人教版历史必修三物理学的重大进展.pptx
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1、第四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1.1.通读课文通读课文,勾画并记忆以下知识点:勾画并记忆以下知识点:(1)(1)伽利略的物理学成就和牛顿创立经典力学体系。伽利略的物理学成就和牛顿创立经典力学体系。(2)(2)相对论的提出及其对物理学的发展。相对论的提出及其对物理学的发展。(3)(3)量子理论的提出和量子力学的建立。量子理论的提出和量子力学的建立。(4)(4)重点掌握相对论和量子理论对物理学的发展。重点掌握相对论和量子理论对物理学的发展。2.2.在掌握近代以来世界科学发展脉络的基础上在掌握近代以来世界科学发展脉络的基础上,探究思考:探究思考:(1)(1)如何认识经典力
2、学在近代自然科学理论发展中的历史地位如何认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位?(2)(2)现代物理学的历史影响是什么现代物理学的历史影响是什么?(3)(3)量子理论和相对论的提出有什么共同点量子理论和相对论的提出有什么共同点?这说明了什么这说明了什么?一、经典力学一、经典力学1.1.背景:背景:_不仅解放了人们的思想不仅解放了人们的思想,也对科学研究也对科学研究产生了重要影响。产生了重要影响。2.2.伽利略:伽利略:(1)(1)贡献。贡献。通过实验证实通过实验证实,外力并不是维持运动状态的原因外力并不是维持运动状态的原因,只是改变运只是改变运动状态的原因。动状态的原因。发现了发现了_
3、等物理学定律。等物理学定律。文艺复兴运动文艺复兴运动自由落体定律自由落体定律(2)(2)意义。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。改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。开创了以开创了以_为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。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。为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。实验事实实验事实3.3.牛顿创立经典力学体系:牛顿创立经典力学体系:(1)(1)标志:标志:16871687年年,出版了出版了自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理一书一书,提出提出了物体运动三大定律和了物体运动三大定律和_等。等。(2)(
4、2)特征:以实验为基础、以特征:以实验为基础、以_为表达形式。为表达形式。(3)(3)意义。意义。对解释和预见物理现象对解释和预见物理现象,具有决定性意义。具有决定性意义。根据万有引力定律根据万有引力定律,人们发现了海王星等。人们发现了海王星等。万有引力定律万有引力定律数学数学二、相对论的创立二、相对论的创立1.1.背景:背景:1919世纪世纪,经典力学面临着挑战。经典力学面临着挑战。2.2.创立:创立:2020世纪初的德国物理学家世纪初的德国物理学家_提出。提出。3.3.内容:内容:(1)(1)狭义相对论:物体运动时狭义相对论:物体运动时,_,_会随着物体运动速度增大会随着物体运动速度增大而
5、增加而增加,同时同时,空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。化。(2)(2)广义相对论:空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情广义相对论:空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况况,也取决于物质本身的也取决于物质本身的_。爱因斯坦爱因斯坦质量质量分布状态分布状态4.4.意义:意义:(1)(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。(2)(2)它否定了经典力学的它否定了经典力学的_,_,深刻地揭示了时间和空深刻地揭示了时间和空间的本质属性。间的本质属性。(3)(3)发展了牛顿力学发展了牛顿力学,将牛顿力学概括
6、在相对论力学之中将牛顿力学概括在相对论力学之中,推动推动物理学发展到一个新的高度。物理学发展到一个新的高度。绝对时空观绝对时空观【思维点悟思维点悟】如何理解相对论是一把双刃剑如何理解相对论是一把双刃剑?提示:提示:相对论的提出是物理学上的巨大突破相对论的提出是物理学上的巨大突破,特别是核能的开特别是核能的开发和利用发和利用,它是一把双刃剑它是一把双刃剑,合理利用核能将造福人类合理利用核能将造福人类,否则将否则将会威胁世界和平甚至整个人类的生命财产安全。会威胁世界和平甚至整个人类的生命财产安全。三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1.1.背景:背景:(1)19(1)19世纪末世纪末202
