高中历史 专题七 近代以来科学技术的辉煌 一 近代物理学的奠基人和革命者教案 人民版必修3.doc

近代物理学的奠基人和革命者【课程标准】了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 知道量子论、相对论的主要内容，认识其意义。【考试要求】1、经典力学伽利略、牛顿对经典力学建立所做的贡献；经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位；2、相对论与量子论量子论的诞生与发展；爱因斯坦的相对论；【知识梳理】一、经典力学的建立一、经典力学的建立1、时代背景：（1）17世纪英国资本主义经济的迅速发展，为经典力学的建立提供良好的经济基础。（2）文艺复兴和宗教改革的影响，自然科学从神学的禁锢中解放出来。2、建立过程（1）奠基伽利略贡献：发现 定律，为经典力学的建立奠定了基础。 创立了科学试验和数学相结合的科学的研究方法，标志着物理学的真正开端，被誉为“近代科学之父”。 （2）正式建立牛顿（1）标志：1687年牛顿发表 一书，书中总结了他的力学体系以及在数学、天文学方面的研究成果，该书的发表标志着牛顿力学体系的建立。（2）主要内容：运动三大定律和 定律。牛顿运动三定律包括惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律，成为整个近代物理学的重要支柱。（3）特征：以 为基础，以 为表达形式。3、意义：（1）认识上的飞跃：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统的、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，是人类对自然界认识史上的一个飞跃，使科学摆脱了神学的束缚，极大地推动了物理学的发展，标志着 的创立。（2）实践的验证：根据 定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。二、现代物理学的革命量子论和相对论1、背景：19世纪科学得到迅速发展，物理学的新发现（电子和放射性），无法用经典力学来解释物体的高速运动和微观粒子的运动（经典力学建立在日常生活中常见的低速运动的物体之上，时间和空间是绝对不变的），19世纪末经典物理学面临危机。2、量子论的诞生和发展：（1）诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，认为物体在发射辐射和吸收辐射时，以一定数值的整数倍进行能量交换。辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。同年，他在 阐述了这一思想，标志着量子论的诞生。（2）发展：爱因斯坦利用量子理论成功解释了 ，得出光具有波粒二象性的结论。 1923年，德布罗意提出物质波理论。 20世纪30年代，量子力学建立起来。（3）意义：量子论深刻地揭示了微观粒子的特殊运动规律，有力地冲击了经典力学体系，使人类对客观规律的认识由宏观世界深入到微观世界，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。 量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。3、爱因斯坦创立相对论：（1）内容：1905年提出了狭义相对论，狭义相对论认为：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，时间和空间也会随着物质运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律。是对牛顿力学的 。1916年又提出广义相对论，广义相对论指出：物质存在的现实空间是不平坦的，而是弯曲的，空间的结构和性质取决于物质的分布，空间弯曲的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。进一步深化对时间空间和引力现象的认识。（2）意义：相对论的建立，物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学绝对的时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示 的本质属性；相对论在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学危机，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域；它打破了经典物理学绝对化的思维模式，揭示了全新的时空观、运动观和物质观，为人们提供了辩证看待世界的途径，对整个自然科学和哲学都产生了极其深刻的影响，同量子理论一起，构成了现代物理学的基本框架。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。【难点探究】牛顿经典力学与相对论的关系：（1）牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本规律，是整个力学的基础，但这些定律有一个不容忽视的前提，即物体在低速运动情况下。（2）爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，提出时空不是绝对不变的，而是随着物体运动而变化，物体的质量也随着物体运动速度的变化而变化，提出了质能转化原理，这加深了人们对物质和运动的认识，对自然科学和哲学都产生了深远的影响。（3）相对论没有否定牛顿力学，而是发展了牛顿力学，把其概括在相对论力学之中，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。【典例透析】1、大国崛起解说词：“三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么会往低处流？