng)用于思想知識(shí)的整個(gè)領(lǐng)域及人類社會(huì)。正如伏爾泰(法國(guó)著名的啟蒙思想家)所說的:“整個(gè)自然界、所有行星竟會(huì)服從永恒的法則……這是非常奇異的。”尋找決定人類事物的這些永恒法則,是法國(guó)革命之前的所謂的啟蒙運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)。 ——[美]斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 [教你讀史] 史料關(guān)鍵句是第一句,說明了牛頓物理學(xué)分析方法對(duì)物質(zhì)世界和人類社會(huì)兩個(gè)層面的影響。 [史料應(yīng)用] 伏爾泰所說的“永恒的法則”指的是什么?根據(jù)史料并結(jié)合所學(xué)知識(shí),分析牛頓經(jīng)典力學(xué)對(duì)啟蒙運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響。 【提示】 “永恒的法則”:牛頓的萬有引力定律。影響:受自然界存在著“規(guī)律和法則”的啟發(fā),啟蒙思想家開始了對(duì)人類社會(huì)發(fā)展規(guī)律的探究;牛頓經(jīng)典力學(xué)為啟蒙思想家探求人類社會(huì)的法則提供了科學(xué)理論依據(jù)。 經(jīng)典力學(xué)的特征和意義 (1)特征 ①注重實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯關(guān)系,并由此得出重要的結(jié)論。 ②數(shù)學(xué)化。這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。 ③研究人們?nèi)粘I钪幸子诶斫獾暮暧^世界。后來科學(xué)發(fā)現(xiàn)所揭示的是人們沒有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象,表明人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)在不斷深入。 (2)意義 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(shí)自然的歷史上對(duì)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)和熱學(xué)引發(fā)了第一次技術(shù)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(guó)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),促進(jìn)了人類思想的解放。 量子論和相對(duì)論的地位及影響 [史料實(shí)證] 史料一 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(duì)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 史料二 20世紀(jì)初,相對(duì)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(duì)其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對(duì)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(jiǎn)史》 [教你讀史] (1)抓住史料一中心句“對(duì)宇宙萬物有了更深入的了解以后”來分析愛因斯坦的理論及其與牛頓力學(xué)的關(guān)系。 (2)史料二以句號(hào)為界,從兩個(gè)層面分析了相對(duì)論和量子論出現(xiàn)的影響。 [史料應(yīng)用] (1)史料一中愛因斯坦以什么理論“推翻”了牛頓的理論?它是對(duì)牛頓力學(xué)的完全否定嗎? (2)史料二為什么說這兩大支柱的形成使“人類對(duì)自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個(gè)新的高度”? 【提示】 (1)相對(duì)論。相對(duì)論只是否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀,它發(fā)展了牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。 (2)相對(duì)論和量子論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)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(shí)世界的角度和方式。 量子論和相對(duì)論的地位及影響 1.地位 量子論和相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。 2.影響 (1)量子論是研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。量子論對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響,帶來了許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新,使人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步。 (2)相對(duì)論指出了時(shí)間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對(duì)不變的,而是隨著物體的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化,打破了傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀;相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué),將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中,推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度;相對(duì)論打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維,為人們提供了辯證地看待世界的途徑。 (3)量子論和相對(duì)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,對(duì)物理學(xué)本身,對(duì)自然科學(xué),對(duì)整個(gè)人類生活與思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 量子理論和相對(duì)論的異同 1.不同點(diǎn):相對(duì)論描繪的是一個(gè)嶄新的宏觀宇宙世界,量子理論描繪的是微觀粒子世界。 2.相同點(diǎn) (1)從背景上看:19世紀(jì)末,物理學(xué)得到了發(fā)展,一系列新發(fā)現(xiàn)無法用經(jīng)典物理學(xué)解釋,經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)。 (2)從產(chǎn)生的過程看:都是敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,追求真理的結(jié)果,都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展和完善的過程。 (3)從產(chǎn)生的主觀因素看:都和愛因斯坦有關(guān),愛因斯坦把普朗克的量子理論推廣到光學(xué)中,成功解釋了光電效應(yīng);狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論都是愛因斯坦提出的。 (4)從影響來看 ①量子理論和相對(duì)論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ),彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足。 ②都大大開闊了人們的視野,改變了人們看世界的角度和方式。 ③它們不僅對(duì)物理學(xué)本身,對(duì)自然科學(xué),而且對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1.17世紀(jì),人們通過物理實(shí)驗(yàn)證明“物體越重,下落越快”的古典物理學(xué)定律是錯(cuò)誤的。對(duì)此做出最大貢獻(xiàn)的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):12322117】 A.亞里士多德 B.牛頓 C.蘇格拉底 D.伽利略 D [伽利略在力學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行過著名的比薩斜塔重物自由下落實(shí)驗(yàn),推翻了亞里士多德關(guān)于“物體落下的速度與重量成正比例”的學(xué)說(兩個(gè)鐵球同時(shí)落地),建立了自由落體定律,故選D項(xiàng)。] 2.文藝復(fù)興后,近代自然科學(xué)迅速發(fā)展,產(chǎn)生了一批卓著的科學(xué)成果。下列成就屬于牛頓的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):12322118】 A.自由落體定律 B.萬有引力定律 C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D.能量守恒定律 B [牛頓的成就是創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué),經(jīng)典力學(xué)包含牛頓三定律和萬有引力定律,故選B項(xiàng)。] 3.有一位科學(xué)家,他不僅彌補(bǔ)了牛頓經(jīng)典力學(xué)的不足,還把物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律引入微觀世界,并為現(xiàn)代原子能科學(xué)奠定了基礎(chǔ),他的最突出的貢獻(xiàn)是( ) A.進(jìn)化論 B.相對(duì)論 C.電磁感應(yīng) D.自由落體定律 B [從題干材料“彌補(bǔ)了牛頓經(jīng)典力學(xué)的不足”“把物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律引入微觀世界”“為現(xiàn)代原子能科學(xué)奠定了基礎(chǔ)”可知,這位科學(xué)家是愛因斯坦,愛因斯坦的成就是創(chuàng)立了相對(duì)論,故選B項(xiàng)。] 4.愛因斯坦說自己是站在牛頓的肩上取得了科學(xué)成就。下列關(guān)于牛頓經(jīng)典力學(xué)與愛因斯坦相對(duì)論關(guān)系的說法不正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):12322119】 A.牛頓力學(xué)是相對(duì)論在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例 B.相對(duì)論出現(xiàn)后,牛頓力學(xué)體系失去了其存在的價(jià)值 C.相對(duì)論否定了牛頓力學(xué)體系的絕對(duì)時(shí)空觀 D.相對(duì)論繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)體系 B [愛因斯坦繼承和發(fā)展了牛頓的力學(xué)原理,進(jìn)一步揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。相對(duì)論否定的是牛頓力學(xué)體系的絕對(duì)時(shí)空觀,但沒有完全否定牛頓力學(xué)體系,B項(xiàng)錯(cuò)誤,符合題意。] 5.量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性進(jìn)步,成為20世紀(jì)重要科學(xué)理論,提出量子論假說的是( ) A.牛頓 B.普朗克 C.愛因斯坦 D.玻爾 B [1900年,為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn),德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說。量子論的誕生彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在微觀世界方面的不足。] 6.下列科學(xué)家與其科學(xué)成就的對(duì)應(yīng)關(guān)系中,不正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):12322120】 A.伽利略——物理學(xué)的真正開端 B.牛頓——其經(jīng)典力學(xué)標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)的形成 C.愛因斯坦——物理學(xué)思想的一次重大革命 D.普朗克——量子論誕生,人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí),從宏觀世界深入微觀世界 B [牛頓的經(jīng)典力學(xué)標(biāo)志著近代科學(xué)的形成,故選B項(xiàng)。A、C、D三項(xiàng)對(duì)應(yīng)關(guān)系都正確。] 7.閱讀下列材料,回答問題。 材料一 牛頓(1642~1727年),畢業(yè)于劍橋大學(xué),后任該校教授,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、會(huì)長(zhǎng)。牛頓除了在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)外,還是微積分的發(fā)明人之一;同時(shí)他發(fā)現(xiàn)了太陽光的光譜,發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡等。 材料二 愛因斯坦(1879~1955年),德國(guó)物理學(xué)家。1905年獲哲學(xué)博士學(xué)位。曾在多所大學(xué)任教授,并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。1921年,他因在光電效應(yīng)上的貢獻(xiàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1933年,因受納粹政權(quán)迫害,遷居美國(guó)。1940年入美國(guó)籍。 (1)材料一中牛頓在物理學(xué)方面的突出貢獻(xiàn)是什么?這一成就有什么特點(diǎn)? (2)材料二中愛因斯坦在物理學(xué)方面的突出貢獻(xiàn)是什么?有什么意義? [答案] (1)貢獻(xiàn):創(chuàng)建經(jīng)典力學(xué)體系,標(biāo)志近代科學(xué)的形成。特點(diǎn):一是注重實(shí)驗(yàn),二是數(shù)學(xué)化。 (2)貢獻(xiàn):提出相對(duì)論、光量子論。意義:揭示時(shí)空的本質(zhì)屬性,是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命;利用量子理論成功解釋光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì),推動(dòng)量子論的發(fā)展。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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