高二历史人教版必修3教学案第11课物理学的重大进展

第11课物理学的重大进展

【高考说明】

经典力学;伽利略、牛顿对经典力学建立所作的奉献；经典力学在近代自然科学理论开展中

的历史地位。相对论与量子论；爱因斯坦的相对论；量子论的诞生与开展

【学问体系】

一、经典力学

1.背景：

(1)思想根底：和运动解放了人们的思想，科学渐渐从神学的桎梏中解放出来,

进入到试验科学的时代；

(2)物质根底：17世纪英国资本主义经济的快速开展；

(3)理论根底：伽利略争论奠基

(4)个人因素：牛顿在科学领域的探究精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。

2.奠基：伽利略的奉献

(1)创立科学的争论方法：和。

(2)通过试验证明，外力的缘由，只是的缘由；

(3)通过试验发觉等物理学定律；

(4)是第个自制望远镜并发觉很多星体，证明了“日心说"的正确性。

(1)开创了以为依据并具有的近代科学；

(2)为经典力学的创立和开展；

(3)标志物理学的真正开端。

4.建立：牛顿力学

(1)条件：伽利略争论奠基

(2)成就：

①确认物体宏观运动规律；

②标志：年出版??

③提出__________________________________定律和定律

④把地球上的物体运动和的运动概括到同一个理论之中，形成了一个以

为根底、以表达形式的牛顿力学体系。

(3)意义：

①人类熟悉自然的历史上第一次进行的理论性的概括和总结，标志着近代科学的形成。

②经典力学体系具有科学性和预见性：依据牛顿力学体系，人们发觉了海王星和冥王星。

③促进了资本主义两次科技革命的消失

二、现代物理学的根底

1.背景

(1)经典力学在熟悉宏观世界格微观世界方面存在局限：

①宏观方面，经典力学无法解释争论中遇到的新问题。

②微观方面，微观的粒子运动不能用经典力学理论来解释。

(2)电子和放射线的发觉，翻开了原子的大门。

2.两大理论

(1)相对论的创立

主要理论：①1905年爱因斯坦提出相对论一一

②1916年爱因斯坦完成广义相对论的最终形式——

意义：①是学领域的一次重大革命；推动物理学开展到一个新高度。

②否认经典力学的观，深刻揭示了和的本质属性；

③也开展了牛顿力学，将其概括在力学之中。

(2)量子论的诞生与开展

①目的：为了解决上的疑点。

②诞生：1900年，提出量子假说，宣告量子论的诞生。主要内容是：物体在放射

辐射与汲取辐射时能量的交换或变化，是的方式进行的，是以肯定

式变化的；在辐射的放射与汲取的过程中，能量不是的，而是有一

个最小的份额单元一一""或""。1918年获得奖。

③开展

爱因斯坦利用量子论成功地解释了，丹麦物理学家提出了有关

的量子理论。20世纪年月，量子力学建立起来。

④意义

使人类对的根本熟悉取得革命性进步，成为20世纪最深刻、最有成就的理论

之一，成为现代物理学的根底之一。

3.相对论、量子论提出的意义：

量子论和相对论构成了现代物理学的，弥补了经典力学在熟悉宏观世界和微观世界的

缺乏。它们的提出，不仅推动了的进步，而且开阔了人们的视野，转变了

_____________________________________________________________________________________________________________O

【学问链接】

一、相对论与牛顿力学的关系如何？

1.牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，相对论反映的是物体高速运动的客观规

律，它否认了牛顿力学的肯定时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。

2.相对论也开展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论之中，相对论是对牛顿力学的继承和

开展。

(3)总而言之，相对论只否认了牛顿的肯定时空观，没有否认整个牛顿力学。牛顿力学是整

个力学的根底。相对论开展了牛顿力学，打破了传统的肯定时空观。

二、为什么说量子论和相对论是现代物理学的两大支柱？

1.经典物理学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象，但在宏观的宇宙世界和微观的粒

子世界面前，就显得不太够用了.

2.量子论的形成标志着人类对客观规律的熟悉，开头从宏观世界深化到微观世界；同时，在

此为根底的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的开展。

3.相对论的提出否认了经典力学的肯定时空论，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，推动

物理学开展到一个新的高度。

4.量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的根

本理论框架。

三、经典力学在近代自然科学理论开展中的历史地位

1.牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统、合理的说明，完成了人类对自然界熟悉

史上的第一次理论大综合。

2.引发了以英国工业革命为起点的第一次技术革命，使人类进入蒸汽时代。

3.使力学和天文学在理论上到达了相当完备的程度，同时也在生产和科学实践中得到广泛的

应用和验证.

