歷史必修三《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》專題七第1課

第1課近代物理學(xué)的奠基人和革命者專題七近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌問(wèn)題導(dǎo)引1.牛頓力學(xué)體系何時(shí)建立？其主要內(nèi)容是什么？有何影響？2.量子理論產(chǎn)生與發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)怎樣的過(guò)程？其對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生了什么影響？3.愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論有什么意義？相對(duì)論與牛頓力學(xué)有何關(guān)系？基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥重點(diǎn)難點(diǎn)探究

理解·深化·探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)鞏固·應(yīng)用·反饋欄目索引1.背景(1)在中世紀(jì)的歐洲，

的學(xué)說(shuō)長(zhǎng)期被教會(huì)奉為教條。(2)伽利略在觀察、實(shí)驗(yàn)和推理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了

，推翻了亞里士多德的學(xué)說(shuō)。(3)

等人的研究奠定了基礎(chǔ)。答案基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)

梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥認(rèn)識(shí)史上的飛躍(經(jīng)典力學(xué)的建立)一亞里士多德自由落體定律笛卡爾2.建立(1)標(biāo)志：1687年，《

》出版，標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的建立。(2)內(nèi)容：①運(yùn)動(dòng)三定律：慣性定律、

、作用力和反作用力定律。牛頓的運(yùn)動(dòng)三定律構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個(gè)近代物理學(xué)的重要支柱。②萬(wàn)有引力定律。答案自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理加速度定律3.意義(1)對(duì)自然界的

做出了系統(tǒng)、合理的說(shuō)明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。(2)它的確立使

和天文學(xué)在理論上達(dá)到了相當(dāng)完備的程度，同時(shí)也在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛的應(yīng)用和驗(yàn)證。(3)為人們準(zhǔn)確計(jì)算地球的平均密度和扁平率、正確解釋潮汐成因、發(fā)現(xiàn)

提供了理論指導(dǎo)。答案力學(xué)現(xiàn)象力學(xué)海王星深層點(diǎn)撥牛頓力學(xué)體系是人類對(duì)自然規(guī)律進(jìn)行的第一次理論性概括和總結(jié)，它以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式，是近代自然科學(xué)理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系。深層點(diǎn)撥答案1.誕生：1900年，德國(guó)物理學(xué)家

提出了量子概念，他在《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》中闡述了這一思想，標(biāo)志著量子理論的誕生。2.發(fā)展(1)德國(guó)科學(xué)家愛(ài)因斯坦：將量子理論推廣到光學(xué)中，成功地解釋了

，得出光具有波粒二象性的結(jié)論。(2)法國(guó)物理學(xué)家德布羅意：提出

理論。(3)奧地利、德國(guó)的物理學(xué)家建立了

。驅(qū)走烏云的太陽(yáng)——量子力學(xué)與量子論二普朗克光電效應(yīng)物質(zhì)波量子力學(xué)3.意義(1)量子力學(xué)成為反映自然界基本規(guī)律的理論體系，指導(dǎo)著人們向物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)層面進(jìn)行深入探討。(2)量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至整個(gè)

的觀念都發(fā)生了重大變革。答案自然科學(xué)誤區(qū)警示量子理論同愛(ài)因斯坦的相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架，但愛(ài)因斯坦的相對(duì)論的提出比普朗克的量子理論要晚。誤區(qū)警示1.主要內(nèi)容(1)狹義相對(duì)論：1905年，愛(ài)因斯坦發(fā)表了《

》一文，創(chuàng)立了

。認(rèn)為時(shí)間和空間都與物質(zhì)的

有關(guān)，隨著物質(zhì)

的變化而變化。(2)廣義相對(duì)論：1916年，愛(ài)因斯坦建立了

。第一次闡述了

和

相聯(lián)系的重要思想。愛(ài)因斯坦的“時(shí)空”——相對(duì)論三答案狹義相對(duì)論論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度廣義相對(duì)論四維時(shí)空物質(zhì)的分布2.意義(1)是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了

的可變性，而且說(shuō)明，無(wú)論是空間還是時(shí)間都不可能單獨(dú)發(fā)生變化，其改變與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。(2)是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，同

一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。答案易混易錯(cuò)空間、時(shí)間量子理論易混易錯(cuò)相對(duì)論與經(jīng)典力學(xué)并不矛盾，而是對(duì)經(jīng)典力學(xué)的繼承和發(fā)展。相對(duì)論只是否定了牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，并沒(méi)有否定整個(gè)牛頓力學(xué)。1.結(jié)構(gòu)圖示方法總結(jié)2.方法點(diǎn)撥(1)用圖示法歸納近代物理學(xué)成就(2)用圖示法歸納近現(xiàn)代物理學(xué)的三大理論成果返回重點(diǎn)難點(diǎn)探究理解·深化·探究主題一近代物理學(xué)成就——牛頓經(jīng)典力學(xué)體系史料探究1.牛頓經(jīng)典力學(xué)成就材料下面是兩幅紀(jì)念牛頓的郵票重點(diǎn)難點(diǎn)探究

