历史必修三《创新设计》专题七第1课

第1课近代物理学的奠基人和革命者专题七近代以来科学技术的辉煌问题导引1.牛顿力学体系何时建立？其主要内容是什么？有何影响？2.量子理论产生与发展经历了一个怎样的过程？其对物理学产生了什么影响？3.爱因斯坦提出相对论有什么意义？相对论与牛顿力学有何关系？基础知识导学梳理·识记·点拨重点难点探究

理解·深化·探究随堂达标检测巩固·应用·反馈栏目索引1.背景(1)在中世纪的欧洲，

的学说长期被教会奉为教条。(2)伽利略在观察、实验和推理的基础上，创立了

，推翻了亚里士多德的学说。(3)

等人的研究奠定了基础。答案基础知识导学

梳理·识记·点拨认识史上的飞跃(经典力学的建立)一亚里士多德自由落体定律笛卡尔2.建立(1)标志：1687年，《

》出版，标志着牛顿力学体系的建立。(2)内容：①运动三定律：惯性定律、

、作用力和反作用力定律。牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。②万有引力定律。答案自然哲学的数学原理加速度定律3.意义(1)对自然界的

做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。(2)它的确立使

和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。(3)为人们准确计算地球的平均密度和扁平率、正确解释潮汐成因、发现

提供了理论指导。答案力学现象力学海王星深层点拨牛顿力学体系是人类对自然规律进行的第一次理论性概括和总结，它以实验为基础、以数学为表达形式，是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。深层点拨答案1.诞生：1900年，德国物理学家

提出了量子概念，他在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中阐述了这一思想，标志着量子理论的诞生。2.发展(1)德国科学家爱因斯坦：将量子理论推广到光学中，成功地解释了

，得出光具有波粒二象性的结论。(2)法国物理学家德布罗意：提出

理论。(3)奥地利、德国的物理学家建立了

。驱走乌云的太阳——量子力学与量子论二普朗克光电效应物质波量子力学3.意义(1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。(2)量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个

的观念都发生了重大变革。答案自然科学误区警示量子理论同爱因斯坦的相对论一起构成了现代物理学的基本理论框架，但爱因斯坦的相对论的提出比普朗克的量子理论要晚。误区警示1.主要内容(1)狭义相对论：1905年，爱因斯坦发表了《

》一文，创立了

。认为时间和空间都与物质的

有关，随着物质

的变化而变化。(2)广义相对论：1916年，爱因斯坦建立了

。第一次阐述了

和

相联系的重要思想。爱因斯坦的“时空”——相对论三答案狭义相对论论动体的电动力学运动运动速度广义相对论四维时空物质的分布2.意义(1)是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了

的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不可能单独发生变化，其改变与物质的运动和状态密不可分。(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，同

一起，构成了现代物理学的基本理论框架。答案易混易错空间、时间量子理论易混易错相对论与经典力学并不矛盾，而是对经典力学的继承和发展。相对论只是否定了牛顿力学的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。1.结构图示方法总结2.方法点拨(1)用图示法归纳近代物理学成就(2)用图示法归纳近现代物理学的三大理论成果返回重点难点探究理解·深化·探究主题一近代物理学成就——牛顿经典力学体系史料探究1.牛顿经典力学成就材料下面是两幅纪念牛顿的邮票重点难点探究

理解·深化·探究【思考】两幅图中，图一反映了牛顿力学的什么成果？图二体现了这一成果的运用所取得的成就是什么？说明了什么？答案答案(1)图一反映的是万有引力定律。(2)图二是指海王星的发现。(3)说明了牛顿力学具有惊人的预见力和巨大的理论指导意义。2.牛顿经典力学的影响材料艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律英国著名诗人亚历山大·蒲伯曾写过一首赞美牛顿的诗：自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。上帝说：“让牛顿去吧！”于是一切成为光明。【思考】为什么说牛顿以前“自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里”？牛顿是怎样让“一切成为光明”的？答案

