高中历史专题七近代以来科学技术的辉煌7.1近代物理学的奠基人和革命者探究导学课型必修省公开课一

专题七近代以来科学技术辉煌一近代物理学奠基人和革命者1/752/75【自主预习】一、认识史上飞跃1.背景:(1)近代科学诞生以及伽利略创建了_____________,推翻了亚里士多德学说。(2)笛卡尔等人研究奠定了基础。自由落体定律3/752.主要内容:(1)运动三定律:_________、加速度定律及作用力和反作用力定律。(2)用创建_______做计算工具,成功地导出了______________。3.建立标志:1687年牛顿发表《____________________》。惯性定律微积分万有引力定律自然哲学数学原理4/754.意义:(1)牛顿运动三定律组成了_________体系基础,成为整个近代物理学主要支柱,完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合。(2)万有引力定律适合用于一切天体运动和宇宙中全部物体,使力学和天文学在理论上到达了相当完备程度。近代力学5/75(3)万有引力定律准确地算出了地球平均密度和扁平率,正确地解释了_____成因。潮汐6/75【尤其提醒】经典力学与近代自然科学理论关系:牛顿经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善关键理论体系。7/75二、驱走乌云太阳——量子理论1.背景:(1)19世纪物理学领域,在_________基础上,声学、光学、电磁学和热学有了深入发展。(2)19世纪末,物理学界重大研究课题是______________。牛顿力学黑体辐射问题8/752.发展:(1)奥地利斯蒂芬:1879年发觉黑体辐射总能量与其温度之间定量关系。(2)德国普朗克:发觉了热辐射过程中能量分布规律。1900年,提出量子概念并在《关于正常光谱能量分布定律理论》中阐述这一思想,标志着量子理论诞生。9/75(3)德国爱因斯坦:1905年利用量子理论解释_________,得出光含有波粒二象性结论。(4)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高度。(5)奥地利、德国物理学家:建立_________。光电效应量子力学10/753.意义:(1)量子力学成为反应自然界基本规律理论体系,指导着人们向物质运动各个层面进行深入探讨。(2)从根本上改变了近代物理学中传统观念,使物理学乃至整个_________观念都发生了重大变革。自然科学11/75【尤其提醒】自然科学是有传承性,任何一项新科学成就都是在吸收前人优异结果基础上取得。12/75三、爱因斯坦“时空”——相对论1.内容:(1)狭义相对论。①创建:1905年,爱因斯坦发表了《__________________》一文,创建了狭义相对论。②内容:___________都与物质运动相关,伴随物质运动速度改变而改变。论动体电动力学时间和空间13/75(2)广义相对论。①建立:1916年,爱因斯坦把适合用于匀速运动体系狭义相对论推广到加速运动参考系中。②内容:物质存在现实空间不是平坦,而是弯曲,空间结构取决于物质质量及其分布情况,空间弯曲程度表达为引力场强度。空间、时间不是独立实在,它们是物质存在形式。14/752.影响:(1)是对近代物理学理论框架重大突破,形成了全新_______、运动观和物质观。(2)是人类思想发展史中一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生了极其深远影响。(3)相对论同_________一起,组成了当代物理学基本理论框架。时空观量子理论15/75【误区点拨】量子理论和相对论产生给我们启示:人类认识是一个不停前进过程,是不停遭遇迷惑和不停看清事实、寻找真理过程。16/75【预习小测】1.(·唐山高二检测)自然科学发展经历了由古代科学向近代科学转变过程,意大利著名物理学家伽利略被誉为“近代科学之父”,主要是基于他()17/75A.以试验事实为依据并强调严密逻辑体系B.提出了日心说C.用数学方法,描述宇宙运动D.创造了天文望远镜18/75【解析】选A。近代科学与古代科学最大区分是是否用“试验方法”,伽利略开创了以试验事实为依据并强调严密逻辑体系方法,所以被誉为“近代科学之父”。19/75【赔偿训练】以下著名科学家经过观察、试验和推理创建自由落体定律是()A.加勒B.牛顿C.