浙江地区2018-2019学年人教版必修3--4-11物理学的重大进展-课件(27张)

1、课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究第第11课物理学的重大进展课物理学的重大进展课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究导学目标导学目标课程标准课程标准重点难点重点难点1.了解经典力学的主要内了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。学理论发展中的历史地位。2知道相对论、量子论的知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。主要内容，认识其意义。1.掌握经典力学、相对论和量掌握经典力学、相对论和量子论的主要内容，认识其在近子论的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史代自然科学理

2、论发展中的历史地位。地位。(重点重点)2理解经典力学与相对论及量理解经典力学与相对论及量子论之间的关系。子论之间的关系。(难点难点)课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究要点一经典力学要点一经典力学1背景背景： 运运动解放了人们的思想，推动了自然科动解放了人们的思想，推动了自然科学研究的发展。学研究的发展。2奠基奠基(1)人人物：物： 是经典力学的重要奠基者。是经典力学的重要奠基者。(2)成就成就将将 与数学相结合，进行科学研究。与数学相结合，进行科学研究。发现了发现了 ，开创了以实验事实为根据并具，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。有严密逻辑体系的近代科学。文艺复

3、兴文艺复兴伽利略伽利略科学实验科学实验自由落体定律自由落体定律课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究3建立建立(1)人人物：英国科学家物：英国科学家 。(2)标志：标志：1687年，牛顿出版了年，牛顿出版了 ，提，提出了物体运动三大定律和出了物体运动三大定律和 等。等。(3)特点：以特点：以 为基础，以为基础，以 为表达形式。为表达形式。(4)意义意义对解释和预见物理现象具有决定性意义。对解释和预见物理现象具有决定性意义。根据根据 ，人们发现了海王星等。，人们发现了海王星等。牛顿牛顿自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理万有引力定律万有引力定律实验实验数学数学万有引力定律万有引力定律课

4、前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究要点二相对论的创立要点二相对论的创立1背景背景：19世世纪，随着物理学研究的进展，纪，随着物理学研究的进展， 无法解释无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。2创立创立：20世世纪初的德国物理学家纪初的德国物理学家 提出了相对论。提出了相对论。3内容内容(1)狭狭义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度增大义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动 的变化而的变化而变化，即会发生变化，即会发生 和钟慢效应。和钟慢效应。(

5、2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的 情情况，也取决于物质本身的况，也取决于物质本身的 状态。状态。经典力学经典力学爱因斯坦爱因斯坦速度速度尺缩效应尺缩效应运动运动分布分布课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究4意义意义(1)相相对论的提出是对论的提出是 领域的一次重大革命。领域的一次重大革命。(2)否定了否定了 的绝对时空观，深刻地揭示了时间和的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。空间的本质属性。(3)它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的

6、高度。推动物理学发展到一个新的高度。物理学物理学经典力学经典力学课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究要点三量子论的诞生与发展要点三量子论的诞生与发展1背景背景(1)19世世纪末纪末20世纪初，电子和放射线的发现，人们对物世纪初，电子和放射线的发现，人们对物质的认识深入到了原子内部。质的认识深入到了原子内部。(2)大量的实验表明，大量的实验表明， 运动不能用经典力学的运动不能用经典力学的理论来说明。理论来说明。2诞生诞生： 年年，德国物理学家普朗克提出了量子假说，德国物理学家普朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位 来

7、来实现的。实现的。微观的粒子微观的粒子1900量子量子课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究3发展发展(1)爱爱因斯坦利用量子理论成功地解释了因斯坦利用量子理论成功地解释了 。(2)丹麦物理学家丹麦物理学家 提出了有关原子的量子理论。提出了有关原子的量子理论。(3)20世纪世纪30年代，年代， 建立起来。建立起来。4意义意义(1)使使人类对人类对 的基本认识取得革命性的进步。的基本认识取得革命性的进步。(2)与与 一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。(3)推动了

8、物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的改变了人们认识世界的 。光电效应光电效应玻尔玻尔量子力学量子力学微观世界微观世界相对论相对论角度和方式角度和方式课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究 助学助记助学助记误区警示误区警示 近代科学形成的标志近代科学形成的标志伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志着物理学的真正开端；牛顿力学体系的建立标志着近代科学着物理学的真正开端；牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成，是经典物理学的基础。的形成，是经典物理学的基础

9、。巧学妙记巧学妙记 经典力学经典力学课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究 图解历史图解历史 量子理论的诞生与发展量子理论的诞生与发展课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究思维升华思维升华 相对论和量子理论相对论和量子理论(1)相对论和量子理论一起构成了现代物理学的基本理论框架。相对论和量子理论一起构成了现代物理学的基本理论框架。物理学的发展说明了物质运动的研究是从低级到高级、从简物理学的发展说明了物质运动的研究是从低级到高级、从简单到复杂的过程。单到复杂的过程。(2)量子论和相对论弥补了经典物理学的缺点，掀起了物理学量子论和