7、0世纪初世纪初,人们对物质的认识深入到了人们对物质的认识深入到了_。(2)(2)微观的粒子运动不能用微观的粒子运动不能用_的理论来说明。的理论来说明。2.2.过程:过程:人物人物贡献贡献结果结果普朗克普朗克19001900年提出年提出_2020世纪世纪3030年代年代,_建立建立起来起来爱因斯坦爱因斯坦利用量子理论解释利用量子理论解释_玻尔玻尔提出原子的量子理论提出原子的量子理论原子内部原子内部经典力学经典力学量子假说量子假说光电效应光电效应量子力学量子力学3.3.意义:意义:(1)(1)使人类对使人类对_的基本认识取得革命性的进步。的基本认识取得革命性的进步。(2)(2)量子论与相对论一起量
8、子论与相对论一起,构成了现代物理学的基础构成了现代物理学的基础,弥补了经弥补了经典力学在认识典力学在认识_和微观世界方面的不足。和微观世界方面的不足。(3)(3)不仅推动了物理学自身的进步不仅推动了物理学自身的进步,而且开阔了人们的视野而且开阔了人们的视野,改改变了人们变了人们_和方式。和方式。微观世界微观世界宏观世界宏观世界认识世界的角度认识世界的角度【易错辨析易错辨析】量子假说量子假说量子力学体系量子力学体系19001900年年,为解决热辐射理论上的疑点为解决热辐射理论上的疑点,普朗克提出了量子假普朗克提出了量子假说。但这并不是量子力学的全部说。但这并不是量子力学的全部,继普朗克的量子假说
9、之后继普朗克的量子假说之后,爱爱因斯坦提出了光的量子理论因斯坦提出了光的量子理论,丹麦物理学家玻尔提出了原子的丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。量子理论。2020世纪世纪3030年代研究微观粒子运动规律的量子力学体年代研究微观粒子运动规律的量子力学体系建立起来。系建立起来。一、判断正误一、判断正误1.1.伽利略继承古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念伽利略继承古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念,开创了近代科学。开创了近代科学。()()提示:提示:伽利略通过实验伽利略通过实验,发现了自由落体定律等物理学定律发现了自由落体定律等物理学定律,大大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运
10、动的观念大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。以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。2.2.牛顿在牛顿在自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理一书中提出了微积分的体一书中提出了微积分的体系。系。()()提示:提示:牛顿在牛顿在自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理一书中一书中,提出了物体运提出了物体运动三大定律和万有引力定律等动三大定律和万有引力定律等,而非微积分的体系。而非微积分的体系。3.3.德国物理学家普朗克独自一人创立并完善了量子理论。德国物理学家普朗克独自一人创立并完善了量子理论。()()提示:提示:19001
11、900年年,德国物理学家普朗克提出了量子假说德国物理学家普朗克提出了量子假说,宣告了量宣告了量子论的诞生子论的诞生,为量子理论奠定了基石。后来为量子理论奠定了基石。后来,经过爱因斯坦与玻经过爱因斯坦与玻尔的发展完善尔的发展完善,20,20世纪世纪3030年代年代,量子力学建立起来。量子力学建立起来。4.4.相对论和量子论的出现是现代物理学的伟大贡献。相对论和量子论的出现是现代物理学的伟大贡献。()()提示:提示:相对论和量子论发现人们日常经验之外的宏观世界和微相对论和量子论发现人们日常经验之外的宏观世界和微观世界的物质运动规律观世界的物质运动规律,推动了物理学的进步。推动了物理学的进步。二、问
12、题思考二、问题思考1.1.西方文艺复兴之后科技为什么能够迅速发展西方文艺复兴之后科技为什么能够迅速发展?提示:提示:西方文艺复兴打破了封建神学的束缚西方文艺复兴打破了封建神学的束缚,解放了人们的思解放了人们的思想想(重视科学实验重视科学实验,反对先验论反对先验论,富于探究精神富于探究精神););这场思想解放这场思想解放运动适应了资本主义发展的需要运动适应了资本主义发展的需要,为近代自然科学和各种学术为近代自然科学和各种学术的发展清除了思想障碍。的发展清除了思想障碍。2.2.牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃?提示:提示:(1)(
