2024-2025学年高中历史第4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讲义教案新人教版必修3

PAGE第11课物理学的重大进展课程标准素养解读1.了解经典力学的主要内容，相识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2．知道相对论、量子论的主要内容，相识其意义。1.从历史说明角度理解经典力学的主要内容，相识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2．从历史说明角度，识记相对论、量子论的主要内容，相识其意义。3．运用唯物史观理解近现代物理学的重大成就，评价其推动社会进步的意义。学问点一经典力学1．背景：文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学探讨产生了重要影响。2．历程3．意义(1)这一体系对说明和预见物理现象，具有确定性意义。(2)依据万有引力定律，人们发觉了海王星等。近代科学形成的标记伽利略发觉的自由落体定律不是近代科学形成的标记。伽利略发觉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记。学问点二相对论的创立1．背景：19世纪，经典力学面临挑战。2．创立：20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了相对论。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，空间和时间也会随着物体运动速度的变更而变更。(2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动状况，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肯定时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。(3)它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。经典力学体系与相对论内在关系学问点三量子论的诞生与发展1．背景(1)19世纪末20世纪初，人们对物质的相识深化到了原子内部。(2)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了量子假说，宣告了量子论的诞生。3．发展(1)爱因斯坦利用量子理论胜利地说明了光电效应。(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年头，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相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)它与相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在相识宏观世界和微观世界方面的不足。(3)推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，变更了人们相识世界的角度和方式。图示法理解物理学的发展经典力学的特征和意义史料一1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的闻名试验，从今推翻了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说①，订正了这个持续了1900年之久的错误结论。——《中学历史教学参考资料》[解读]①表明伽利略推翻了亚里士多德的错误结论，对近代科学探讨做出了重大贡献。[思索]依据史料一及所学学问，指出伽利略在科学探讨上的主要贡献。有何意义？【提示】贡献：①伽利略通过试验证明，外力并不是维持运动状态的缘由，只是变更运动状态的缘由。②通过试验，他发觉了自由落体定律等物理学定律，开创了以试验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学。意义：为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础。史料二1781年，人们发觉了天王星，但它的理论计算位置与实际观测始终不符。依据万有引力理论……一些科学家进行了大量计算，依据他们的计算结果，1846年9月，人们最终发觉了海王星②。[解读]②反映了牛顿力学体系对天文学探讨的影响。[思索]依据史料二及所学学问，分析人类能够发觉海王星的缘由。【提示】文艺复兴运动解放了人们的思想，自然科学探讨起先摆脱教会的束缚；牛顿力学体系形成，提出了万有引力定律；以试验为基础、以数学为表达形式的科学探讨方法的出现。经典力学的特征和意义1．特征(1)注意试验：试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)探讨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干脆阅历的微观现象，表明人们对物质世界的相识在不断深化。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，是人类相识自然历史上对自然规律的第一次总结与概括。②有助于人类说明和预见物理现象，是经典物理学、天文学、现代工程力学等的理论基础。③标记着近代科学的形成和人类科学时代的起先。(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。量子论和相对论的地位及影响史料一牛顿先生，很愧疚推翻了您的理论①，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创建力所能达到的巅峰。但是……这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。——爱因斯坦[解读]①说明爱因斯坦在肯定程度上否定了牛顿的理论。[思索]史料一中爱因斯坦以什么理论“推翻”了牛顿的理论？它是对牛顿力学的完全否定吗？【提示】相对论。相对论只是否定了经典力学的肯定时空观，它发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。史料二能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量赐予了单个电子……一个在物体内部具有动能的电子，当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。