1、第11课物理学的重大进展课程标准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。重点难点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。2.理解经典力学与相对论及量子论之间的关系。一、经典力学1.背景(1)文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。(2)16世纪末17世纪初，伽利略发现了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。判断正误(1)文艺复兴和启蒙运动解放了人们的思想，对经典力学产生了重要
2、影响。()(2)伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志着物理学的真正开端。()2.建立(1)提出：1687年，牛顿出版了自然哲学的数学原理一书。(2)内容：物体运动三大定律和万有引力定律等。(3)特征以实验为基础。以数学为表达形式。3.地位及作用：经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。后来，根据万有引力定律，人们发现了海王星等。图解历史经典力学二、相对论的创立1.背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学面临着挑战。2.创立：20世纪初的德国物理学家爱因斯坦提出。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，同时，空间和时间也会随着物体运
3、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：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。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绝对时空观，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，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。思维点拨爱因斯坦的相对论并非全面否定了牛顿力学体系。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。相对论反映的是物体高速运动的客观
4、规律，是对牛顿力学的继承和进一步发展。三、量子论的诞生与发展1.背景(1)19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到原子内部。(2)实验表明，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成功地解释了光电效应。(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年代，量子力学建立起来。思维点拨爱因斯坦的相对论仍然是对宏观世界的探究与认识，而量子论的提出使人类对世界的研究进入微观世界。4.意义(1)量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的
5、科学理论之一。(2)量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。(3)量子论与相对论的提出，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。归纳总结经典力学、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
6、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。1.印证教材观点材料一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7576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。应用1材料一中“哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道”，体现出经典力学以实验为基础，以数学为表达形式的特点。材料二启蒙思想家们相信，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
7、.帕尔默现代世界史应用2材料二表明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。2.获取材料信息材料20世纪初，相对论和量子理论出现，它们掀起了物理学革命，构成了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索又跃上了一个新的高度。世界文化简史应用材料为什么说这两大支柱的形成使“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。科学革命、工业革命及政治革命之间的相互关系斯塔夫里阿诺斯在全球通史中写道：“关于这些革
8、命(科学革命、工业革命和政治革命)，须特别提到的另一特点是，它们并不是平行或独立地进行的。它们互相依赖，连续地一者对另一者起作用。”解读作者主要说明了历史发展中的各个要素是相互作用、相互影响的。科学革命、工业革命以及政治革命在17、18世纪以后互相作用，共同推动了世界发展。针对练1688年，牛顿发明了反射性望远镜。基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，牛顿还发现了太阳光的光谱，并发展出了颜色理论。这些成就()A.推动了物理学的继续发展B.标志近代实验科学的开端C.挑战了封建神学创世说D.证明了“自然界无跳跃”答案A解析“1688年，牛顿发明了反射性望远镜”“发现了太阳光的光谱，并发展出了颜色
9、理论”这些均是物理学的重大发现，推动了物理学向前进步，故A项正确。1.(2018河南三市高二期中)有学者在肯定近代某科学家的成就时说：“他认为经不起实验检验的理论不是科学，一种理论，必须具有简单而完美的逻辑形式，必须具有相应的数学形式，才称得上是科学理论，这一思想宣判传统科学和经院哲学的非科学性，为近代科学开创了新的方法论原则。”该“科学家”应是()A.否定宗教神学的哥白尼B.颠覆经院哲学的达尔文C.揭示时空观本质的牛顿D.经典力学奠基人伽利略答案D解析经典力学的奠基人伽利略开创了新的方法论，以数学为表达形式，故D项正确。2.“18世纪没有跟着以往的哲学学说中的那种思维方式亦步亦趋；相反，它按
10、照当时自然科学的榜样和模式树立了自己的理想”。这个“自然科学的榜样和模式”指()A.哥白尼的日心说 B.伽利略的实验科学C.牛顿力学体系 D.瓦特改良蒸汽机答案C解析哥白尼日心说的提出突破了地心说，是人类认识自然界的进步，但不是真正科学的理论，故A项错误；伽利略的实验科学推动物理开始走上科学的道路，故B项错误；牛顿力学体系为近代自然科学奠基，故C项正确；瓦特改良蒸汽机属于技术革新层面，故D项错误。3.“这部巨著表明，一切能够计时与测量的运动，无论是在地球上的还是在太阳系内的，都可用相同的数学公式来加以描述。”这部巨著的产生()A.能准确算出地球的平均密度和扁平率B.揭示了时间与空间的本质属性C
11、.人类对微观世界的基本认识取得了革命性进步D.构成了现代物理学的基本理论框架答案A解析根据“无论是在地球上的还是在太阳系内的，都可用相同的数学公式来加以描述”并结合所学知识可判断这部巨著是牛顿的自然哲学的数学原理。这部巨著提出了物体运动三大定律和万有引力定律等，能准确算出地球的平均密度和扁平率，故A项正确。4.钟慢效应是指“运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了”。由此可知，“钟慢效应”理论()A.科学地解释了万有引力的存在B.是对自由落体理论的新发展C.奠定了光电效应的理论基础D.颠覆了人们传统的时空观念答案D解析材料“运动的钟比静止的钟走得慢，
12、而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了”，揭示了时间、空间、速度、质量间的相对关系，颠覆了人们传统的绝对时空观，故D项正确。5.(2017宣城高二期末)水平伸开的布是平坦的，而当你在布上放一个铅球，布面就会弯曲了，这时再放一个小玻璃球在布上，它就会滚向中央的铅球。同理，星球的质量使周围的时空弯曲，“引力”实际上是一个时空弯曲的现象。材料所描述的理论()A.拓展了对宏观世界的认识B.推动欧洲启蒙运动进程C.发现能量辐射的运动规律D.准确预见海王星的存在答案A解析根据“时空弯曲”等信息可判断该理论为爱因斯坦的相对论。相对论深刻地揭示了时间和空间的本质属性，拓展了对宏观世界的认识，故A项正确。6.(2018大连高二期末)诺贝尔奖得主杨振宁教授曾在中山大学说：20世纪20年代物理学“遍地黄金”，爱因斯坦26岁时一年写出三篇震惊世界的文章，“因为物理学几大原则问题正在等待破解”。爱因斯坦的贡献是()A.经典力学体系，描述了宇宙运行的法则B.相对论，改变了人们对世界的认识角度C.量子论，对微观世界认识有革命性进步D.以太说，否定了传统以来光的传播理论答案B解析爱因斯坦提出相对论，改变了人们对世界的认识角度，故B项正确。
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