高中歷史 第四單元 第11課 物理學的重大進展課件 新人教版必修

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1、第四單元第11課物理學的重大進展課標要求了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。1 預習導學 梳理知識點撥 2 課堂講義 理解深化探究3 當堂檢測 鞏固應用反饋4 教材問題解答 答疑釋惑應用一、經(jīng)典力學1.背景(1) 的影響：不僅解放了人們的思想，也對科學研究產(chǎn)生了重要影響。(2)伽利略的貢獻通過實驗證實，外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，只是改變運動狀態(tài)的原因。預習導學 梳理知識點撥文藝復興運動發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以 為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。2.建立(1)標志：16

2、87年，牛頓出版了 一書。(2)內(nèi)容：物體運動 和 等。(3)特征：以 為基礎。以數(shù)學為表達形式。實驗事實自然哲學的數(shù)學原理三大定律萬有引力定律實驗3.意義(1)這一體系對解釋和預見物理現(xiàn)象，具有決定性意義。(2)根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了 等。海王星誤區(qū)警示伽利略的杰出成就為牛頓經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了基礎，標志著物理學的真正開端；牛頓力學體系的建立標志著近代科學的形成，是經(jīng)典物理學的基礎。二、相對論的創(chuàng)立1.背景：19世紀，隨著物理學研究的進展， 無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。2.創(chuàng)立：20世紀初的德國物理學家 提出了相對論。3.內(nèi)容(1)狹義相對論：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體

3、運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動 的變化而變化，即會發(fā)生 和鐘慢效應。經(jīng)典力學愛因斯坦速度尺縮效應(2)廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的 情況，也取決于物質(zhì)本身的 狀態(tài)。4.意義(1)相對論的提出是 領域的一次重大革命。(2)它否定了 的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。(3)它也發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。運動分布物理學經(jīng)典力學誤區(qū)警示正確認識相對論和牛頓力學的關系：愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學。牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所

4、提出的概念，至今仍指導著我們的物理學思想。相對論發(fā)展了牛頓力學，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀。三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景(1)19世紀末20世紀初，電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，人們對物質(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部。(2)大量的實驗表明， 運動不能用經(jīng)典力學的理論來說明。微觀的粒子2.誕生： 年，德國物理學家普朗克提出了量子假說，認為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位 來實現(xiàn)的。3.發(fā)展(1)愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了 。(2)丹麥物理學家 提出了有關原子的量子理論。(3)20世紀30年代， 建立起來。1900量子光電效應玻爾量子力學4.意義(1)使人類對 的基本認識取得革命性的進步。(2)與 一起

5、，構成了現(xiàn)代物理學的基礎，彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。(3)推動了物理學自身的進步，而且開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的 。微觀世界相對論角度和方式誤區(qū)警示愛因斯坦的相對論仍然是對宏觀世界的探究與認識，而量子論的提出使人類對世界的研究進入微觀世界。課堂講義 理解深化探究主題一牛頓經(jīng)典力學1.為什么說伽利略是經(jīng)典力學的奠基者？伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。2.經(jīng)典力學的歷史地位(1)把自然界中一切力學現(xiàn)象囊括在力學體系中，成為人類認識自然的過程中對自然規(guī)律的第一次總結與概

6、括。(2)形成以實驗為基礎、以數(shù)學為表達形式的牛頓力學體系，即經(jīng)典力學體系，標志著近代科學的形成和人類科學時代的開始。(3)牛頓力學和熱力學引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進入蒸汽時代。(4)牛頓用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎，打擊了神學，促使人類思想不斷解放。3.西方近代科技的特點(1)科學研究主要運用實驗方法，運用概念進行判斷推理。(2)科學研究的重點是對事物及規(guī)律的探索。(3)出現(xiàn)了科學應用，建立起了物理、化學學科體系。4.科技發(fā)展、思想解放、資本主義發(fā)展三者之間的關系(1)思想解放促進了科技發(fā)展，科技發(fā)展又推動了思想解放。(2)資本主義

7、發(fā)展是科技發(fā)展的物質(zhì)基礎，科技發(fā)展又推動了經(jīng)濟的迅速發(fā)展。l 探問題材料一伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端伽利略對科學的貢獻就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它。這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義。愛因斯坦物理學的進化材料二長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，根本不能用科學來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，因此被命名為哈雷彗星。百度文庫(1)依據(jù)材料一，結合所學

