2015 2016高中歷史第四單元第11課物理學(xué)的重大進展課件新人教版必修3

1、第四單元 第11課 物理學(xué)的重大進展 課標(biāo)要求 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學(xué)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(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理知識點撥 2 課堂講義 理解深化探究 3 當(dāng)堂檢測 鞏固應(yīng)用反饋 4 教材問題解答 答疑釋惑應(yīng)用 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理知識點撥 一、經(jīng)典力學(xué) 1. 背景 文藝復(fù)興運動 的影響：不僅解放了人們的思想，也對科學(xué)(1) 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。 實驗事實 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)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(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)

2、立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 2. 建立 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 一書。(1) 標(biāo)志：1687年，牛頓出版了 萬有引力定律 等。 三大定律 和 (2) 內(nèi)容：物體運動 實驗 為基礎(chǔ)。以數(shù)學(xué)為表達形式。 (3) 特征：以 3. 意義 (1)這一體系對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，具有決定性意義。 海王星 等。 (2) 根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了 誤區(qū)警示 伽利略的杰出成就為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端；牛頓力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成，是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。 二、相對論的創(chuàng)立 經(jīng)典力學(xué)無法解釋 1. 背景：19 世紀，隨著物理學(xué)研究的進展， 研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。 愛因斯坦

3、 提出了相對論。 2. 創(chuàng)立：20 世紀初的德國物理學(xué)家 3. 內(nèi)容 (1) 狹義相對論：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大速度 的變化而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動 尺縮效應(yīng) 和鐘慢效應(yīng)。 而變化，即會發(fā)生 (2) 廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動 情分布 狀態(tài)。 況，也取決于物質(zhì)本身的 4. 意義 物理學(xué) 領(lǐng)域的一次重大革命。 (1) 相對論的提出是 (2) 它否定了經(jīng)典力學(xué) 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(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。 誤區(qū)警示 正確認識相對論和牛頓力學(xué)的關(guān)系：愛因斯坦的

4、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(xué)。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所提出的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，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。 微觀的粒子 運動不能用經(jīng)典力學(xué)的理(2) 大量的實驗表明， 論來說明。 1900 年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，認2. 誕生： 量子 來實現(xiàn)的。為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位 3. 發(fā)展 光電效應(yīng) 。 (1) 愛因斯坦利用量子理論成功地解

5、釋了 玻爾 提出了有關(guān)原子的量子理論。 (2) 丹麥物理學(xué)家 量子力學(xué) 建立起來。 (3)20 世紀30 年代， 4. 意義 微觀世界 的基本認識取得革命性的進步。 (1) 使人類對 相對論 一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補了經(jīng)典(2) 與 力學(xué)在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。 (3) 推動了物理學(xué)自身的進步，而且開闊了人們的視野，改角度和方式 。 變了人們認識世界的 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(xué) 1.為什么說伽利略是經(jīng)典力學(xué)的奠基者？ 伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)

6、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(xué)，為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 2. 經(jīng)典力學(xué)的歷史地位 (1) 把自然界中一切力學(xué)現(xiàn)象囊括在力學(xué)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(jié)與概括。 (2)形成以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達形式的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系，標(biāo)志著近代科學(xué)的形成和人類科學(xué)時代的開始。 (3) 牛頓力學(xué)和熱力學(xué)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(xué)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(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，打擊了神學(xué)，促使人類思想不斷解放。 3. 西方近代科技的特點 (1) 科學(xué)研究主要運用實驗

7、方法，運用概念進行判斷推理。 (2) 科學(xué)研究的重點是對事物及規(guī)律的探索。 (3) 出現(xiàn)了科學(xué)應(yīng)用，建立起了物理、化學(xué)學(xué)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(guān)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) 資本主義發(fā)展是科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，科技發(fā)展又推動了經(jīng)濟的迅速發(fā)展。 ? 探問題 材料一 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端伽利略對科學(xué)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(xué)的進化 材料二 長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，根

8、本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75 76 年，由此預(yù)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(jié)合所學(xué)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(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。 (2) 材料二中的牛頓力學(xué)是牛頓何時創(chuàng)立的，其內(nèi)容有哪些？答案 牛頓力學(xué)是牛頓在 1687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書中提

9、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(xué)算出了 1682年出現(xiàn)的彗星的軌道”，這體現(xiàn)出經(jīng)典力學(xué)的什么特點？ 答案 以實驗為基礎(chǔ)；以數(shù)學(xué)為表達形式。 (4) 結(jié)合材料說明經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立有什么意義？ 答案 經(jīng)典力學(xué)體系對解釋和預(yù)見物理及天文現(xiàn)象，具有決定性意義。如根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。 ? 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(xué)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(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。經(jīng)典物理

