2015-2016学年高二历史人教版必修3课件：4.11 物理学的重大进展

-1-第四单元近代以来世界的科学发展历程-2-第11课物理学的重大进展-3-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测学习目标思维脉络1.识记经典力学、相对论和量子论的主要发展历程和主要内容。2.理解近代物理学取得突出成就的历史条件,分析相对论和量子论诞生的主要原因及其重大影响。3.认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位,分析经典力学与相对论之间的关系。-4-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测知识点一知识点二知识点三经典力学1.伽利略的贡献(1)成就:伽利略通过实验,发现了自由落体定律等物理学定律。(2)意义:改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念,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,为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。2.牛顿的贡献(1)成就:1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,提出了物体运动三大定律和万有引力定律等。(2)意义:形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系,即经典力学体系。-5-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测知识点一知识点二知识点三相对论的创立1.背景到了19世纪,随着物理学研究的进展,经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题,面临着挑战。2.创立(1)狭义相对论认为,物体运动时,质量会随着物体运动速度增大而增大,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)广义相对论认为,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。-6-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测知识点一知识点二知识点三3.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,深刻地揭示了时间和空间的本质属性。(3)它也发展了牛顿力学,推动物理学发展到一个新的高度。自主思考19世纪,经典力学为什么会面临重大危机?相对论进一步发展了经典力学的表现是什么?提示:原因:19世纪,随着科学的进步,人们对自然界的认识进一步深化;经典力学的绝对时空观无法解释物理学研究中遇到的新问题。表现:打破了经典力学的绝对化思维模式,为人们提供了辩证地看待世界的途径。-7-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测知识点一知识点二知识点三量子论的诞生与发展1.背景:19世纪末20世纪初,电子和放射线的发现,打开了原子的大门,人们对物质的认识深入到了原子内部。2.过程(1)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。(2)爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应,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。-8-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测知识点一知识点二知识点三3.意义(1)量子论使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步,成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。(2)相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足,它们构成了现代物理学的基础。(3)量子论和相对论的提出,不仅推动了物理学自身的进步,而且开阔了人们的视野,改变了人们认识世界的角度和方式。自主思考量子论和相对论的提出有什么共同点?提示:都建立在实验的基础之上;都发展了经典力学,弥补了经典力学的不足;都改变了人们思维的角度和方式。-9-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二牛顿力学体系的意义史料导入牛顿所做的一切成为科学革命的象征,不过这绝不意味着欧洲科学变革的终结。在天文学家和物理学家层出不穷的新发现的鼓舞下,其他领域的科学家也开始放弃古典科学的权威思想,努力以新方法解释自然界。17、18世纪的科学家通过直接观察自然现象来检验自己的理论,并运用数学推理进行解释,从而引发了解剖学、物理学、微生物学、化学和植物学的彻底变革。——[美]杰里·本特利、赫伯特·齐格勒《新全球史》-10-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二互动探究(1)据史料并结合所学知识,说明牛顿在物理学领域的贡献。(2)据史料,概括指出牛顿为自然科学研究领域带来的新变化。(3)17、18世纪自然科学的发展对社会科学的发展产生了怎样的影响?提示(1)提出了物体运动三大定律和万有引力定律,建立了经典力学体系。(2)形成了以实验为基础、以数学为表达形式的新的科学研究方法;引发了自然科学领域的彻底变革。(3)进一步打破了教会的精神枷锁,推动了人们的思想解放,为启蒙运动创造了条件。-11-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二名师精讲(1)促进了物理学的发展。