理解·深化·探究【思考】?jī)煞鶊D中，圖一反映了牛頓力學(xué)的什么成果？圖二體現(xiàn)了這一成果的運(yùn)用所取得的成就是什么？說(shuō)明了什么？答案答案(1)圖一反映的是萬(wàn)有引力定律。(2)圖二是指海王星的發(fā)現(xiàn)。(3)說(shuō)明了牛頓力學(xué)具有驚人的預(yù)見(jiàn)力和巨大的理論指導(dǎo)意義。2.牛頓經(jīng)典力學(xué)的影響材料藝術(shù)家筆下的牛頓像神一樣在制定宇宙規(guī)律英國(guó)著名詩(shī)人亞歷山大·蒲伯曾寫過(guò)一首贊美牛頓的詩(shī)：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說(shuō)：“讓牛頓去吧！”于是一切成為光明?！舅伎肌繛槭裁凑f(shuō)牛頓以前“自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里”？牛頓是怎樣讓“一切成為光明”的？答案

(1)牛頓以前的中世紀(jì)歐洲，基督教神學(xué)統(tǒng)治一切，實(shí)行愚民政策；人們普遍認(rèn)為一切都是由上帝創(chuàng)造的，都是不可知的。(2)牛頓的經(jīng)典力學(xué)將天體的運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)概括在同一理論之中，能夠完整地解釋天體和地球上的一切現(xiàn)象，揭示了自然界的規(guī)律。從此，科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展，同時(shí)也打擊了宗教神學(xué)，促進(jìn)了人們思想的進(jìn)一步解放。答案史論總結(jié)牛頓力學(xué)體系的特征及其局限性(1)特征①注重實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過(guò)程之間的邏輯關(guān)系，并由此得出重要的結(jié)論。②力學(xué)體系的數(shù)學(xué)化。主要運(yùn)用他自己創(chuàng)立的微積分做計(jì)算工具，這種數(shù)學(xué)化源于自然界內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。(2)局限性：牛頓經(jīng)典力學(xué)體系建立在日常生活中常見(jiàn)的低速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)之上。在牛頓力學(xué)體系中，存在著絕對(duì)的靜止和絕對(duì)的時(shí)間。這種絕對(duì)的時(shí)空觀符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，但無(wú)法解釋高速運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和微觀世界中的粒子，這說(shuō)明牛頓力學(xué)體系面臨著危機(jī)和挑戰(zhàn)。主題二現(xiàn)代物理學(xué)成就——量子理論和相對(duì)論史料探究1.量子理論的誕生材料英國(guó)著名物理學(xué)家湯姆生在展望20世紀(jì)物理學(xué)前景時(shí)講道：“動(dòng)力理論肯定了熱和光是運(yùn)動(dòng)的兩種方式，現(xiàn)在，它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了?！彼f(shuō)的第二朵“烏云”，尤以黑體輻射理論出現(xiàn)的“紫外災(zāi)難”最為突出。【思考】(1)驅(qū)走第二朵“烏云”的太陽(yáng)指什么？是誰(shuí)提出來(lái)的？答案答案

指物理學(xué)上的量子理論。它是由普朗克在1900年提出的。(2)這一理論的提出有何重大意義？答案量子理論提出的意義：一是使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步；二是對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活；三是它們不僅對(duì)物理科學(xué)本身，對(duì)自然科學(xué)，而且對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。答案2.相對(duì)論的創(chuàng)立材料有一次，愛(ài)因斯坦與卓別林同時(shí)出席一個(gè)宴會(huì)，他們都受到熱烈歡迎。卓別林笑著說(shuō)：“大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?，大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽?。”【思考?1)相對(duì)論與日常經(jīng)驗(yàn)相悖，但在物理學(xué)上卻非常合理，這給我們什么啟示？答案答案

這就提醒我們，不要被常識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)所蒙蔽，常識(shí)并不一定是正確的，要學(xué)會(huì)辯證地看問(wèn)題。同時(shí)也說(shuō)明人們對(duì)任何新生事物的認(rèn)識(shí)都有一個(gè)極其艱難的過(guò)程。(2)為什么說(shuō)相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命？答案它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。答案返回1.伽利略指出：“科學(xué)的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的理論中去找?！边@說(shuō)明了(

