必修3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
学习目标
1.了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献，认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。
2.知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容，认识相对论、量子论的意义。
主干梳理
一、物理学的重大进展
（一）经典力学
1.经典力学的重要奠基者──伽利略
（1）背景： 不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。
（2）成就：
①创立科学的研究方法：观察和 。
②物理学：发现自由落体定律等物理学定律。
③天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。
（3）意义：开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的 科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。
2.牛顿创立经典力学
（1）标志： 年牛顿发表 ，提出物体运动三大定律和万有引力定律。
（2）特点：以 为基础，以 为表达形式。
（3）意义：
①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。
②经典力学体系具有科学性和预见性：牛顿力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，根据牛顿力学体系，人们发现了海王星和冥王星。
（二）爱因斯坦相对论的创立
1．历史背景：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．相对论的提出及主要内容：
（1）提出： ，爱因斯坦提出了著名的相对论。
（2）内容：相对论包含狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论认为，物体运动时， 会随着物体运动速度增大而增加，同时， 和 也会随着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。
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 状态。
3．意义：
（1）相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的 时空论，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。
（2）爱因斯坦的相对论也 了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。
（三）量子论的诞生与发展
1．诞生的背景：
（1）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）大量的实验表明，微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。
2．量子论的诞生、发展和量子力学：
（1）诞生： 年，德国物理学家 提出量子假说，宣告了量子论的诞生。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。
（2）发展：
①爱因斯坦利用量子论成功地解释了 效应。
②丹麦物理学家玻尔提出了有关 的量子理论。
③20世纪30年代量子力学建立起来。
3.量子论和量子力学的影响：
（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、最有成就的科学理论之一。
（2） 与 一起构成现代物理学的基础，并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）推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
?问题探究
归纳近代科技产生、发展的原因。（从经济、政治、思想、个人等方面考虑）
巩固练习
1．伟大的物理学家牛顿对人类的主要理论贡献是
A．建立经典力学体系 B．发现落体定律 C．提出相对论 D．创立量子力学
2．物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，这是哪一理论的内容
A．万有引力定律 B．狭义相对论 c．惯性定律 D．广义相对论
3．下列表述不正确的是
A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础
B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象
C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的
D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步
4．海王星的发现是根据
A．哥白尼日心说的推算 B牛顿理论的推测
C.法拉第学说的计算 D.爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
5．爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是
A．完全继承 B．完全否定 C．有否定、有发展 D．没有任何关系
6.爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为 ①否定了经典力学的绝对时空观 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 ③打破了经典力学体系的局限性 ④使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
7.现代物理学的基础是
A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子论、相对论
8.有人说，如果说文艺复兴把神从人们的生活中驱逐出去；哥白尼的《天体运行论》把神从天文学中驱逐出去；17世纪的牛顿把造物主从无生命现象的研究领域驱逐出去；19世纪把造物主从有生命现象的研究领域驱逐出去的是
A、达尔文 B、法拉第 C、居里夫人 D、爱因斯坦
9．达尔文进化论使人们不再把动物和植物之间、动物和人类之间的区别看作是绝对和神圣的，主要原因是达尔文进化论
A.是时代进步的综合产物 B. 说明生物物种是由简单的物种演化而来的
C. 打破了上帝造人的神话 D.改变了绝大多数人对生物界和人类在生物界中位置的看法
10．下列活动冲击了封建神学，推动了生物学进展的有：
①文艺复兴 ②宗教改革 ③启蒙运动 ④资产阶级革命 ⑤工业革命
A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C． ①③ D．①③④⑤
11．1859年以后，信仰再次产生严重的危机。宗教真理之金同那个盛装它的古老破旧的钱袋一起丢弃了，而且再也找不回来了。这主要是由于
A．马丁·路德提出信仰得救，与“上帝直接对话”B．选尔文发表《物种起源》，否定生物“神创说”