8、知識指出愛因斯坦所說的“伽利略的發(fā)現(xiàn)”是什么？分析這一發(fā)現(xiàn)的意義。答案發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，確定勻速運動和勻加速運動這兩個新概念。意義：為經(jīng)典力學的建立奠定了基礎，標志著物理學的真正開端。(2)材料二中的牛頓力學是牛頓何時創(chuàng)立的，其內(nèi)容有哪些？答案牛頓力學是牛頓在1687年出版的自然哲學的數(shù)學原理一書中提出來的。其內(nèi)容包括物體運動三大定律和萬有引力定律等。(3)材料二中“哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道”，這體現(xiàn)出經(jīng)典力學的什么特點？答案以實驗為基礎；以數(shù)學為表達形式。(4)結合材料說明經(jīng)典力學的創(chuàng)立有什么意義？答案經(jīng)典力學體系對解釋和預見物理及天文現(xiàn)象，具有決定性意義。如根據(jù)萬有

9、引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。l 教方法形象理解萬有引力定律蘋果落地，牛頓思考它的原因牛頓從蘋果落地這一日?，F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)地球引力作用，從而發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。主題二現(xiàn)代物理學的發(fā)展1.相對論和量子論產(chǎn)生的意義(1)量子論與相對論一起，構成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱。經(jīng)典物理學所適用的主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象，但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不太夠用了。(2)量子論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。同時在量子論基礎上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發(fā)展。(3)相對論的提出否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹

10、隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。(4)總之，量子論和相對論彌補了經(jīng)典物理學的缺陷，掀起了物理學的革命，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。2.牛頓力學體系與愛因斯坦相對論的關系(1)愛因斯坦的相對論否定了牛頓的絕對時空論，并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學的繼承和發(fā)展。(2)牛頓、愛因斯坦都為物理學的發(fā)展作出了巨大貢獻，推動了近現(xiàn)代自然科學的發(fā)展。l 探問題材料一牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達到的巔峰。但是

11、，當我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。愛因斯坦材料二20世紀初，相對論和量子理論出現(xiàn)，它們掀起了物理學革命，構成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱，并對其他學科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度。世界文化簡史(1)材料一中愛因斯坦以什么理論“推翻”了牛頓的理論？這一理論的內(nèi)容是什么？是對牛頓力學的完全否定嗎？答案相對論。內(nèi)容：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應和鐘慢效應。不是。相對論只是否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，它發(fā)展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速

12、狀態(tài)下的一個特例。(2)材料二為什么說這兩大支柱的形成使“人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度”？答案相對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。(3)量子力學的產(chǎn)生和相對論的產(chǎn)生有什么共同點？這說明了什么？答案共同點：從背景上看，19世紀末，物理學的新發(fā)現(xiàn)對經(jīng)典力學的絕對時空觀提出了挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過程看，第一，都是科學大師們敢于向權威挑戰(zhàn)，追求真理的結果。第二，都經(jīng)歷了一個產(chǎn)生、發(fā)展、完善的過程。說明：社會意識是一定的社會存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個曲折的過程。l 教方法圖示法理解物理學的發(fā)展當堂檢測

13、 鞏固應用反饋1.牛頓力學體系的誕生創(chuàng)造了一個新的時代。牛頓說：“假如我看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩膀上?！睘榕ｎD經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定基礎的科學家是()A.伽利略B.愛因斯坦C.愛迪生D.瓦特解析伽利略為牛頓經(jīng)典力學的建立奠定了基礎，其他三個科學家都生活在牛頓之后。答案A2.隨著美國蘋果公司CEO史蒂夫喬布斯的離世，一句網(wǎng)絡帖子迅速走紅：“上帝有三個蘋果，一個誘惑了夏娃，一個砸醒了牛頓，一個被喬布斯咬了一口”牛頓的偉大貢獻是創(chuàng)立了()A.經(jīng)典力學 B.進化論C.量子力學 D.相對論解析牛頓的偉大貢獻是創(chuàng)立了牛頓力學體系，即經(jīng)典力學。B、C、D三項非牛頓創(chuàng)立。答案A3.根據(jù)國際天文學聯(lián)合會大

