2017_2018学年高中历史专题7近代以来科学技术的辉煌1近代物理学的奠基人和革命者教案.docx

一近代物理学的奠基人和革命者学习目标：1.了解经典力学的主要内容。2.认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。3.了解相对论、量子论的主要内容并认识其意义。1.重点：了解经典力学的主要内容，掌握相对论、量子论的主要内容；了解人类认识发展的过程。2.难点：认识物理学理论创新的思想源泉和方法。教材整理1认识史上的飞跃1时代背景(1)中世纪，亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。(2)近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。2经典力学的奠基者伽利略创立自由落体定律，从而推翻了亚里士多德的学说。3经典力学的建立者牛顿(1)牛顿力学体系惯性定律和加速度定律。作用力和反作用力定律；万有引力定律。(2)建立标志：1687年，牛顿撰写的自然哲学的数学原理出版，标志着牛顿力学体系的建立。4影响(1)牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。(2)它的确立使力学和天文学在理论上达到相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。(3)万有引力定律准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。(4)使声学、光学、电磁学和热学有了进一步发展。课中思考阅读教材P121“学习思考”：牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃？【提示】牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，使科学摆脱了神学的束缚而不断发展，特别是海王星的发现，表明了牛顿力学体系具有惊人的科学预见力和巨大的理论指导意义。教材整理2驱走乌云的太阳1背景(1)19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成了完整的理论体系。(2)19世纪末，黑体辐射问题成为物理学界重大研究课题。2发展过程奥地利斯蒂芬1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系德国普朗克提出量子论德国爱因斯坦1905年利用量子理论成功地解释了光电效应，得出了光具有波粒二象性的结论法国德布罗意1923年提出物质波理论，将量子论发展到一个新的高度奥地利、德国的物理学家数年后建立了量子力学3.意义(1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。(2)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。教材整理3爱因斯坦的“时空”1狭义相对论(1)创立：1905年论动体的电动力学的发表，标志着狭义相对论的建立。(2)内容：时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。(3)评价狭义相对论并非全盘否定牛顿力学。它反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。2广义相对论(1)创立：1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。(2)内容物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。空间弯曲的程度体现为引力场强度，空间、时间不是独立的实在，它们是物质存在的形式。(3)意义：第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。3影响(1)是对近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新的时空观、运动观和物质观。(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。(3)相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。课中思考阅读教材P123“学习思考”：你认为这种说法正确吗？请结合你了解的知识，谈谈自己的看法。【提示】这种说法是正确的。19世纪，在牛顿力学体系的基础上，声学、光学、电磁学和热学等新兴学科取得了长足的进步，将人类对自然界的认识推进到前所未有的高度，经典物理学达到了顶峰。但是在19世纪末，物理学的一系列新发现，无法用经典物理学来解释，然而相对论和量子理论的提出，使人类的认知领域又进一步拓宽，发展到研究宏观的宇宙世界和微观的粒子世界。人类的认识从已知的事物发展到更高层次的事物，但是宇宙未知的事物是无限的，因此我们永远不能认识宇宙的全部。知识网络史论要旨1.伽利略通过实验，发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学体系的创立和发展奠定了基础。2.牛顿自然哲学的数学原理的发表，标志着经典力学体系的初步建立，经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。3.20世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出了相对论，改变了人们认识世界的角度和方式，标志着人类迈入现代科学技术时代。量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基础。探究点量子论和相对论史 料解 读史料一(英国)皇家学会会长汤姆逊致辞说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就。”1921年爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，但相对论始终没有获诺贝尔奖。吴国盛科学的历程注意相对论的两个评价，一是“最伟大”，二是“始终没有获诺贝尔奖”。史料二能量子钻进物体的表面层把它的全部能量给予了单个电子一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。爱因斯坦文集关键词：“能量”“电子”；同时注意史料的出处。【史料应用】(1)根据史料一指出，为什么说相对论是“最伟大的成就之一”？“相对论始终没有获诺贝尔奖”说明了什么问题？【提示】原因：相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性，提出了全新的时空观、运动观和物质观；发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，将物理学发展到一个新的高度。问题：相对论超出了人们的日常思维、经验和感受，很难被人们理解和接受。(2)根据史料二指出，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么？他在这一方面有何贡献？【提示】理论基础：普朗克于1900年提出量子假说，量子论宣告诞生。贡献：用量子理论成功解释了光电效应。【史论拓展】量子论和相对论是现代物理学的两大支柱(1)量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础。经典物理学所适用的主要是我们日常生活中常见的物理现象，但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就存在局限性。(2)量子理论的形成标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子理论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。(3)相对论的提出否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，推动物理学发展到一个新的高度。(4)量子理论和相对论弥补了经典物理学的局限，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。法新社斯德哥尔摩1918年12月10日电：“由于他对能的性质所做的革命性发现，今天被授予诺贝尔物理奖。”这里的“革命性发现”指的是()A万有引力定律B经典力学体系C相对论D量子理论【解题模板】抓关键题干中“1918年”是解题的关键信息。排易误A、B两项是在1687年提出，C项在20世纪初提出。验结论根据题干时间“1918年”分析，此时正值量子理论提出。【答案】D1英国科学家怀特海说：“近代力学体系的全部发展过程从伽利略开始跨出了第一步。”伽利略“跨出了第一步”是指() 【导学号：67700134】A利用数学方法描述宇宙B认为物体因外力而运动C正式创立自由落体定律D注重定量实验研究方法【解析】伽利略认为如果运动的物体不受阻碍，它将速度不变地持续运动下去，从而创立了自由落体定律，故C项符合题意；A、D两项均与牛顿相关，B项是亚里士多德的学说。【答案】C2(他的研究成果)为日心说提供了有力的理论支持，使得自然科学的研究最终挣脱了宗教的枷锁，标志着近代科学的形成。这位科学家是() 【导学号：67700135】A伽利略B牛顿C达尔文D爱因斯坦【解析】解答本题关键信息：“日心说”“标志着近代科学的形成”，联系牛顿经典力学产生的意义可知B项符合题意。【答案】B3经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。这两场革命使人类()A拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系B放弃了经典物理学的思想方法和科学理论C否定了此前物理学取得的一系列成果D转变了人们的思维方式和社交方式【解析】这两场革命分别是爱因斯坦的相对论和普朗克的量子理论，分别使人们对宏观和微观世界的认识有了革命性的进步。【答案】A4诺贝尔奖得主杨振宁教授在中山大学演讲时说，上世纪初是物理学“遍地黄金”的年代，爱因