笛卡尔D.伽利略【解析】选D。意大利科学家伽利略创建自由落体定律,推翻了亚里士多德学说,故D符合题意。20/752.“一个物体假如没有外界影响使其改变状态,那么该物体仍保持其原来静止或等速直线运动状态。”该论断出自()A.《自然哲学数学原理》 B.《物种起源》C.《天演论》 D.《论动体电动力学》21/75【解析】选A。题干论断符合牛顿《自然哲学数学原理》相关叙述,故正确答案为A。22/75【赔偿训练】建立经典力学体系科学家是()A.达尔文B.普朗克C.牛顿D.爱因斯坦23/75【解析】选C。A、B、D提及科学家成就分别是进化论、量子论、相对论,与题意不符;牛顿运动三定律组成了近代力学体系基础,故C与题意相符。24/753.右图为苹果企业最初LOGO,图片外框写着:“牛顿,一个永远孤独地航行在陌生思想海洋中灵魂。”该企业作此选择最可能理由是牛顿经典力学理论()25/75A.首次将人置于世界和社会中心B.使人类对微观世界认识取得革命性进步C.深刻揭示了时间和空间本质属性D.用数学方法准确描述了宇宙运行规律26/75【解析】选D。A是古希腊“智者运动”意义;B是量子力学意义;C是相对论意义;D准确地概括了牛顿经典力学理论。27/754.(·绍兴高二检测)“物质存在现实空间不是平坦,而是弯曲,空间结构取决于物质质量及其分布情况,空间弯曲程度表达为引力场强度。”该观点出自()A.狭义相对论 B.广义相对论C.光电效应理论 D.万有引力定律28/75【解析】选B。结合书本知识可知,材料中观点出自广义相对论,A、C、D不符合题意。29/75【赔偿训练】爱因斯坦相对论提出,是物理学思想一场重大革命。他()A.否定了牛顿经典力学原理B.是人类认识微观世界革命C.继承了经典物理学绝对化思维模式D.揭示了时间、空间并非绝对不变属性30/75【解析】选D。相对论是对牛顿经典力学继承与发展,处理是宏观物体高速运动和加速运动客观规律,从而打破了经典物理学绝对时间和绝对空间概念,故A、B、C不符合题意;D是相对论内容表达,且符合史实,故选D。31/75【深化点拨】爱因斯坦相对论揭示了时空可变性、时空改变联络性,树立了新时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大成就之一。它也发展了牛顿力学,将牛顿力学概括在相对论力学之中,推进物理学发展到一个新高度。32/755.从牛顿经典力学到爱因斯坦相对论发展,说明了()①人类对自然认识是伴随时代前进而不停发展②科学认识是永无止境③科学成就往往是“站在巨人肩膀上”发展33/75④人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律A.①② B.①②③ C.①②④ D.②③④34/75【解析】选B。牛顿力学体系研究是宏观世界,深入微观世界认识客观规律物理学结果是量子论,排除④;其它组合项符合史实。35/75【深化点拨】经典力学体系建立,实现了物理学史上第一次大飞跃,标志着近代科学形成。牛顿用数学方法准确描述了宇宙运行自然法则,为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。36/756.以下哪一理论提出,使人类对微观世界基本认识有了革命性进步()A.自由落体定律提出 B.相对论提出C.量子论提出 D.万有引力定律提出37/75【解析】选C。量子论使人们从根本上改变了近代物理学中传统观念,使人类对微观世界基本认识有了革命性进步,故C与题意相符。38/75探究1认识史上飞跃【互动探究】1.阅读书本第一目第一自然段及以下材料:材料科学真理不应该在古代圣人蒙着尘土书上去找,而应该在试验和以试验为基础理论中去找。39/75思索:材料反应了伽利略科学研究方法是什么?提醒:观察、试验和推理方法。40/752.阅读书本第一目第一、二自然段,思索伽利略、笛卡尔成就与牛顿力学体系产生之间关系。提醒:伽利略、笛卡尔成就为牛顿力学体系产生奠定了基础。41/753.阅读书本第一目第二、三自然段,概括牛顿力学体系有何特点。提醒:重视试验;数学化。42/754.阅读书本第一目第四自然段与以下材料:材料苹果为何垂直落地?为何不向旁边、不向上而总是向着地面落下呢?我想这一定是地球吸引它缘故。苹果、月亮不都是一样吗?月球围绕地球转,无疑是地球吸引力像一条看不见绳索,在拉着月球。——牛顿主治医生斯库利日志43/75思索:(1)材料表达是牛顿什么理论?提醒:万有引力定律。