14、會投票5號決議，冥王星被排除在行星行列之外，正式從九大行星中除名，而將其列入“矮行星”。冥王星的發(fā)現(xiàn)當時是根據(jù)()A.哥白尼日心說的推算B.牛頓力學的推算C.法拉第定律的推算D.愛因斯坦的相對論解析根據(jù)牛頓天體力學，1930年2月18日美國天文學家湯博發(fā)現(xiàn)了太陽系第九大行星冥王星。冥王星的出現(xiàn)引起了人們的歡呼，被認為是牛頓力學的偉大成果。答案B4.經(jīng)典物理學所面臨的危機，終于在20世紀初被物理學發(fā)展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類()A.擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系B.放棄了經(jīng)典物理學的思想方法和科學理論C.否定了此前物理學取得的一系列成果D.轉變了人們的思維方式和社交方

15、式解析注意時間“20世紀初”，這兩場革命分別是愛因斯坦的相對論和普朗克的量子理論，分別使人們對宏觀和微觀世界的認識有了革命性的進步。答案A5.“在科學上，沒有哪個理論能夠得到完全的證明，當它出現(xiàn)時，總是有待進一步檢驗和審視。正是這一不斷自我糾錯與完善的特性，使科學成為人類理解自然機制最為嚴謹最為有效的手段?！毕铝惺穼嵎显撜撌龅氖?)從亞里士多德學說到自由落體定律從經(jīng)典力學到相對論從萬有引力定律到電磁感應理論從量子理論到光電效應的成功解釋A. B. C. D.解析自由落體定律是對亞里士多德學說的否定，相對論是對經(jīng)典力學的完善，光電效應的成功解釋是對量子理論的完善。不符合題意。答案B6.閱讀下列

16、材料：材料一19世紀末，正當物理學家在慶賀“物理學大廈”落成之際，科學實驗卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學的三大發(fā)現(xiàn)：電子、X射線和放射性現(xiàn)象。其次是經(jīng)典物理學的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結果”和黑體輻射的“紫外災難”。材料二20世紀初，愛因斯坦發(fā)表了具有劃時代意義的論文，為物理學的發(fā)展作出了重要貢獻。為紀念這一奇跡100周年，2004年6月10日，聯(lián)合國大會召開第58次會議鼓掌通過了2005年為“國際物理年”的決議。請回答：(1)材料一中的“物理學大廈”落成指的是什么？它是在怎樣的背景下落成的？解析本題主要考查了19世紀末20世紀初經(jīng)典物理學向

17、現(xiàn)代物理學過渡的背景、內(nèi)容及意義。結合材料和課本相關知識回答即可。答案經(jīng)典物理學。背景：資本主義經(jīng)濟的發(fā)展；人文主義的興起和發(fā)展極大地解放了人們的思想；自然科學從神學的束縛中解脫出來。(2)20世紀初，物理學理論有什么新發(fā)展？其發(fā)展的原因是什么？答案由經(jīng)典物理學發(fā)展到相對論。原因：科技革命的推動；經(jīng)典物理學出現(xiàn)危機；科學理論有了重大突破。(3)物理學理論的新發(fā)展在當時有什么意義？答案相對論的提出是物理學領域最偉大的革命，在很大程度上解決了19世紀末出現(xiàn)的經(jīng)典物理學的危機，極大地擴展了物理學應用的領域。同時，相對論也打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。教材問題解答 答

18、疑釋惑應用學思之窗提示牛頓確立了萬有引力定律和物體運動三大定律，之后光學、電磁學等與力學進一步統(tǒng)一，大大推動了物理學的發(fā)展。牛頓力學研究的是宏觀世界。愛因斯坦打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，于1905年提出了狹義相對論和光速不變原理，1916年愛因斯坦的廣義相對論發(fā)展了牛頓力學。將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。探究學習總結一、本課測評提示(1)量子論和相對論彌補了經(jīng)典物理學的缺點，掀起了物理學的革命，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。(2)量子論和相對論的創(chuàng)立使人們的認識深入到新的層次和領域，特別是發(fā)現(xiàn)了微觀物質(zhì)的運動規(guī)律，為現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命提供了重要的理論基礎。(3)它們的提出，不僅推動了物理學自身的進步，而且開闊了人們的視野，改變了人類認識世界的角度和方式，在人類思想史上占有極其重要的地位。二、學習延伸提示二戰(zhàn)期間，德國法西斯與美國競相發(fā)展核武器，1945年，美國在日本投放原子彈，蘇聯(lián)也在1949年試驗成功原子彈，1957年蘇聯(lián)建成核電站，1964年中國制造出了原子彈。核能的研究，一方面使人類處在核戰(zhàn)爭的陰影之下，另一方面，核能的和平開發(fā)與利用，又給人們帶來了生活的便利。