由机械运动的三大定律(惯性定律、加速度与力的关系、作用力与反作用力)和万有引力定律组成的牛顿力学体系,正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律,实现了自然科学的第一次理论性的大综合,这是人类对自然认识的一个飞跃。(2)标志着近代自然科学的形成。牛顿力学最显著的特征,一是注重实验,实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的内在逻辑关系,并由此得出重要结论;二是它的数学化,自然的数学结构是近代科学先驱深信不疑的真理。因此,牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成。-12-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二(3)为启蒙运动的兴起创造了条件。由于牛顿证明了地上的力学也能应用于天上的星球,从而昭示了一种简单而统一的自然规律的存在。由此人们发现,原来整个错综复杂、扑朔迷离的自然界,不过是一个按某种法则运转的巨大的机械装置,而且没有上帝的地盘。于是,传统的宗教信仰被动摇,唯物主义思潮开始盛行。到18世纪后期,欧洲的知识精英大多对基督教持怀疑态度,这种情况在法国尤其突出。启蒙思想家在牛顿启发、激励下所进行的种种思考,在历史上曾起过非常积极的作用,有力地推动了现代文明的发展和人类社会的进步。-13-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二典例分析“在这篇具有划时代意义的论文中,他将天体、地球联系在一起,并将其放到整个宇宙体系中进行研究……认为整个宇宙中的物体都遵守这一定律,并运用数学推理证明这套理论适用于世界上一切运动中的物体。”“这一定律”是指()A.哥白尼的太阳中心说B.牛顿的万有引力定律C.爱因斯坦的相对论学说D.普朗克的量子论假说-14-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二题目立意:本题旨在通过对牛顿经典力学特征的认识,考查从材料中提取有效信息并分析历史问题的能力。解题指导:解答本题,首先要从材料中提取“划时代”“定律”“数学推理”等有效信息。在此基础上,再对题目涉及的理论进行筛选。牛顿把地球上的物体运动和天体的运动概括在同一理论之中,开创性地提出了万有引力定律,形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系。因此,B项符合题意。答案:B-15-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系史料导入阿尔伯特·爱因斯坦的相对论产生了重大影响……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。也就是说,对于测量者来说,空间和时间是相对的。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够被人类所知的界限。——[美]杰里·本特利、赫伯特·齐格勒《新全球史》互动探究(1)据史料,概括指出爱因斯坦相对论的主要内容及其在科学发展史上的地位。(2)据史料并结合所学知识,指出爱因斯坦的理论与牛顿力学理论最明显的区别。(3)据史料并结合所学知识,说明爱因斯坦相对论与牛顿力学体系的关系。-16-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二提示(1)主要内容:时间和空间是相对的。地位:表明科学已经发展到被人类所知的高度。(2)牛顿力学理论的时空观是绝对的,爱因斯坦的时空观是相对的。(3)相对论一方面否定了牛顿力学的绝对时空观,揭示了时间和空间的本质属性;另一方面也发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,把物理学推进到一个新的高度。-17-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二名师精讲(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律,这些定律有一个不容忽视的前提,即物体运动是在低速情况下,这些定律才适用。相对论力学出现后,牛顿力学并未失去光辉。当物体运动的速度远远低于光速时,相对论力学定律就趋近于牛顿的经典力学定律。(2)20世纪初,爱因斯坦提出相对论,否定了牛顿的绝对时空观,指出了时间和空间的辩证关系,即时间和空间不是绝对不变的,而是随着物质的运动而变化,物质质量随运动速度的变化而变化。爱因斯坦还提出质能转化原理,奠定了利用原子能的理论基础,加深了人们对物质和运动的认识,在哲学和科学上都具有重大意义。(3)相对论发展了牛顿力学,牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍指导着我们的物理学思想。-18-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCEI当堂检测探究点一探究点二典例分析“本来,亚里士多德的逻辑、欧几里德的数学和牛顿的物理学共同构成了欧洲人的宇宙观,现在看来,它坍塌了。”直接导致欧洲人的宇宙观“坍塌”的是()A.启蒙运动的发展B.工业革命的拓展C.爱因斯坦相对论的提出D.世界市场的形成题目立意:本题旨在通过对爱因斯坦相对论影响的理解和认识,考查分析和解决历史问题的能力。解题指导:1905年,爱因斯坦提出了相对论,揭示了时间和空间的本质属性,从根本上打破了牛顿的绝对时空观,引发了物理学领域的一场革命,这导致了欧洲人宇宙观的革命性变化。答案:C-19-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCE当堂检测123451.伽利略被称为“近代科学之父”,主要是因为他()A.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B.用实验的方法证明了哥白尼“日心说”的正确性C.通过研究发现了自由落体定律等物理学定律D.否定了古希腊以来关于物体大小决定下降速度的认识答案:A-20-第11课物理学的重大进展首页XINZHIDAOXUE新知导学ZHONGNANTANJIU重难探究DANGTANGJIANCE当堂检测12