4.使科学摆脱了神学的束缚而向前开展。

【问题探究】：

2011年10月，随着苹果公司CEO史蒂夫•乔布斯的离世。一句网络帖子快速走红：“有

三个革果：一个诱惑了夏娃，一个砸醒了牛顿，一个被乔布斯咬了一口，并转变我们每个人

看世界的方式。"

材料一在？自然哲学的数学原理？的序言里，牛顿写道：理性力学应当是争论任何力所

引起的运动和产生任何运动的力的科学。因此，本书被命名为自然哲学的数学原理。由于，

自然哲学的一切难题都涉及通过各种运动现象来争论自然力，再通过这些自然力来解释其他

现象。

（1）材料中被“砸醒”后的牛顿的宏大发觉是什么？牛顿的“众多发觉”在人类文明史

上产生了什么巨大的历史作用？

材料二爱因斯坦与牛顿的对话（虚拟）

爱因斯坦：你真宏大，你建立了牛顿力学框架体系，相对论中存在的问题都被你指了出

来。

牛顿：你比我更宏大，相对论在很多学科中有着广泛的应用，它和量子力学一起，已成

为近代物理学的两大根底理论，相对论包涵了我的三条运动定律及万有引力定律。

爱因斯坦：你我的理论都有瑕疵。

牛顿：哪有十全十美的理论，大家不用我们的理论，他们没有别的理论可用，圣人、神

仙也要犯错误，你我都是凡人，你我的身躯己经溶入了自然界，但是，你我的灵魂还留在人

间。

一一毛民义：相对论网站

（2）依据材料结合所学学问指出牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系。他们留给人类

的“灵魂"是什么？

材料三“科学〃一词起源于中国古汉语，原意为“科举之学〃。到近代翻译西方著作，翻

译英文science的时候，引用了中国古汉语的“科学"一词，意为各种不同类型的学问和学

问。到了1893年，康有为引进并使用“科学〃二字。严复在翻译？天演论？等科学著作时，也

用“科学〃二字。此后，“科学〃二字便在中国广泛运用。

——百度名片

（3）结合所学学问，简述近代意义的“科学”在中国近代社会开展进程中所产生的乐观

作用。

阅读材料，答复以下问题。

材料一在古希腊社会，……这个时期有科学争论活动，而且取得了辉煌的成就，但是这些科

学争论活动及其发觉是没有固定的社会角色（即专职的科学家）的状况下进行和取得的，从

事科学争论活动的人是由当时的“哲学家〃和“技术人员”（包括医生）兼职的。例如，……

亚里士多德虽然是古典物理学和生物学的创始人，但是他公开的的社会身份是哲学家，争论

科学是兼职的。

——王顺义？西方科技十二讲？

材料二牛顿确立的新标准不仅是近代科学革命的顶点，而且也是人类思想史上最深刻的革

命，它的影响远远超出了物理学范围。

——王顺义?西方科技十二讲?

材料三所谓科学革命一般说来指的就是通行的科学理论体系的急剧转变……迄今为止，科

学史上有据可查的关于物质世界的一般理论总共不过三种，分别以亚里斯多德、牛顿和爱因

斯坦的名字命名……但真正的科学革命，实际上只发生过两次。

——马克森?世界文明史?