44/75(2)这一理论有何作用?提醒:准确算出地球平均密度和扁平率;正确解释潮汐成因。45/75【探究总结】牛顿力学体系特征及历史地位1.特征(1)重视试验:试验能够深入揭示客观现象和过程之间逻辑关系,并由此得出主要结论。(2)数学化:主要利用微积分作为计算工具,这种数学化源自自然界内在数学关系。46/752.历史地位(1)是人类历史上对自然规律第一次总结与概括。(2)建立了一套与以前不一样自然观和方法论,标志着近代科学形成。(3)把自然界中一切力学现象囊括在同一力学体系中,打击了神学,促进了人类思想深入解放。47/75【深化点拨】伽利略出色成就标志着物理学开端,牛顿力学体系建立标志着近代科学形成。

48/75【探究训练】1.(·佛山高二检测)18世纪英国诗人亚历山大·蒲柏曾在一首诗中写道:“茫茫沧海夜,万物匿其行。天公降……处处皆光明。”省略号省略人物最可能是()A.爱因斯坦 B.伽利略 C.达尔文 D.牛顿49/75【解析】选D。“万物匿其行……处处皆光明”说明原来隐匿星体运行规律被发觉,这是万有引力定律作用,该定律与牛顿相关,故选D。50/752.(·杭州高二检测)科学革命不但改变物质世界,也推感人类精神文明进步。受右下列图这部著作影响而产生是()A.人和人性开始从宗教和神学束缚中解放出来B.用自然科学方法理性分析人类社会成为时尚51/75C.主张“优胜劣汰”达尔文主义广泛流传D.微观粒子世界探索改变了人们思维方式52/75【解析】选B。由《自然哲学数学原理》可知考查是经典力学影响。A是文艺复兴作用,错误;B符合经典力学作用,正确;C是《物种起源》作用,错误;D是量子论作用,排除。53/75【赔偿训练】伏尔泰对一个重大历史事件这么评价:“整个自然界全部行星竟会服从永恒法则,而有一个身高5英尺小动物竟然不顾这些法则,完全按照自己怪想随心所欲地行动,这是非常奇异。”这个事件是()54/75A.《自然哲学数学原理》发表B.《物种起源》发表C.量子理论诞生与发展D.相对论创建55/75【解析】选A。《自然哲学数学原理》提出了物体运动三大定律和万有引力定律等,把地球上物体运动和天体运动概括到牛顿力学体系中。56/75探究2量子理论与相对论【互动探究】1.阅读书本第二目第二、三自然段以及以下材料:材料(爱因斯坦对普朗克发觉评价)这一发觉成为20世纪物理学研究基础,从那个时候起几乎完全决定了物理学发展。——《诺贝尔物理奖金取得者》57/75思索:(1)量子理论产生背景。提醒:19世纪末,物理学界重大研究课题是黑体辐射问题。58/75(2)概括量子理论产生影响。提醒:改变了近代物理学中传统观念,成为20世纪物理学研究基础。59/752.阅读书本第二目第三自然段,第三目第三自然段以及以下材料:材料20世纪初,相对论和量子理论出现,掀起了物理学革命,组成了当代物理学两大支柱,并对其它学科产生了历史性影响。人类对自然世界认识探索又跃上了一个新高度。60/75思索:(1)材料中当代物理学两大支柱指是什么?提醒:相对论与量子理论。61/75(2)为何说这两大支柱形成使人类对自然世界认识探索又跃上了一个新高度?提醒:①经典物理学所适用范围主要是我们日常生活中物理现象,但在宏观宇宙世界和微观粒子世界面前,就显得不太够用了。62/75②量子理论形成标志着人类对客观规律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发展。63/75③相对论提出否定了经典力学绝对时空观,从本质上修正了由狭隘经验建立起来时空观,深刻地揭示了时间和空间本质属性,推进物理学发展到一个新高度。总之,量子理论和相对论填补了经典物理学不足,掀起了物理学革命,组成了当代物理学基本理论框架。64/75【探究总结】量子理论和相对论提出共同点1.从背景看,19世纪末,物理学得到了极大发展,物理学研究首先深入到物质内部微观世界,另首先扩展到整个宇宙。不过,一系列新发觉都无法用经典物理学解释,经典物理学陷入了危机。65/752.从产生过程看,都是勇于挑战权威、追求真理结果,都经历了一个产生、发展和完善过程。比如,相对论经历了由狭义相对论到广义相对论发展;量子论则经历了量子假说、光量子理论、原子量子理论、量子力学发展过程。66/753.从产生主观原因看,都和爱因斯坦相关。爱因斯坦把普朗克量子理论推广到光学中,成功解释了光电效应。狭义相对论和广义相对论都是爱因斯坦提出。67/75【探究训练】1.(·三明高二检测)1