C．牛顿创立经典力学理论，摆脱神学对科学的束缚D．赫胥黎创立人猿同祖论，否定“上帝造人说”
主干梳理
一、（一）文艺复兴运动；实验；近代；1687；《自然哲学的数学原理》；实验；数学。（二）20世纪初；质量；空间；时间；分布；绝对；发展。（三）1900；普朗克；光电；原子；量子论；相对论。
问题探究
归纳近代科技产生、发展的原因。
(1)经济：资本主义生产关系的产生、发展是近代科技产生的前提和根本推动力。
(2)政治：资产阶级民主政治的建立，为近代科技提供了自由发展的空间。
(3)思想：思想的解放（文艺复兴、宗教改革、启蒙运动）为近代科技的发展扫清了精神枷锁。
(4)风气：面向现实，重视实践，崇尚理性的科研精神也有利于科技的发明和发展。
(5)个人：科学家们的不懈努力。
?巩固练习
ABCBC ADABA B
课件19张PPT。怀疑
（背景）16-19世纪近代物理学
探索
（成就）进步
（影响）19-20世纪初现代物理学
第11课 物理学的重大进展 科学技术是第一生产力
最后把爱因斯坦的一句名言献给同学们：
“没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人，社会的向上发展是不可想象的。”
2、海王星的发现是根据
A、哥白尼日心说的推算
B、牛顿理论的推测
C、法拉第演说计算
D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示 1、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，最显著的特征是
①注重实验 ②数学化
③体现微观世界 ④经验法
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②④4.下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是
①落体定律 ②万有引力定律
③狭义相对论 ④量子论
A. ①②③④ B. ①③②④
C. ②①④③ D. ①②④③ 3、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为 ①否定了经典力学的绝对时空观 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 ③打破了经典力学体系的局限性 ④使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④怀 疑 中世纪的神学世界观及其对人们思想认识的束缚探究：1、经典力学体系建立的历史背景是什么？
（近代自然科学形成的背景/为什么会怀疑）思想条件：经济条件：主观条件：文艺复兴的推动资本主义的发展科学家的探索一、近代物理学——经典力学探索 2、成就：经典力学体系的建立（1）奠基——伽利略科学研究领域的成就：自主探究：
经典力学体系的建立过程中哪两位科学家起到了关键的作用？
他们在科学研究领域有哪些成就？ P54-55C 开创近代科学的研究方法：观察实验和逻辑论证。A 物理学：力与运动状态的关系，自由落体定律B 天文学：自制望远镜，证实了“日心说”一、近代物理学——经典力学（2）建立——牛顿 B、建立起以实验为基础以数学为表达形式（特点）的牛顿力学体系，即经典力学体系。 A、1687年，出版《自然哲学的数学原理》，提出运动三大定律和万有引力定律。站在巨人的肩膀上探索 2、成就：经典力学体系的建立科学研究领域的成就：物体运动+天体运动一、近代物理学——经典力学 推动了生产力的进步和资本主义的发展
（伽利略的实验方法和逻辑体系为经典力学奠定基础；牛顿完成了经典力学体系的建构）推动了物理学自身的发展, 促进了近代自然科学的进步。 冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放。进步：3、经典力学体系的影响3、经济发展：1、自然科学：2、思想认识：2、思想认识： “牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。” ——《大国崛起》一、近代物理学——经典力学怀 疑经典力学体系的无法解释一些新问题探究：1、近代物理学发展到现代物理学的历史背景？（经典力学遭遇挑战的原因）自身局限：思想条件：主观条件：宏观、低速、绝对时空观生产力的进一步发展（两次工业革命）科学家的探索精神（怀疑、求真）启蒙运动的影响（理性主义）经济条件：自身需要：研究领域的拓展 物理学危机二、现代物理学——相对论和量子论探索 2、成就之一：相对论狭义相对论：打破了绝对时空观，同时也适用于物体高速运动状态探究：爱因斯坦的相对论对经典力学有哪些突破? 经典力学的局限：
适用于低速运动状态 绝对时空观广义相对论：进一步深化了对时间、空间和引力现象 的认识。A、1905年，爱因斯坦提出狭义相对论和光速恒定假设。（质量、空间、时间随着运动速度的变化而变化，即尺缩效应和钟慢效应）
B、1916年，爱因斯坦提出广义相对论（时间和空间的结构和性质不仅取决于物体的运动状态，也取决于物质本身的分布状态，即时空可以扭曲）二、现代物理学——相对论和量子论经典力学狭义相对论广义相对论影响：否定了经典力学的绝对时空观，弥补了经典力学在宏观物体高速运动研究的不足。自主学习：19世纪末20世纪初电子和放射线的发现使人们对物质的认识深入微观领域，是谁打开了对这一领域的系统研究的大门？对于经典力学有什么发展？这一领域的研究有哪些发展？探索 2、成就之二：量子论德国物理学家-普朗克A、1900年，普朗克提出量子假说；
B、爱因斯坦…；C、玻尔…；D、20c30s量子力学建立。影响：使人类对微观世界的认识取得革命性进步，弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。二、现代物理学——相对论和量子论 开阔视野，改变了人们认识世界的__ 和___。进步：3、现代物理学两大支柱建立的影响B、思想认识：A、自然科学： 相对论的提出是物理学思想的一项重大革命。否定…，深刻地揭示了… 。它也发展了… ， …推动… 。P56第一段 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，与相对论一起构成现代物理学的基础，弥补了… ，推动了… 。P57第二段二、现代物理学——相对论和量子论深刻的影响着人类社会的发展和进步。（正面、负面）C、社会发展：探究：16世纪到20世纪初不断推动物理学发展的因素有哪些？提示：经济 思想 科学探索精神 科学自身发展要求进步：3、现代物理学两大支柱建立的影响 现代最伟大的物理学家。1879年出生于德国的一个犹太人家庭。青年时代就在物理学上卓有成就。1905年提出了狭义相对论，到1916年又推出广义相对论。相对论的新观念对现代物理学的发展影响深远。1921年他因发现光电效应定律而获得诺贝尔奖。爱因斯坦（1879-1955）
普朗克1875年在慕尼黑大学学物理时，物 理老师P.约里曾劝他不要学纯理论，因为物理学“是一门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学” 普朗克的另一位导师，柏林大学的基尔霍夫（1824-1887）也说过类似的话，他说“物理学已经无所作为，往后无非在已知规律的小数点后面加上几个数字而已。” 不怀疑不能见真理…不要为已成的学说所压倒。
—— 李四光广岛核爆大亚湾核电站嫦娥二号太阳能薄膜电池 “要使科学造福人类，而不成为祸害”
—爱因斯坦
