2023年第七单元第课.docx

学习本单元一要抓住近代以来科学技术的发展这一基本线索，从物理学、生物学、蒸汽机的改进和电气技术的应用、互联网的诞生四个方面掌握本单元的内容；二要结合物理学、生物学等相关学科的知识，运用科学技术是第一生产力的观点，全方位剖析科技发展给人类社会带来的巨大进步第19课　物理学的长足进步[学习目标]课程标准重点难点1.了解经典力学的主要内容，认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，认识其意义1.掌握经典力学、相对论和量子论的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位重点)2．理解经典力学与相对论及量子论之间的关系难点)一、牛顿与经典力学1．背景(1)由于封建主义的禁锢，欧洲中世纪科学技术的发展十分缓慢2)随着资本主义萌芽的产生、新航路的开辟和殖民扩张的推动，16世纪末，欧洲开始进入近代科学技术的发展时期3)17世纪下半叶，牛顿在开普勒发现三大行星运行规律的基础上，总结伽利略的力学研究成果，先后发现了物体运动三定律和万有引力定律2．创立：1687年，《自然哲学的数学原理》出版，标志着以实验为基础、以数字为表达形式的经典力学体系的形成3．主要内容(1)物体运动三定律，是机械运动的基本规律，主要包括惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律。

2)万有引力定律则认为，宇宙间的一切物体都有互相吸引的力，并给出计算两个物体之间吸引力的公式4．地位和影响(1)经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑2)牛顿的力学理论，对此后两个世纪科学的发展，产生了深刻的影响[思维点拨]　经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；二是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1．牛顿力学体系的特征及其局限性是什么？提示　(1)特征①注重实验实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系，并由此得出重要的结论②力学体系的数学化主要运用他创立的微积分做计算工具，这种数学化源于自然界内在的数学关系2)局限性：牛顿经典力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上在牛顿力学体系中，存在着绝对的静止和绝对的时间这种绝对的时空观符合人们的日常经验，但无法解释高速运动的物体运动的规律和微观世界中的粒子，这说明牛顿力学体系面临着危机和挑战二、爱因斯坦和相对论1．背景：随着科学实验的进步，经典力学无法解释研究中出现的一些新问题2．创立：20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，进而创立了相对论。

3．内容(1)狭义相对论：光速是物质运动的极限速度物体的质量、空间和时间随着物体运动速度的变化而变化，证明了时间和空间是物质运动的基本属性这就将伽利略和牛顿以来的绝对时空观发展到相对论时空观2)广义相对论：揭示了四维时空同物质的统一关系，从而在更深层次上否定了绝对时空观4．意义(1)相对论的创立，为物理学的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命2)创立了新的时空观，进一步丰富和发展了经典力学，并把它概括在相对论理论之中3)相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的认识能力和思维模式的发展[误区警示]　爱因斯坦的相对论并未全面否定牛顿力学体系爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系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，至今仍指导着物理学的发展相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观2．爱因斯坦的相对论和牛顿力学之间具有怎样的关系？提示　(1)牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律；(2)相对论否定了牛顿力学的绝对时空观，同时也继承和发展了牛顿力学，将其概括在相对论之中。

三、量子论的创立1．背景：随着现代科学的发展，特别是电子和放射线的发现，使人们的研究开始进入原子内部2．发展进程(1)1900年，德国物理学家普朗克提出了著名的“量子假说”2)1905年，爱因斯坦提出了光量子论3)丹麦物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态4)1925年左右，量子力学最终建立3．量子论的意义(1)与相对论等一起，引起了物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展2)揭开了微观世界的奥秘，改变了人们对整个物质世界的认识3)许多交叉科学都是立足于量子这块基石之上发展起来的[历史认识]　量子理论及在此基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理、原子核物理等学科的发展，标志着人类对客观世界的认识，开始从宏观世界深入到微观世界，开创了物理学的新纪元3．为什么说相对论和量子论使人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度？提示　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，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式4．普朗克是怎样解决“原子范围”内的问题的？有何意义？提示　普朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。