)A.伽利略否定了古代圣人的研究成果B.伽利略論證了哥白尼的日心說(shuō)C.伽利略重視實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的作用D.伽利略的成就為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)C解析

伽利略強(qiáng)調(diào)了科學(xué)不能只靠書本，要重視實(shí)驗(yàn)，被稱為“近代科學(xué)之父”。解析答案隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)

1234562.德意志詩(shī)人諾瓦利斯(1772～1801年)認(rèn)為，哲學(xué)是全部科學(xué)之母，科學(xué)的發(fā)展又會(huì)推動(dòng)哲學(xué)的進(jìn)步。他能夠舉出的最佳論據(jù)是(

)A.牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》B.但丁的《神曲》C.盧梭的《論人類不平等的起源和基礎(chǔ)》D.盧梭的《社會(huì)契約論》解析答案123456解析

題干強(qiáng)調(diào)哲學(xué)與科學(xué)的相互作用，根據(jù)時(shí)間信息“1772～1801年”分析，可知最佳選項(xiàng)為A項(xiàng)，牛頓力學(xué)體系的建立，標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。答案

A1234563.中秋時(shí)節(jié)是錢塘潮的最佳觀賞期，潮起潮落，美麗壯觀。蘇東坡有“八月十八潮，壯觀天下無(wú)”的名句。下列哪位科學(xué)家的理論可以用來(lái)解釋錢塘潮的壯觀景象(

)A.伽利略的自由落體定律

B.牛頓的萬(wàn)有引力定律C.普朗克的量子理論

D.愛(ài)因斯坦的相對(duì)論解析答案123456解析

由于月球和太陽(yáng)的引潮力作用，使海洋水面發(fā)生周期性漲落的潮汐現(xiàn)象。牛頓的萬(wàn)有引力定律可以對(duì)潮汐現(xiàn)象作出科學(xué)的解釋。B4.2010年，瑞典皇家學(xué)院將本年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了曼徹斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，稱他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明石墨烯具備非凡的特質(zhì)，這些特質(zhì)來(lái)自不同尋常的量子物理學(xué)世界。而在20世紀(jì)初，量子論剛誕生和發(fā)展之時(shí)在該領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)的物理學(xué)家是(

)A.伽利略

B.牛頓C.普朗克

D.達(dá)爾文解析答案123456解析

普朗克在1900年提出了著名的量子概念。同年，他在《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》中闡述了這一思想，標(biāo)志著量子理論的誕生。C5.“根據(jù)這一理論，將時(shí)間和空間說(shuō)成是絕對(duì)的是沒(méi)有意義的，因?yàn)閷?duì)這兩種范疇的測(cè)量通常隨著觀察者的運(yùn)動(dòng)而改變?！瓕?duì)于門外漢來(lái)說(shuō)，這些觀點(diǎn)——通常用不能理解的數(shù)學(xué)公式解釋——表明科學(xué)已經(jīng)達(dá)到了能被人類所知的界限。”上述“理論”的主要意義是(

)A.開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的近代科學(xué)B.預(yù)見(jiàn)海王星存在的準(zhǔn)確性C.彌補(bǔ)經(jīng)典力學(xué)對(duì)時(shí)空認(rèn)識(shí)的不足D.發(fā)現(xiàn)能量輻射的運(yùn)動(dòng)原則解析

據(jù)題干材料信息首先判斷出該理論是相對(duì)論，由此根據(jù)所學(xué)知識(shí)可以直接選出C項(xiàng)。選項(xiàng)A是伽利略的成就；選項(xiàng)B是牛頓力學(xué)體系的影響；選項(xiàng)D是量子論。C123456解析答案6.閱讀下列材料：材料一在以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔、時(shí)間和質(zhì)量這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。一根尺子靜止時(shí)都是這樣長(zhǎng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)還是這樣長(zhǎng)；一座鐘無(wú)論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變。材料二狹義相對(duì)論認(rèn)為，對(duì)于兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的參照系，處于某一參照系中的觀察者會(huì)發(fā)現(xiàn)另一參照系中的物體的運(yùn)動(dòng)距離縮短了，時(shí)鐘也走慢了。這兩個(gè)效應(yīng)都是相對(duì)的，在本參照系中的觀察者看不出這種效應(yīng)。同時(shí)，這兩個(gè)效應(yīng)也是相互的，你看到我的尺縮鐘慢，我也看到你的尺縮鐘慢。123456請(qǐng)回答：(1)據(jù)材料一、二概括牛頓和愛(ài)因斯坦的理論。123456解析答案(2)分析材料一和材料二的關(guān)系