2024-2025学年高中历史第7单元近代以来世界科学技术的发展第19课物理学的长足进步学案北师大版必修3

PAGE第19课物理学的长足进步课程标准素养解读1.了解经典力学的主要内容，相识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2．知道相对论、量子论的主要内容，相识其意义。1.从时空观念角度，综合理解近代自然科学理性发展的历程。2．运用史料实证和历史说明，识记理解相对论、量子论的主要内容。3．从家国情怀角度理解相识相对论、量子论的意义。学问点一牛顿与经典力学1．背景(1)欧洲中世纪的封建时代，由于封建主义的封闭和禁锢，科学技术的发展特别缓慢。(2)14世纪以后，随着资本主义萌芽的产生和新航路的开拓，对科学技术的发展提出了要求。(3)16世纪末，欧洲起先进入近代科学技术的发展时期。2．地位经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。3．主要内容(1)物体运动三定律，是机械运动的基本规律，主要包括惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律。(2)万有引力定律则认为，宇宙间的一切物体都有相互吸引的力，并给出计算两个物体之间吸引力的公式。4．形成标记1687年出版的《自然哲学的数学原理》。5．意义经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。对此后两个世纪科学的发展，产生了深刻的影响。“近代科学”近代科学是在搜集材料的基础上，从现象深化到本质，从阅历定律上升为系统的科学理论。它是建立在视察、试验基础上的试验科学，并广泛应用数学方法使科学学问日益精确化；同时发展了以试验事实为依据和以归纳推理为主要手段的探讨方法，确立了一系列定量的科学定律。学问点二爱因斯坦和相对论1．背景(1)经典力学认为，时间和空间与物质运动无关，宇宙中存在着肯定的静止和肯定的时间。(2)随着科学试验的进步，人们发觉这种理论无法说明探讨中出现的一些新问题，经典力学面临着严峻的挑战。2．提出20世纪初，爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，进而创立了相对论，包括狭义相对论和广义相对论。3．内容(1)狭义相对论：光速是物质运动的极限速度。物体的质量是一个变量，它随着物体运动速度的增加而增加，同时空间和时间也会随着物体运动速度的变更而变更。这就将伽利略和牛顿以来的肯定时空观发展到相对时空观。(2)广义相对论：它揭示了四维时空同物质的统一关系，从而在更深层次上否定了肯定时空观。4．意义(1)相对论的创立，为物理学的发绽开拓了广袤道路，引起了一场深刻的物理学革命。(2)否定了传统的肯定时空观念，揭示了时间和空间的辩证关系，把空间、时间和物质联系起来，创立了新的时空观，进一步丰富和发展了经典力学，并把它概括在相对论理论之中。(3)相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的相识实力和思维模式的发展。[特殊提示]相对论和经典力学的关系爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的概括，而不是否定。爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿经典力学的肯定时空观，并没有否定整个牛顿力学。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，牛顿所提出的许多概念，至今仍指导着我们的物理学思想。相对论发展了牛顿力学，打破了传统的肯定时空观。学问点三量子论的创立1．背景随着现代科学的发展，人类探求自然的奇妙已经进入到微观世界，特殊是电子和放射线的发觉，使人们的探讨起先进入原子内部。2．创立(1)1900年，德国物理学家普朗克提出了闻名的“量子假说”。(2)1905年，爱因斯坦提出了光量子论，并胜利地说明白光电效应。(3)丹麦物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。(4)到1925年左右，量子力学最终建立。3．意义(1)量子论极大地拓展了人类对微观世界的相识，是20世纪人类所取得的最有成就的理论之一。(2)引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。(3)揭开了微观世界的奇妙，变更了人们对整个物质世界的相识。经典力学史料牛顿的物理学分析方法现今起先不仅被应用于物质世界，而且被应用于思想学问的整个领域及人类社会。正如伏尔泰(法国闻名的启蒙思想家)所说的，“整个自然界、全部行星竟会听从永恒的法则……这是特别奇异的”。找寻确定人类事物的这些永恒法则，是法国革命之前的所谓的启蒙运动的实质。——[美]斯塔夫里阿诺斯《全球通史》[解读]史料的主旨是“牛顿的物理学分析方法”，史料关键句是第一句，说明白牛顿的物理学分析方法对物质世界和人类社会两个层面的影响。[思索]伏尔泰所说的“永恒的法则”指的是什么？依据史料并结合所学学问，分析牛顿经典力学对启蒙运动产生的影响。【提示】“永恒的法则”：牛顿的万有引力定律。影响：受自然界存在着“规律和法则”的启发，启蒙思想家起先了对人类社会发展规律的探究；牛顿经典力学为启蒙思想家探求人类社会的法则供应了科学理论依据。经典力学的特征和意义(1)特征①注意试验。试验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑关系，并由此得出重要的结论。②数学化。这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。③探讨人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学发觉所揭示的是人们没有干脆阅历的微观现象，表明人们对物质世界的相识在不断深化。