（1）依据材料一并结合所学学问，指出亚里士多德在物理学和生物学方面的争论成果，并简

要分析古希腊社会科学争论能取得辉煌成就的缘由。

（2）依据材料二并结合所学学问，指出牛顿确立的“新标准”及其确立的标志，并简要分析

新标准“远远超出物理学范围的影响"。

(3)依据材料三并结合所学学问，指出两次“真正的科学革命”中其次次"科学革命”的突

出成就，并简要说明它与前一次科学革命成就之间的关系。

【典型例题】

1.菲利普•费尔南德兹•阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都

是带有哄骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度年轻。平行线可以交叉。光

线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是

A.伽利略B.达尔文C.牛顿D.爱因斯坦

2.德意志诗人诺瓦利斯(1772—1801)认为，哲学是全部科学之母，科学的开展又会推动哲学

的进步。他能够举出的最正确论据是：

A.牛顿及其？自然哲学的数学原理？B.达尔文及其?物种起源？

C.爱因斯坦及其“相对论”D.康德及其?纯粹理性批判？

3.自然科学的开展经受了由古代科学向近代科学的转变过程。意大利闻名科学家伽利略被誉

为“近代科学之父”，是基于他

A.以试验事实为依据并强调严密规律体系B.争论行星运动取得重大成果

C.用数学方法和规律体系描述宇宙运动D.对宇宙的熟悉动摇神学的基

【课堂小结】

【跟踪训练】

1.列宁曾说17世纪牛顿把“造物主"从无生命现象争论领域驱除出去一样，19世纪达

尔文又把"造物主"从有生命领域的争论驱除出去了。以下说法正确的有①牛顿？自然哲学的

数学原理？一书标志着经典力学体系形成②牛顿经典力学存在着肯定时空观无法解释物理学

争论的新问题，后爱因斯坦提出相对论，推动物理学开展③牛顿和达尔文都不，故能把造物

主驱除出去④达尔文的代表性著作是?物种起源?⑤达尔文生物进化法那么不仅适用于生物进

化领域争论，更适应于人类社会领域，落后民族、落后国家应优胜劣汰。

A.②③④B.①②④C.②③⑤D.①③⑤

2.法新社斯德哥尔摩1918年12月10日电：”由于他对能的性质所做的革命性发觉，今

日被授予诺贝尔物理奖。”这里的“革命性发觉”指的是

A.万有引力定律B.经典力学体系C.相对论D.量子理论

3.西方历史学家指出：“当人们谈及最近几代人中被传入等东方国家的西方文明时，我

们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指的基督教化，而是指在17世纪后半叶开头

转变西方面貌的科学、思维模式和文明的全部工具。”这里的"开头转变西方面貌的科学、

思维模式和文明的全部工具”是指

A.牛顿的经典力学体系B.瓦特的改进蒸汽机

C.达尔文的生物进化论D.爱因斯坦的相对论

4.中心电视台电视系列片?大国崛起?解说词中说：“三百年前，人类的思想还布满着迷信

和恐惊，水为什么会往低处流？太阳为什么会升起落下？这些今日看来简洁至极的问题，在

当时却是根本无法熟悉和把握的。”这些“当时却是根本无法熟悉和把握”的问题，最终被

人类破解的标志性科学成就是

A.牛顿的经典力学B.达尔文的进化论

C.爱因斯坦的相对论D.李四光的地质力学

5.1645年左右，英国一批科学家开头每周在伦敦聚会争论科学争论等问题。……1662

年，查理二世颁发特许状，批准成立英国皇家学会，旨在利用和完善自然学问，促进自然学

问的增长。上述历史现象得以消失的历史条件有

A.工业革命的绽开B.近代自然科学的产生

C.生物进化论确实立I).牛顿力学体系的形成

6.爱因斯坦高度评价某一物理学成就时说：“这一发觉成为二十世纪物理学争论的根

底，从那个时候起几乎完全打算了物理学的开展。要是没有这一发觉，那就不行能建立起分

子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。〃以下有关“这一发觉”的表述正确的

选项是

A.有助于解释光电效应B.揭示了时间和空间的本质属性

C.证明了“自然界无跳动"原那么D.促进了人们深化熟悉宏观世界

7.德国闻名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝他

说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的开展了，将一生献给这门学

科，太惋惜了。"以下理论能否认这位老师观点的是

A.自由落体定律B.电磁感应现象C.经典力学体系D.相对论

8.自然科学的理论具有惊人的预见性，原子弹的创造与以下那一理论有关？

9.1919年11月9日？纽约时报?头版文章有如下标题：“天之光歪斜”“科学家急迫等

待着日蚀观测的结果"“恒星不是在它们好像应当所在的或被计算出来的位置上，但不必担

忧。”这些文章介绍的科学理论应当是

A.经典力学B.相对论C.广义相对论D.量子理论

10.爱因斯坦在评价某物理学理论成果时说：“这一发觉成为20世纪物理学争论的根底,

从那个时候起几乎完全打算了物理学的开展。要是没有这一发觉，那就不行能建立起分子、

原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论"。以下关于“这一发觉”的表述，错误的选

项是

A.揭示了空间和时间的可变性B.推动了现代物理学的重大开展

C.有助于成功地解释光电次效应D.促进了人们深化熟悉微观世界

11、阅读材料，答复以下问题：

材料一此时的宇宙被描述成运动中的物质，受到布满宇宙的无形的力的掌握，无论是

地面还是天空，这些力可用数学方式表现出来。中世纪那幅封闭的、仅限于地面并以地球为

中心的宇宙图景被淘汰了，代之而起的是无限的、受普遍法那么制约的新宇宙，地球现在被

看作其中的一颗行星。

一一马文•佩里?西方文明史？

材料二这次卫星放射成功，是我国开展空间技术的一个良好开端，是毛主席无产阶级

革命路线的宏大成功，是无产阶级文化大革命的又一丰硕成果……中国人民这一宏大成功，

给正在坚持武装斗争的亚、非、拉各国人民和全世界革命人民以巨大的鼓舞，给的美和社会

以沉重的打击，粉碎了他们垄断空间技术的迷梦。

—据新华社电

材料三神舟六号尚在太空游览，很多“搭车”企业就已经开头计算收益。航天领域每

投入1元钱，将会产生7元至12元的回报。航天，将为国民经济开展带来多大动力……中国

将连续以科学开展观为统领，把经济社会开展转入到以人为本、全面协调可持续开展的轨道

上。崇尚科学、爱好和平的中国，肯定会和平利用太空资源、让太空真正为人类造福。

一一据新华社电

材料四科学不仅刷新了我们的世界图景，也刷新了我们的日常生活。……然而，在科

学成功的背后，我们必需看到一个潜在的危急正在显露出来；人类通过大规模地开发大自然,

虽然把握了更高的能量，有了支配自然界的力量，但却动摇了人类生存的根基。

——摘自吴国盛?科学的历程？

请答复：

⑴材料一中的“普遍法那么"指的是什么？以该法那么为核心的理论体系产生了哪些影

响？

(2)材料二、三在阐述不同时期中国空间技术开展的主导思想侧重点有何不同？结合所学历史

背景分析产生差异的缘由是什么？

(3)怎样理解材料四中科学“动摇了人类生存的根基”？如何应对这种“潜在的危急"？

【教学反思】

第11课参考答案

【问题探究】：

1.答案：(1)发觉:万有引力定律。

作用：构成了近代力学体系，完成了人类对自然熟悉史上的第一次理论大综合。成