第11课 物理学的重大进展 学案 (1)

第四单元第11课
物理学的重大进展
学案
课标点击
（一）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。
（二）目标分解：
1.识记伽利略、牛顿对经典力学的贡献，简述经典力学的内容及意义。
2．了解相对论、量子论的创立及主要内容，认识其历史意义。
课前预览
一、经典力学
1．形成背景。
(1)思想基础：________运动解放了人们的思想。（文艺复兴）
(2)科学基础：________开创了以实验事实为根据的近代科学。（伽利略）
2．形成标志：1687年，牛顿出版《______________________》。（自然哲学的数学原理）
3．主要内容：物体运动三大定律和_____________等。（万有引力定律）
4．主要特点：以________为基础、以________为表达形式。（实验、数学）
5．意义：对解释和预见物理现象具有决定的意义。
温馨指引：伽利略的研究方法为经典力学的创立奠定了基础；牛顿的经典力学打击了神学。
应用思考：
牛顿力学体系有哪些特征和意义？
提示：特征：注重实验；数学化；研究宏观世界。意义：标志近代科学的形成；为启蒙运动奠定了科学基础，促进思想解放；为第一次工业革命和进入蒸汽时代提供了科学条件。
二、相对论的创立
1．背景：20世纪初，经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题。
2．创立者：德国物理学家________。（爱因斯坦）
3．主要内容：
(1)狭义相对论：物体的________、空间和时间会随着物体________变化而变化。（质量、运动速度）
(2)广义相对论：空间和时间的性质取决于物质的运动情况和物质本身的________。（分布状态）
4．意义：物理学领域的一次重大革命，推动物理学发展到一个新的高度。
温馨指引：相对论揭示了时空的可变性和联系性，这一理论被后人称为20世纪人类思想史上的最伟大成就之一。
应用思考：
牛顿经典力学与爱因斯坦相对论的关系如何？
提示：牛顿经典力学的创立为相对论的提出奠定了基础。(2)牛顿经典力学正确反映了宏观物体低速运动的规律。相对论则反映了宏观物体高速运动的规律。(3)相对论是对牛顿经典力学的继承与发展，否定了牛顿力学体系的绝对时空观，将牛顿经典力学概括在相对论力学之中，加深了人们对物质和运动的认识，推动物理学发展到一个新阶段。
三、量子论的诞生与发展
1．诞生的背景：经典力学理论不能说明当时研究的微观的粒子运动。
2．诞生标志：1900年，德国物理学家__________提出了________。（普朗克、量子假说）
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)20世纪30年代，________建立起来。（量子力学）
4．意义：
(1)使人类对________的基本认识取得革命性的进步。（微观世界）
(2)与________一起，构成了现代物理学的基础。（相对论）
应用思考：
量子论和相对论的创立有什么共同点？这说明什么问题？
提示：共同点：都是科学大师们在一系列新的发现使得经典物理学陷入了危机的背景下挑战权威、追求真理的结果，都经历了一个产生发展完善的过程。说明问题：社会意识是一定社会存在的反映，任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。
互动释疑
一、经典力学体系建立的历史意义
方法点拨：科学成就的意义要从科学领域本身、社会发展和思想等角度分析。
精讲阐释：1.自然科学角度：
(1)把自然中的力学现象概括在同一体系中，是人类认识自然历史上对自然规律的总结与概括。
(2)有助于人类解释与预见物理现象，是经典物理学、天文学、现代工程力学的理论基础。
(3)建立一套与以前不同的自然观和方法论，标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。
2．生产力和社会发展角度：引发了第一次技术革命，使人类进入蒸汽时代。
3．哲学角度：
(1)打击了神学，促进了人们思想的进一步解放。
(2)为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。
特别提示：经典力学本身有不完善之处，随着科学研究的深入，无法解决越来越复杂的物理学问题。
应用示例：
1．“这些哲人(指启蒙思想家)受被牛顿证实的万有引力定律的影响很大，相信存在着不仅控制物质世界，而且控制人类社会的自然法则。”该论述反映了科学(　　)
A．改变了人类的宗教信仰
B．摆脱了宗教神学的束缚
C．影响了人类的思想观念
D．提升了人类的物质生活
解析：本题考查理解分析能力。材料反映了启蒙思想受到科学理性思维的影响，说明科学影响了人类的思想观念，故C项正确；其余三项在材料中没有体现。
答案：C
二、如何准确掌握相对论和量子论？
方法点拨：掌握相对论和量子论要从理论产生的背景、提出者及其在物理学发展中的意义等方面分析。
精讲阐释：相对论和量子论是20世纪物理学发展的重大理论突破。
理论
相对论
量子论
提出者
爱因斯坦
普朗克
产生背景
经典力学无法解释宏观宇宙世界物质的运动规律
经典力学无法解释微观粒子现象
意义
物理学的一次革命，否定了经典力学的绝对时空观，揭示了时空的可变性，树立了新的时空观、运动观和物质观
使人类对自然界的认识深入到微观领域，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式
特别提示：相对论和量子论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基础，指导核技术、电子、激光技术的发展。
应用示例：
2．“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，……要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”“这一发现”指的是(　　)
A．伽利略的自由落体定律
B．牛顿的万有引力定律
C．爱因斯坦的相对论
D．普朗克的量子假说
解析：本题考查再认再现能力。信息“二十世纪物理学研究的基础”，排除A、B项。“分子、原子以及支配它们变化的能量”属于微观世界的范畴，故选D项。相对论属于宏观世界的理论认识。
答案：D
课堂点睛
关键信息
一个主题
近现代物理学理论的发展
三大理论
经典力学、相对论、量子论
四位人物
伽利略、牛顿、爱因斯坦、普朗克
本课要旨
1.17世纪，牛顿创建了万有引力定律和力学三定律，建立了经典力学，改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论，标志近代科学的形成。2．19世纪末20世纪初，普朗克的量子假说和爱因斯坦的相对论改变了人们认识世界的角度和方式，奠定了现代物理学的理论基础。