此外还必需假设，每个电子在离开物体时还必需为它脱离物体做肯定量的功P(这是物体的特性值——逸出功)。那些表面上朝着垂直方向被激发的电子②，将以最大法线速度离开物体。——《爱因斯坦文集》[解读]史料二中②处是运用量子理论对光电效应的说明。[思索]依据史料二，分析爱因斯坦这一探讨的理论基础是什么，在这方面他有何贡献。【提示】基础：普朗克于1900年提出的量子假说，量子论宣告诞生。贡献：用量子理论胜利地说明了光电效应。量子论和相对论的地位及影响1．地位量子论和相对论一起构成了现代物理学的基础。2．影响(1)量子论是探讨微观世界粒子运动规律的科学。量子论带来了很多划时代的技术创新，使人类对微观世界的相识有了革命性的进步。(2)相对论打破了传统的肯定时空观，发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度，为人们供应了辩证地看待世界的途径。(3)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，对物理学本身，对自然科学，对整个人类生活与思维都产生了不行磨灭的影响。量子理论和相对论的异同1．不同点：相对论描绘的是一个崭新的宏观宇宙世界，量子理论描绘的是微观粒子世界。2．相同点(1)从背景上看：19世纪末，物理学得到了发展，一系列新发觉无法用经典物理学说明，经典物理学陷入了危机。(2)从产生的过程看：都是敢于挑战权威、追求真理的结果，都经验了一个产生、发展和完善的过程。(3)从产生的主观因素看：都和爱因斯坦有关，爱因斯坦利用量子理论胜利说明了光电效应；相对论是爱因斯坦提出的。(4)从影响来看①都是现代物理学的基础，弥补了经典物理学的不足。②都大大开阔了人们的视野，变更了人们看世界的角度和方式。③都对物理学本身、自然科学和整个人类的思维产生了重要影响。[课堂小结]时空坐标答题术语1.牛顿建立了经典力学，变更了自中世纪以来人们的相识论和方法论。经典力学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。2．相对论的提出是物理学领域最宏大的革命之一。它在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，打破了经典物理学肯定化的思维模式，为人们供应了辩证地看待世界的途径。3．量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本相识有了革命性的进步。量子力学对其他科学领域都产生了重大影响，从根本上变更了人类的物质生活。1．开创了以试验事实为依据并有严密逻辑体系的近代科学家是()A．哥白尼B．伽利略C．爱迪生D．瓦特B[伽利略通过试验发觉了自由落体定律，开创了以试验事实为依据并有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。故选B项。]2．《自然哲学的数学原理》的发表，标记着经典力学体系的初步建立，实现了物理学史上的第一次大飞跃。为此作出卓越贡献的科学家是()A．牛顿B．达尔文C．爱迪生D．爱因斯坦A[依据材料“《自然哲学的数学原理》的发表，标记着经典力学体系的初步建立”并结合所学学问可知，牛顿创立了经典力学体系，A项正确；达尔文提出了进化论，解除B项；爱迪生是独创家，并未提出力学理论，解除C项；爱因斯坦提出的是相对论，而非经典力学体系，解除D项。]3．相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它的创立者是()A．普朗克B．达尔文C．牛顿D．爱因斯坦D[20世纪初，德国物理学家爱因斯坦经过多年探讨，提出了相对论。故选D项。]4．他说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”当大多数物理学家沿着牛顿的道路接着前行时，他却走上了一条创新之路，提出了对牛顿力学体系和肯定时空观进行根本性变革的理论。他是()A．达尔文B．爱迪生C．普朗克D．爱因斯坦D[对牛顿力学体系和肯定时空观进行根本性变革的理论是爱因斯坦的相对论。]5．有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热情的欢迎。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。”此语意指()A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B．相对论有背于人们的生活常识C．理论物理与人们日常生活很远D．宏大的科学家不如知名艺术家B[相对论的观点与人们的日常阅历不太一样，甚至有着尖锐的冲突，但它在物理学上却特别合理并且为试验所证明。]6．科学探讨表明，黑洞(Blackhole)是“一个时空曲率大到光都无法从其事务视界逃脱的超大天体”，下列与这一相关理论理解正确的是()A．标记近代科学体系的形成B．揭示了时空的本质属性C．是对微观世界相识的革命性进步D．挑战了封建神学创世说B[依据材料“时空曲率大到光都无法从其事务视界逃脱的超大天体”可知黑洞与时间和空间有关，结合所学学问可知，相对论揭示了时空的本质属性，符合材料主旨，故B项正确；近代科学体系形成的标记是牛顿建立经典力学体系，故A项错误；对微观世界的相识属于量子论的内容，故C项错误；挑战封建神学创世说的是进化论，故D项错误。]7．阅读下列材料：材料一伽利略的发觉以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最宏大的成就之一，而且标记着物理学的真正开端。这个发觉告知我们，依据干脆视察所得出的直觉的结论，经常不是牢靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去……伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点并用新的观点来代替它，这就是伽利略的发觉的重大意义。——爱因斯坦《物理学的进化》材料二20世纪初，相对论和量子论出现，它们掀起了物理学革命，成为现代物理学的两大支柱，并对其他学科产生了历史性的影响。人类对自然世界的科学探究又跃上了一个新的高度。(1)爱因斯坦所说的“伽利略的发觉”指的是什么？分析这一发觉的意义。(2)结合所学学问指出相对论和量子论出现的历史背景。为什么说这两大支柱的形成使人类对自然世界的科学探究又跃上了一个新的高度？[解析]第(1)问，依据所学学问