(1)牛顿以前的中世纪欧洲，基督教神学统治一切，实行愚民政策；人们普遍认为一切都是由上帝创造的，都是不可知的。(2)牛顿的经典力学将天体的运动和地球上物体的运动概括在同一理论之中，能够完整地解释天体和地球上的一切现象，揭示了自然界的规律。从此，科学摆脱了神学的束缚向前发展，同时也打击了宗教神学，促进了人们思想的进一步解放。答案史论总结牛顿力学体系的特征及其局限性(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的逻辑关系，并由此得出重要的结论。②力学体系的数学化。主要运用他自己创立的微积分做计算工具，这种数学化源于自然界内在的数学关系。(2)局限性：牛顿经典力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上。在牛顿力学体系中，存在着绝对的静止和绝对的时间。这种绝对的时空观符合人们的日常经验，但无法解释高速运动的物体运动的规律和微观世界中的粒子，这说明牛顿力学体系面临着危机和挑战。主题二现代物理学成就——量子理论和相对论史料探究1.量子理论的诞生材料英国著名物理学家汤姆生在展望20世纪物理学前景时讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了。”他所说的第二朵“乌云”，尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。【思考】(1)驱走第二朵“乌云”的太阳指什么？是谁提出来的？答案答案

指物理学上的量子理论。它是由普朗克在1900年提出的。(2)这一理论的提出有何重大意义？答案量子理论提出的意义：一是使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步；二是对化学、生物学等科学领域都产生了重大影响，推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活；三是它们不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了深远影响。答案2.相对论的创立材料有一次，爱因斯坦与卓别林同时出席一个宴会，他们都受到热烈欢迎。卓别林笑着说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”【思考】(1)相对论与日常经验相悖，但在物理学上却非常合理，这给我们什么启示？答案答案

这就提醒我们，不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一定是正确的，要学会辩证地看问题。同时也说明人们对任何新生事物的认识都有一个极其艰难的过程。(2)为什么说相对论的提出是物理学领域的一次重大革命？答案它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，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。答案返回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，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”这说明了(

)A.伽利略否定了古代圣人的研究成果B.伽利略论证了哥白尼的日心说C.伽利略重视实验在科学研究中的作用D.伽利略的成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础C解析

伽利略强调了科学不能只靠书本，要重视实验，被称为“近代科学之父”。解析答案随堂达标检测

1234562.德意志诗人诺瓦利斯(1772～1801年)认为，哲学是全部科学之母，科学的发展又会推动哲学的进步。他能够举出的最佳论据是(

)A.牛顿的《自然哲学的数学原理》B.但丁的《神曲》C.卢梭的《论人类不平等的起源和基础》D.卢梭的《社会契约论》解析答案123456解析

题干强调哲学与科学的相互作用，根据时间信息“1772～1801年”分析，可知最佳选项为A项，牛顿力学体系的建立，标志着近代科学的形成。答案

A1234563.中秋时节是钱塘潮的最佳观赏期，潮起潮落，美丽壮观。苏东坡有“八月十八潮，壮观天下无”的名句。下列哪位科学家的理论可以用来解释钱塘潮的壮观景象(

)A.伽利略的自由落体定律

B.牛顿的万有引力定律C.普朗克的量子理论

D.爱因斯坦的相对论解析答案123456解析

由于月球和太阳的引潮力作用，使海洋水面发生周期性涨落的潮汐现象。牛顿的万有引力定律可以对潮汐现象作出科学的解释。B4.2010年，瑞典皇家学院将本年度诺贝尔物理学奖颁给了曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，称他们通过实验表明石墨烯具备非凡的特质，这些特质来自不同寻常的量子物理学世界。而在20世纪初，量子论刚诞生和发展之时在该领域做出重大贡献的物理学家是(

)A.伽利略

B.牛顿C.普朗克

D.达尔文解析答案123456解析

普朗克在1900年提出了著名的量子概念。同年，他在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中阐述了这一思想，标志着量子理论的诞生。C5.“根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。……对于门外汉来说，这些观点——通常用不能理解的数学公式解释——表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是(

)A.开创了以实验为基础的近代科学B.预见海王星存在的准确性C.弥补经典力学对时空认识的不足D.发现能量辐射的运动原则解析

据题干材料信息首先判断出该理论是相对论，由此根据所学知识可以直接选出C项。选项A是伽利略的成就；选项B是牛顿力学体系的影响；选项D是量子论。C123456解析答案6.阅读下列材料：材料一在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔、时间和质量这三个物理量都与物体的运动速度无关。一根尺子静止时都是这样长，当它运动时还是这样长；一座钟无论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变。材料二狭义相对论认为，对于两个相互运动的参照系，处于某一参照系中的观察者会发现另一参照系中的物体的运动距离缩短了，时钟也走慢了。这两个效应都是相对的，在本参照系中的观察者看不出这种效应。同时，这两个效应也是相互的，你看到我的尺缩钟慢，我也看到你的尺缩钟慢。123456请回答：(1)据材料一、二概括牛顿和爱因斯坦的理论。123456解析答案(2)分析材料一和材料二的关系