2018_2019学年高中历史第四单元近代以来世界的科学发展历程第11课物理学的重大进展教案

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1、第11课　物理学的重大进展[学习目标]1．了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2.概述伽利略、牛顿对经典力学作出的贡献，理解近代科学的特点。3.简述相对论和量子论的内容，认识其意义。4.比较经典力学与相对论，认识其区别与联系。一、经典力学1．背景：文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。2．历程(1)伽利略：发现自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的建立奠定了基础。(2)牛顿：1687年，出版《自然哲学的数学原理》，提出物体运动三大定律和万有引力定律，形成了以实验为基础、以数学为

2、表达形式的经典力学体系。3．意义(1)这一体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。(2)根据万有引力定律，人们发现了海王星等。二、相对论的创立1．背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学面临着挑战。2．创立：20世纪初的德国物理学家爱因斯坦提出。3．内容(1)狭义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。(2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。4．意义(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。(2)它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地

3、揭示了时间和空间的本质属性。(3)它发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。三、量子论的诞生与发展1．背景(1)19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到原子内部。(2)实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。2．诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。3．发展(1)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。(2)丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。(3)20世纪30年代，量子力学建立起来。4．意义(1)量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。(2

4、)量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。(3)量子论与相对论的提出，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。[辨析]　伽利略发现的自由落体定律不是近代科学形成的标志。伽利略发现的自由落体定律等物理学定律，开创了近代科学，为经典力学的创立奠定了基础；牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志。[点拨]　经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；另一个是数学化。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先驱们深信不疑的真理。[辨析]　爱因斯坦的相对论并非全面否定了牛顿力学体系。爱因斯坦的相对论只是否

5、定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系。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，至今仍指导着物理学的发展。相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和进一步发展。[思考]　这一发现成为20世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。——《诺贝尔物理奖获得者》材料所述“这一发现”指的是什么？“这一发现”对物理学领域产生了什么影响？提示：发现：量子理论。影响：量子理论从根本上改变了近代物理学中的传统观念，指导人们向物质运动的各

6、个层面进行深入探讨，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。[阐释]　量子理论及在此基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理、原子核物理等学科的发展，标志着人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界，开创了物理学的新纪元。主题一经典力学的特征和意义[核心必记]1．特征(1)注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，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)研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学发展所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人

7、们对物质世界的认识在不断深入。2．意义(1)自然科学角度①把自然界中力学现象囊括在同一体系中，是人类认识自然历史上对自然规律的第一次总结与概括。②有助于人类解释和预见物理现象，是经典物理学、天文学、现代工程力学等的理论基础。③标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。(2)生产力和社会发展角度：引发了第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。(3)哲学角度①打击了神学，促进了人类思想的进一步解放。②为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。[史料印证]材料一　牛顿以其高超