意义：标志着量子论的诞生，使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步主题一　经典力学的特征与影响1．特征史料　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……1758年这颗彗星果然如期出现，因此被命名为哈雷彗星[问题思考]史料中“哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道”，体现出经典力学的什么特点？答案　以实验为基础；以数学为表达形式2．影响史料一　启蒙思想家们相信，如果牛顿可以发现主宰物质世界的自然法则的话，那么①用他的方法，他们也可以发现主宰人类社会的自然法则——[美]R.R.帕尔默《现代世界史》史料二　“牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替他伟大而明晰的观念，②作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义——《巨人百传丛书——爱因斯坦》[教你读史]①指出了牛顿经典力学对启蒙思想所产生的影响②指出牛顿经典力学对近代自然科学所产生的影响，是人类对自然规律的第一次总结与概括，是近代物理学发展的理论基础[问题思考]据史料一、二并结合所学知识，归纳牛顿经典力学的意义答案　牛顿力学打击了神学，促进了人们的思想解放，对人类自身的信心和启蒙运动产生了积极影响。

牛顿力学体系在自然哲学领域中具有基础性地位，标志着近代科学的形成经典力学的特征与影响(1)特征①注重实验，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，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研究人们日常生活中易于理解的宏观世界2)影响①促进了物理学的发展把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类在认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括②标志着近代自然科学的形成牛顿力学最显著的特征：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；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③推动了工业革命的发展牛顿力学和热学引发了第一次工业革命,使人类社会进入“蒸汽时代”④为启蒙运动的兴起创造了条件牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了神学，促进人类思想不断解放主题二　相对论和量子论1．相对论史料　①17世纪牛顿创立的经典力学符合人们的日常经验，也被认为是天经地义的但是到19世纪末，物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题。

爱因斯坦的②相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就——[英]皇家学会会长汤姆逊[教你读史]①指牛顿经典力学研究人们日常生活中易于理解的宏观世界②相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论[问题思考](1)史料中“晴空上漂浮着两朵乌云”是指什么？后来驱散“两朵乌云”的是哪些新理论？(2)据史料，为什么说相对论是“人类思想上最伟大的成就之一”？答案　(1)“两朵乌云”：19世纪末，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙这些研究已超出了经典物理学的范围物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题新理论：量子论和相对论2)相对论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，提出了全新的时空观、运动观和物质观，发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度2．量子论史料　①能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子……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须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P(这是物体的特性值——逸出功)。

②那些表面上朝着垂直方向被激发的电子，将以最大法线速度离开物体——《爱因斯坦文集》[教你读史]①是量子论的内容；②是运用量子理论对光电效应的解释[问题思考]根据史料，分析爱因斯坦这一研究的理论基础是什么，在这方面他有何贡献答案　理论基础：普朗克于1900年提出的量子假说，量子论宣告诞生贡献：用量子理论成功地解释了光电效应经典力学、相对论与量子论之间的关系(1)经典力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认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子理论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等学科的发展3)相对论的提出否定了经典力学的绝对时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，推动物理学发展到一个新的高度4)量子论和相对论弥补了经典力学的缺点，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架[记知识纲要][背核心术语]1．牛顿创建了万有引力定律和力学三定律，建立了经典力学体系，改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论。

2．19世纪末20世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出了相对论，改变了人们认识世界的角度和方式，标志着人类迈入现代科学技术时代3．量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基础1．牛顿力学体系的诞生创造了一个新的时代牛顿说：“假如我看得远些，那是因为我站在巨人们的肩膀上为牛顿经典力学的创立奠定基础的科学家是(　　)A．伽利略　 B．爱因斯坦　 C．爱迪生　　D．瓦特答案　A解析　伽利略的实验科学方法为牛顿经典力学的创立奠定了基础，其他三个科学家都生活在牛顿之后2．(2019·厦门期末)“地心引力不再被看作是一种魔幻或神秘的力量，而成了全知全能的创造者的卓越发明，通过单一的法则，使得各种潮汐、卫星、行星和所有地球上的生命得以各安其所文中的“法则”是指(　　)A．生物进化论 B．万有引力定律C．量子论 D．广义相对论答案　B解析　材料核心是：地心引力通过单一的法则，使各种潮汐、卫星、行星和所有地球上的生命各安其所材料大意符合牛顿万有引力定律的特点，故B项正确3．(2019·合肥一中期末测试)这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100多年来，人们不时从中悟出宇。