10、相对论弥补了经典物理学的缺点，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基础。的革命，构成了现代物理学的基础。误区警示误区警示 爱因斯坦的相对论仍然是对宏观世界的探究与认爱因斯坦的相对论仍然是对宏观世界的探究与认识，而量子论的提出使人类对世界的研究进入微观世界。识，而量子论的提出使人类对世界的研究进入微观世界。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究主题一经典力学体系的建立主题一经典力学体系的建立【史料探究【史料探究】1伽利略的贡献伽利略的贡献史料史料伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学是人类思

11、想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端的真正开端伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。大意义。爱因斯坦爱因斯坦物理学的进化物理学的进化课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究思考思考依依据史料，结合所学知识指出爱因斯坦所说的据史料，结合所学知识指出爱因斯坦所说的“伽利伽利略的发现略的发现”是什么？分析这一发现的意义。是什么？分析这一发现的意义。答案答案发发现了自由落体定律，确定匀速运动和匀加速运动现了自由落体定律，确定匀速运动和匀加速运动这两

12、个新概念。这两个新概念。意义：为经典力学的建立奠定了基础，标志着物理学的真意义：为经典力学的建立奠定了基础，标志着物理学的真正开端。正开端。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究2牛顿经典力学牛顿经典力学 史料史料 图一图一 图二艺术家笔下的牛顿像神图二艺术家笔下的牛顿像神 一样在制定宇宙规律一样在制定宇宙规律 课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究思考思考史史料图一中海王星等的发现，主要是根据牛顿提出的料图一中海王星等的发现，主要是根据牛顿提出的哪一定律？根据史料图二，当时的艺术家对牛顿持什么态度？哪一定律？根据史料图二，当时的艺术家对牛顿持什么态度？答案答案(1)定定律

13、：万有引力定律。律：万有引力定律。(2)态度：赞扬态度：赞扬(崇拜、肯定崇拜、肯定)。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究【史论总结【史论总结】1为什么说伽利略是经典力学的奠基者？为什么说伽利略是经典力学的奠基者？伽伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实利略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，为后来验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。经典力学的创立和发展奠定了基础。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究2牛顿经典力学的特征牛顿经典力学的特征(1)注注重实验，实验可以进一步

14、揭示客观现象和过程之间重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。(2)数学化，这种数学化的根源是内在的数学关系。自然数学化，这种数学化的根源是内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不移的真理。的数学结构是近代科学的先驱们深信不移的真理。(3)研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人们对物质世界的认识在不断深入。们对物质世界的认识在不断深入。课前自主导学课前自

15、主导学课堂互动探课堂互动探究究3经典力学的历史地位经典力学的历史地位(1)把把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类认自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类认识自然的过程中对自然规律的第一次总结与概括。识自然的过程中对自然规律的第一次总结与概括。(2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代科学的形成和人类科学时代的即经典力学体系，标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。开始。(3)牛顿力学和热力学引发了第一次工业革命，使人类社会进牛顿力学和热力学引发了第一次工业革命，使人类社会进入蒸汽时代

16、。入蒸汽时代。(4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础，打击了神学，促使蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础，打击了神学，促使人类思想不断解放。人类思想不断解放。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究主题二现代物理学的发展主题二现代物理学的发展【史料探究【史料探究】1相对论相对论史料史料爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，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。也许就是最伟大的成就。英英皇家学会会长汤姆逊皇家学会会长汤姆逊思考思考据据史料，为什么

17、说相对论是史料，为什么说相对论是“最伟大的成就之一最伟大的成就之一”？答案答案相相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时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。学发展到一个新的高度。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究2量子论量子论史料史料普朗克认为，牛顿力学并没有解决所有的问题，普朗克认为，牛顿力学并没有解决所有的问题，尤其是不能适用于原子范围

18、。尤其是不能适用于原子范围。思考思考史史料中普朗克怎样解决料中普朗克怎样解决“原子范围原子范围”内的问题？内的问题？有何意义？有何意义？答案答案(1)普普朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。是由具有能量的基本单位量子来实现的。(2)意义：标志着量子论的诞生，使人类对微观世界的基意义：标志着量子论的诞生，使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步。本认识取得革命性的进步。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究【史论总结【史论总结】1相对论和量子论产生的意义相对论和量子论产生的意义(1)量量子论与相对论一起，

19、构成了现代物理学的两大支柱。子论与相对论一起，构成了现代物理学的两大支柱。经典物理学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象，经典物理学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象，但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太够用了。太够用了。(2)量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从量子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。同时在量子论基础上发展起宏观世界深入到微观世界。同时在量子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。子核物理等科学的发展。课前自主导学课前自主导学课堂互动探课堂互动探究究 (3)相对论的提出否定了经典力学的绝对时空观，从本质上相对论的提出否定了经典力学的绝对时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻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。间的本质属性，推动物理学发展到一个新的高度。(4)总之，量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了总之，量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框