(2)意义①把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类相识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。②形成以试验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标记着近代科学的形成和人类科学时代的起先。③牛顿力学和热学引发了第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。④牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了神学，促进了人类思想的解放。近代科学发展的缘由项目缘由社会缘由资本主义的发展为科技发展奠定了物质基础，这是近代自然科学创立发展的社会基础思想基础文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础制度基础欧洲资本主义国家爱护、嘉奖科技独创，改革教化制度和专利制度，组织科研机构，推动了近代科学的创立和发展外在因素中国的四大独创、阿拉伯文化和希腊自然哲学传入西欧，开阔了人们的眼界，并为科学探讨供应了丰富的素材主观缘由科学家的努力探究，促进了科学的发展[课堂小结]时空坐标答题术语1.牛顿创建了万有引力定律和力学三大定律，建立了经典力学，变更了自古代中世纪以来人们的相识论和方法论。2．19世纪末20世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出了相对论，变更了人们相识世界的角度和方式，标记着人类迈入现代科学技术时代。3．量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基础。1．伽利略指出：“科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应当在试验中和以试验为基础的理论中去找。”这说明白()A．伽利略否定了古代圣人的探讨成果B．伽利略论证了哥白尼的“日心说”C．伽利略重视试验在科学探讨中的作用D．伽利略的成就为相对论的创立奠定了基础C[依据题干中的“应当在试验中和以试验为基础的理论中去找”可知，伽利略重视试验的作用，起先用试验开拓前所未有的试验科学时代，故选C项。]2．他用刚性的、机械的“力”取代天体运行中的神奇因素，以数学公式表述其规律，得到阅历的有力证明，取得了巨大胜利。“他”是()A．亚里士多德 B．牛顿C．普朗克 D．爱因斯坦B[牛顿力学定律以严格的数学方法和逻辑体系把宇宙空间的运动统一起来，对人类说明与预见物理现象具有确定性的意义，故B项正确。亚里士多德最大的哲学贡献在于创立了逻辑学，解除A项；普朗克提出量子理论，与材料不符，解除C项；爱因斯坦提出相对论，与材料不符，解除D项。]3．“18世纪没有跟着以往的哲学学说中的那种思维方式亦步亦趋；相反，它依据当时自然科学的榜样和模式树立了自己的志向。”这个“自然科学的榜样和模式”指()A．哥白尼的日心说 B．伽利略的试验科学C．牛顿力学体系 D．瓦特改良蒸汽机C[依据材料时间18世纪及所学学问可知，“自然科学的榜样和模式”是指牛顿力学体系，其以数学和试验的方法探讨自然科学，为启蒙思想的产生了供应条件，故C项正确。]4．“一切物体在引力场旁边都不行能走直线，其轨道要偏向引力源。因此，光线在引力场中传播时肯定会发生弯曲。”下列能够说明材料所述现象的理论是()A．爱因斯坦广义相对论 B．牛顿的经典力学体系C．法拉第的电磁感应 D．普朗克的量子假说A[爱因斯坦在广义相对论中提出光线弯曲的理论，A项正确；B项属于宏观物体低速运动；C项促使发电机产生；D项是微观领域成就。]5．爱因斯坦说自己是站在牛顿的肩上取得了科学成就。下列关于牛顿力学体系与爱因斯坦相对论关系的说法，不正确的是()A．牛顿力学体系是相对论在低速状态下的一个特例B．相对论出现后，牛顿力学体系失去了其存在的价值C．相对论否定了牛顿力学体系的肯定时空观D．相对论继承和发展了牛顿力学体系B[爱因斯坦相对论是对牛顿力学体系的继承和发展，牛顿力学体系是相对论在低速状态下的一个特例，因此不能说牛顿力学体系失去了其存在的价值，故B项错误，符合题意。]6．20世纪最深刻的科学革命是量子论和相对论的建立。这两个理论的共同之处有()①突破了经典物理理论②否定了传统狭隘观念③论证了质能转换关系④扩大了人类相识领域A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①②③④C[突破了经典物理理论是量子论和相对论的共同之处，故①正确；量子论使人们的探讨从宏观领域深化到微观领域，相对论打破了牛顿的肯定时空观，都是对传统观念的否定，故②正确；论证了质能转换关系的是相对论，量子论没有这个内容，故③错误；量子论和相对论都扩大了人类的相识领域，故④正确；C项符合题意。]7．阅读材料，完成下列要求。材料一文艺复兴后，伽利略独创了用系统的试验方法对科学学问进行严格检验，因而科学成为“实证学问”时，西方近代科学就完全脱离作为“形而上学”的自然哲学体系，走上了独立发展的道路。——钱兆华、高文芳《西方近代科学诞生和发展的文化因素》材料二“但人文主义者终归为科学的将来的振兴铺平了道路，并且在开阔人们的心胸方面起了主要作用。只有心胸开阔了，才有可能建立科学。假如没有他们，具有科学头脑的人就很难摆脱神学成见的学术束缚；没有他们，外界的阻碍或许就无法克服。”——丹皮尔《科学史》(1)依据材料一并结合所学学问，指出为科学“走上了独立发展的道路”做出突出贡献的人物及其主要成就。(2)综合上述材料并结合所学学问，概括促进西方近代科学诞生和发展的因素。[解析]第(1)问依据所学学问从物理学成就列举伽利略和牛顿；成就，结合所学学问从自由落体理论和经典力学来回答即可。第(2)问依据材料二