13、1)牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统、牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统、合理的说明合理的说明,完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。合。(2)(2)适用于整个太阳系、一切天体运动以及宇宙中的所有物体。适用于整个太阳系、一切天体运动以及宇宙中的所有物体。(3)(3)使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度,同时也在同时也在生产和科学实践中得到广泛的应用和验证。生产和科学实践中得到广泛的应用和验证。(4)(4)使科学摆脱了神学的束缚使科学摆脱了神学的束缚,向前发展。向前发展。3.3.与
14、现实不相符合的相对论被人们接受说明什么问题与现实不相符合的相对论被人们接受说明什么问题?提示:提示:(1)(1)深奥的抽象理论可能与人们的日常生活常识相距甚深奥的抽象理论可能与人们的日常生活常识相距甚远不被认知远不被认知,甚至与日常经验相矛盾而遭到质疑。甚至与日常经验相矛盾而遭到质疑。(2)(2)物理学上的抽象理论必须经过精确而理想的条件下的实验物理学上的抽象理论必须经过精确而理想的条件下的实验来证明来证明,真理要由事实证明真理要由事实证明,真理最终会改变人们看世界的角度真理最终会改变人们看世界的角度和方式。和方式。(3)(3)理论一旦应用于实际理论一旦应用于实际,会直接推动整个社会生产力的发
15、展会直接推动整个社会生产力的发展,从而根本上改变人类的物质生活。从而根本上改变人类的物质生活。主题一主题一 经典力学体系的确立及其意义经典力学体系的确立及其意义【探究讨论探究讨论】材料一材料一15901590年年,伽利略在比萨斜塔上做了伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落两个铁球同时落地地”的著名实验的著名实验,从此推翻了亚里士多德从此推翻了亚里士多德“物体落下的速度和物体落下的速度和重量成比例重量成比例”的学说的学说,纠正了这个持续了纠正了这个持续了1 9001 900年之久的错误结年之久的错误结论。论。材料二材料二17811781年年,人们发现了天王星人们发现了天王星,但它的理论计算位置
16、与实但它的理论计算位置与实际观测始终不符。根据万有引力理论际观测始终不符。根据万有引力理论,人们设想这可能是由于人们设想这可能是由于有一颗未知行星对天王星产生影响的结果。以后有一颗未知行星对天王星产生影响的结果。以后,一些科学家一些科学家进行了大量计算进行了大量计算,根据他们的计算结果根据他们的计算结果,1846,1846年年9 9月月,人们终于发人们终于发现了海王星。现了海王星。请分析:请分析:1.1.根据材料一和所学知识指出伽利略在科学研究上的主要贡献根据材料一和所学知识指出伽利略在科学研究上的主要贡献是什么。有何意义是什么。有何意义?提示:提示:贡献:贡献:(1)(1)伽利略通过实验证实
17、伽利略通过实验证实,外力并不是维持运动状外力并不是维持运动状态的原因态的原因,只是改变运动状态的原因。只是改变运动状态的原因。(2)(2)通过实验通过实验,他发现了他发现了自由落体定律等物理学定律自由落体定律等物理学定律,开创了以实验事实为根据并具有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。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。意义:为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础。2.2.据材料二据材料二,人类为什么能够发现海王星人类为什么能够发现海王星?提示:提示:(1)(1)文艺复兴运动解放了人们的思想文艺复兴运动解放了人们的思想,自然科学研究开始自然科学研究
18、开始摆脱教会的束缚。摆脱教会的束缚。(2)(2)牛顿力学体系的形成牛顿力学体系的形成,提出了万有引力定律。提出了万有引力定律。(3)(3)以实验为基础以实验为基础,以数学为表达形式的科学研究方法的出现。以数学为表达形式的科学研究方法的出现。【要点归纳要点归纳】经典力学的特征和影响经典力学的特征和影响 1.1.特征:特征:(1)(1)注重实验注重实验,实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系在的逻辑联系,并由此得出重要的结论。并由此得出重要的结论。(2)(2)数学化数学化,这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自这种数学化的根源是自然内在的数学关系
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