10、學(xué)所適用的主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象，但在(2) 量子論的形成標(biāo)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(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。 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。 (3) 相對論的提出否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(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(xué)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(xué)的缺陷，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。 2. 牛頓力學(xué)體系與愛因斯坦相對論的關(guān)系 (1)愛因斯坦的相對論

11、否定了牛頓的絕對時空論，并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)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(xué)的繼承和發(fā)展。 (2) 牛頓、愛因斯坦都為物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻，推動了近現(xiàn)代自然科學(xué)的發(fā)展。 ? 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，當(dāng)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(xué)革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，并對其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學(xué)

12、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(xué)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(yīng)和鐘慢效應(yīng)。 不是。相對論只是否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，它發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(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(xué)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(xué)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

13、界的角度和方式。 (3) 量子力學(xué)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(xué)的新發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理的結(jié)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。 對經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀提出了挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過程看，第一，? 教方法 圖示法理解物理學(xué)的發(fā)展 當(dāng)堂檢測 鞏固應(yīng)用反饋 1 2 3 4 5 6 1. 牛頓力學(xué)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。 ”為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)的科學(xué)家是( )

14、A.伽利略 B.愛因斯坦 C.愛迪生 D.瓦特 1 2 3 4 5 6 解析 伽利略為牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)，其他三個科學(xué)家都生活在牛頓之后。 答案 A 1 2 3 4 5 6 2. 隨著美國蘋果公司CEO史蒂夫喬布斯的離世，一句網(wǎng)絡(luò)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(xué) C.量子力學(xué) B.進化論 D.相對論 1 2 3 4 5 6 解析 牛頓的偉大貢獻是創(chuàng)立了牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)。B、C、D三項非牛頓創(chuàng)立。 答案 A 1 2 3 4 5 6 3. 根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會大會投票5 號決議，冥王

15、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(dāng)時是根據(jù)( ) A.哥白尼日心說的推算 B.牛頓力學(xué)的推算 C.法拉第定律的推算 D.愛因斯坦的相對論 1 2 3 4 5 6 解析 根據(jù)牛頓天體力學(xué)，1930年2 月18 日美國天文學(xué)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(xué)的偉大成果。 答案 B 1 2 3 4 5 6 4.經(jīng)典物理學(xué)所面臨的危機，終于在 20 世紀初被物理學(xué)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(xué)的思想方法和科學(xué)理論 C

16、.否定了此前物理學(xué)取得的一系列成果 D.轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和社交方式 1 2 3 4 5 6 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 A 1 2 3 4 5 6 5.“在科學(xué)上，沒有哪個理論能夠得到完全的 證明 ，當(dāng)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(xué)成為人類理解自然機制最為嚴謹最為有效的手段。”下列史實符合該論述的是( ) 從亞里士多德學(xué)說到自由落體定律 從經(jīng)典力學(xué)到相對論 從萬有引力定律到電磁感應(yīng)理論 從量子理論到光電效應(yīng)的成功解釋 1 2 3 4

17、 5 6 A. B. C. D. 解析 自由落體定律是對亞里士多德學(xué)說的否定，相對論是對經(jīng)典力學(xué)的完善，光電效應(yīng)的成功解釋是對量子理論的完善。不符合題意。 答案 B 1 2 3 4 5 6 6. 閱讀下列材料： 材料一 19 世紀末，正當(dāng)物理學(xué)家在慶賀“物理學(xué)大廈”落成之際，科學(xué)實驗卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學(xué)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(xué)的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結(jié)果”和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”。 1 2 3 4 5 6 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(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻。為紀念這

18、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。 1 2 3 4 5 6 請回答： (1) 材料一中的“物理學(xué)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(xué)向現(xiàn)代物理學(xué)過渡的背景、內(nèi)容及意義。結(jié)合材料和課本相關(guān)知識回答即可。 1 2 3 4 5 6 答案 經(jīng)典物理學(xué)。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(xué)從神學(xué)的束縛中解脫出來。 1 2 3 4 5 6 (2)20 世紀初，物理學(xué)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(xué)發(fā)展到相對論。 原因：科技革命的推動；經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機；科學(xué)理論有了重大突破。 1 2 3 4 5 6 (3) 物理學(xué)理論的新發(fā)展在當(dāng)時有什么意義？ 答案 相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命，在很大程度上解決了19世