人民版必修371近代物理学的奠基人和革命者课件（40张）

专题七近代以来科学技术的辉煌古代科学技术近代科学技术研究对象研究方法两者关系近代科学技术的产生分门别类整体考察科学实验，科学理论直观感受，哲学思辨两相分离密切结合

1、时间：15世纪下半叶

2、古代和近代科学技术的区别猜一猜，指出下列现象体现了什么理论现象一：宇航员在月球上，将一个铁球和一片鹅毛同时落下，结果哪个先到达地面？现象二：汽车加速时我们身体为什么向后仰;减速时向前倾现象三：长相相同的两个孪生兄弟，哥哥一天乘坐光速的宇宙飞船去太空旅游，一年回到地球，发现哥哥明显比弟弟年轻。

近代物理学的

奠基人和革命者学习目标①概述经典力学、相对论、量子论的主要内容，简述进化论的主要观点，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。②通过本课的学习，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的表现和根源。③通过对本课的学习，培养学生认识问题的科学态度；培养正确的自我意识，认识到科技发展中没有绝对权威。伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。突出成就：创立自由落体定律一、认识史上的飞跃---经典力学体系建立1、经典力学的奠基者——伽利略亚里士多德：力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。惯性定律加速度定律作用和反作用定律物理运动三大定律万有引力定律经典力学体系2、经典力学的建立者——牛顿

牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著《自然哲学的数学原理》中。牛顿的成就与前人研究成果的关系?

“巨人肩上的思索”

牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”

近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合中发展。前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）；注重实验。牛顿成功的条件：关系：探究：

牛顿为什么这么“牛”材料一：曾经有人问牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？”牛顿回答：“我有一点微波成就的话，没有其他秘诀，惟有勤奋而已。”

材料二：牛顿的名言：我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。

我并无特别过人的智慧，有的只是坚持不懈的思索精力而已。人一旦确立了自己的目标，就不应该再动摇为之奋斗的决心如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。材料三：牛顿出生的时代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。欧洲的科学，曾经有过辉煌的过去。进入中世纪后，基督教会统治欧洲长达上千年，在这个漫长的岁月里，欧洲的科学被禁锢在神学思想中，成了宗教的附属物。文艺复兴后的200年中，真正的科学伴随着资本主义的发展而登上新的历史舞台，并以磅礴的气势迅速发展。牛顿的时代是一个科学革命的大时代，而他也以巨大的成就给这个时代增添了绚烂的色彩。客观因素：西欧思想解放运动提供思想基础；英国资产阶级革命的洗礼；

资本主义经济发展；

前人的研究成果为牛顿提供很好的条件;主观因素：虚怀若谷的谦虚态度；

勤奋好学求知态度勇于探索精神；献身科学的精神等；科学的研究方法…..作用1：牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。

牛顿伏尔泰科学艺术女神缪斯作用2：牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展。艺术家笔下的牛顿在制定宇宙规律探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？材料一材料二材料三：在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从17世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是牛顿。许多历史学家认为，如果从近代科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。

——《大国崛起•工业先声》

材料四：可以说，牛顿是将实验哲学和归纳法系统地用于科学研究的开创者。而且，牛顿对归纳法的态度是严肃的、实事求是的。……他使用并倡导的科学方法，武装了一代代科学家，至今还在发挥作用。——《照亮宇宙的智慧之光牛顿》作用3：牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。作用4：牛顿“归纳—演绎”等科研方法对近代科学研究具有指导意义。探究：根据材料结合所学知识分析牛顿经典力学的作用？经典力学体系的历史地位

理论的综合：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、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。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。

实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。对地球认识的变化1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现哈雷慧星轨道的推算

长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？

“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。”

——牛顿临终遗言？学习思考(万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律。)

质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”

高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！二、驱走乌云的太阳--现代物理学理论的产生发展1、黑体辐射的研究---斯蒂芬发现黑体辐射的总量与其温度之间的定量关系.标志：

《关于正常光谱能量分布定律的理论》影响：标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。2、量子论的诞生与发展──普朗克发展：（1）德国爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有波粒二象性；（2）法国德布罗意：提出物质波理论；（3）奥德物理学家：建立量子力学诞生:量子概念,即物体在发射辐射和吸收辐射时,以一定数值的整数倍进行能量交换.狭义相对论发表100周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。

关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。……这个“优美的理论”包含了哪些主要内容呢？让我们一起来领略相对论的奥妙。

优美的理论—相对论2、相对论的建立--爱因斯坦狭义相对论广义相对论相对论打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和引力现象的认识1905年《论动体的电动力学》时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。“天上方一日，人间已一年”

乘坐“光子火箭”的星际旅行

乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？孪生子宇航难题（1）（2）（3）（4）？爱因斯坦的“时空弯曲”概念钟慢效应尺缩效应这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。

为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。相对论建立的意义

爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。项目区别关系（地位）牛顿力学体系与狭义相对论牛顿宏观物体低速运动的客观规律狭义相对论打破绝对时间和绝对空间，牛顿力学是相对论的一种特例。但不是牛顿力学对全盘否定,而是继承和发展。狭义宏观物体高速运动的客观规律狭义与广义相对论狭义适用于高速运动中的匀速运动体系广义相对论第一次阐述四维时空和物质分布相联系的的重要思想。广义适用于高速运动中的加速运动体系成功的秘诀：

A＝x＋y＋zA代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确的方法，z代表少说废话。成功的秘诀：经典力学奠基者（17世纪初）经典力学建立者（17世纪晚期）从经典力学发展到量子论、相对论（19世纪末～20世纪初）伽利略（意）牛顿（英）普朗克（德）爱因斯坦（德）近代物理学的发展过程【合作探究】

多角度分析近代自然科学兴起和发展的原因。（

（1）.资本主义生产力的发展需要科技知识，经济发展又为科技发展奠定物质基础（2）.欧洲先进国家保护奖励科技发明等政策，推动近代科学创立和发展（3）.文艺复兴、宗教改革和资产阶级启蒙运动的推动（4）.新航路的开辟，地圆说得以证实，人们对宗教的学说产生了怀疑（5）.科学家勇于探索和奉献的精神（1）伟人：牛顿。（2分）意义：经典力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合，促进了理性思想与启蒙运动的发展。（2分）(2)主张：君主及其政府的权力源于人民；建立政府的目的在于保护人民的权利；君主及其政府威胁人民权利时，人民有权推翻它。（4分）影响：为英国资产阶级革命提供理论支持，对其他国家反对封建专制斗争产生广泛影响。（2分）科学家主要成就意义伽利略自由落体定律为经典力学奠定基础注重科学研究方法牛顿《自然哲学的数学原理》（物体运动三大定律和万有引力定律）标志着牛顿力学体系的形成标志着近代科学的形成爱因斯坦相对论（狭义、广义）、光速不变原理P110和111页为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础解释光电效应出现的现象和光的本质进一步推动了量子论的发展普朗克量子论P110页。（改变了••••••使……重大变革）物理学重大进展的主要成就及意义课堂小结中世纪科学是教会恭顺的婢女然真理却在沉睡中慢慢复苏伽利略，近代科学之先驱他在歪歪的比萨斜塔用两个小球的落地诞生了一个新的定律他告诉我们真理不是古代圣人蒙灰的书籍实验和观察才是认识自然的工具酷刑恐吓，当众忏悔，终身监禁，焚书迫害教会可以囚禁科学家的躯体，却不能禁锢