太阳为什么会升起落下？这些今天看来简单至极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的”。而破解这些问题的是 aisaac newton bjhon dalton cmichael faraday dalbert einstein2、电视连续剧天仙配有这样的情节：唐朝张百胜得道升天，而后他的年龄基本上是恒定的，七仙女亦然，永葆青春。假如此情境成立，其科学依据最有可能的是 a相对论 b量子论 c转基因理论 d进化论3、“科学理论的发展往往并不意味着新理论摧毁旧理论，而是限制和缩小旧理论的作用范围，把旧理论作为新理论的某种特例包含在其中。”下列最能说明此观点的是 a神创论与进化论 b经典力学与相对论 c经典力学与量子论 d相对论与量子论【全真体验】一、选择题1一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是a伽利略 b牛顿 c爱因斯坦 d普朗克2“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话的科学家是a牛顿 b波义耳进 c拉瓦锡 d哥白尼3“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要是由下列哪一问题引起的？ a研究热辐射 b揭示时空本质属性 c解释光电效应 d预测未知行星方位4图9是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。据此判断下列标题中最适合于这份海报的是a“超越时空的梦想” b“探索与发现：海王星” c“普朗克的假说与验证” d“比萨斜塔亚里士多德力学学说的终结”5有物理学家说：“19世纪物理学大厦已经全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这所大厦。”这所“大厦”的奠基者是a哥白尼 b伽利略 c牛顿 d法拉第6下列科学家与其科学成就的对应关系中，不正确的是a伽利略物理学的真正开端b牛顿其经典力学标志着现代科学的形成c爱因斯坦物理学思想的一次重大革命d普朗克量子论诞生，人类对客观规律的认识，从宏观世界深入到微观世界7近代科学的两大基本特征是注重实验使用数学进行表达依靠观察依靠经验a b c d8匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现a推动了天文学的发展b使人类彻底摆脱了神学的影响c促进了人类的思想解放d使人类开始关注现实世界9伽利略、牛顿、普朗克和爱因斯坦是近现代物理学发展史上的代表性人物，下列关于他们说法不正确的是a伽利略发现自由落体定律，奠定经典力学体系的基础 b牛顿创立了经典力学体系 c普朗克创立量子论，解决了宏观世界的物体运动问题 d爱因斯坦的相对论打破了牛顿经典力学的绝对时空观 102005年是著名的“相对论”诞辰100周年，同时恰逢该理论提出者阿尔伯特爱因斯坦逝世50周年，因此今年被定为“爱因斯坦年”。德国政府19日在柏林宣布启动“爱因斯坦年”庆祝活动，德国全国也因此掀起一场“爱因斯坦热”。爱因斯坦“相对论”是物理学思想的一场重大革命，主要原因是a修正了能量、质量相互转化的理论b借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说c揭示了时间空间并非绝对不变的属性d否定了牛顿的力学原理11有一次，爱因斯坦与卓别林出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林笑着说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”此语意指 a绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦 b伟大的科学家不如知名艺术家 c理论物理与人们日常生活很远 d相对论有悖于人们的日常生活12下列有关爱因斯坦相对论力学与牛顿力学关系的表述比较准确的是a前者否定了后者b前者概括了后者，是对后者的继承和发展c前者解释了后者d前者融化了后者13普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界观上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是a日心说 b相对论 c量子假说 d万有引力定律1419世纪，西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是a牛顿 b达尔文 c爱因斯坦 d伽利略15爱因斯坦对19世纪末20世纪初诞生的某物理学理论评价说：“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”材料中的“这一发现”a说明了物体空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化b说明了空间和时间的性质取决于物质的运动和本身的分布状态c与物理学界长期信奉的“自然界无跳跃”的原则是一致的d开阔了人们的眼界并改变了人们认识世界的角度和方式二、非选择题16阅读下列材料：材料一 牛顿的原理公认是科学史上的最伟大的著作。在对当代和后代思想的影响上，无疑没有什么别的杰作可以同原理相媲美。二百多年来，它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础无怪乎牛顿力学的非凡成功甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者也留下了极其深刻的印象，以致他们试图在解决各种问题时以力学或准力学为楷模。 摘自十六、十七世纪科学、技术和哲学史材料二 启蒙思想家们在牛顿革命的启发、激励下进行了种种思考。伏尔泰