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第四单元,近代以来世界的科学发展历程,单元开卷导读,恍惚间我穿越了时间的隧道与智者对话：观测天体的伽利略说：“如此短暂的时间，从神一到神十一不是科学而是神话！”力学大师牛顿、相对论的研究者爱因斯坦告诉我说：“多年困扰的问题被你们轻描淡写的解决了，真是不可思议！”达尔文甚至惊奇说：“从太空带回的种子也能发芽甚至长成参天大树吗？”众多先哲甚至对一台电脑就可以遥感太空中的一切感到不可思议！他们无法见证我们从神一到神十一的壮观奇迹，但我们在那片蔚蓝色的苍穹里，将梦想书写成了现实，将现实描绘成了未来，将未来归结成了前行,单元时空坐标,本单元主要讲述了近代以来世界的科学发展历程。 1物理学：伽利略的科学发现及其研究方法，奠定了经典力学的理论基础；牛顿创立的经典力学体系标志着人类科学时代的开始；20世纪初爱因斯坦相对论和普朗克量子论的提出是物理学思想的一次重大革命。 2生物学：科学家相继提出细胞和细胞学说，为生命科学的研究奠定了基础，拉马克的早期生物进化思想开始形成，在此基础上，达尔文创立了生物进化论。它引起了生物学领域的一场革命，对欧洲思想界、科学界、宗教界产生了巨大影响，对近代中国的思想界也产生了巨大震动。,单元知识预览,3自然科学的成果转化为巨大生产力，推动了三次科技革命的到来。瓦特改良蒸汽机，使人类社会进入“蒸汽时代”。发电机和电动机等电气产品纷纷出现，人类社会进入“电气时代”。20世纪60年代，互联网在美国诞生，20世纪90年代发展成为全球信息网，人类进入了信息化社会，人们的生产、生活、工作学习和思维方式随之发生了深刻的变化。,第十一课物理学的重大进展,新课情境导入,学习目标诠解,课前自主学习,一、经典力学 1背景：_运动对科学研究产生了重要影响。 2历程： (1)伽利略：发现_等物理学定律，开创了以_事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。 (2)牛顿：1687年，出版_，提出物体运动三大定律和万有引力定律，形成了以实验为基础，以_为表达形式的经典力学体系。 3意义：经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。,文艺复兴,自由落体定律,实验,自然哲学的数学原理,数学,二、相对论的创立 1背景：19世纪，随着物理学研究的进展，_无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。 2创立：20世纪初的德国物理学家_提出了相对论。 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动速度的变化而变化。 (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。,经典力学,爱因斯担,4意义； (1)相对论的提出是_领域的一次重大革命。 (2)它否定了经典力学的_，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。,物理学,绝对时空观,三、量子论的诞生与发展 1背景： (1)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到了原子内部。 (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概况：,普朗克,量子力学,光电效应,3.意义： (1)量子论使人类对_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)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)它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们_的角度和方式。,微观世界,认识世界,助学助记 【易错提醒】伽利略自由落体定律并不是近代科学形成的标志，伽利略发现自由落体定律等物理学定律，开创了近代科学，为经典力学的创立奠定了基础；牛顿力学体系是近代科学形成的标志。 【易错提醒】爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。,【图解识记】经典力学体系与相对论的内在关系,【易错提醒】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。 【思维点拨】近代以来，物理学的发展逐渐摆脱神学的束缚，呈现出对世界认识逐步深入的特征，即由宏观世界深入到微观世界。,课堂探究研析,材料牛顿(16431727年)自幼喜欢钻研科学。1687年，他的自然哲学的数学原理出版，阐述了其后被视作真理的物体运动三大定律。该书受到学术界的赞颂，很快销售一空。同年，牛顿被选为国会议员，后被封为爵士，成为英国皇家学会会长和法国皇家学会会员。当时他被公认为活着的最伟大的科学家，英国有学识的人都把牛顿“奉为他们的首领，承认他是他们的主帅和大师”。伏尔泰全面接受了牛顿的自然哲学，并与人合作发表一本关于牛顿力学体系的通俗著作。18世纪中期，牛顿的理论体系在欧洲各国得到广泛的认可，对整个欧洲和世界的科学与哲学发展产生了深远的影响。 詹姆斯格雷克牛顿传等,探究主题1牛顿力学出现的背景史料实证、历史解释,【问题】(1)根据材料并结合所学知识，指出牛顿科学成果的特点及出现的背景。 (2)据材料并结合所学知识分析指出牛顿科学成果广泛应用的原因。 【解读】材料体现了牛顿的成就及牛顿的地位，反映了当时社会对科学的重视，牛顿力学为人们提供了认识世界的新方法，对启蒙思想产生了重大影响。 【结论】(1)特点：长期实验基础上的理性探讨；突破性的科学成果。 背景：科学冲破了中世纪神学的束缚；近代科学研究方法形成；牛顿长期从事科学研究。 (2)原因：当时有重视科学的社会氛围；资本主义生产方式产生；提供了认识世界的新方法。,材料在近代科学革命时期，自然科学与宗教神学的殊死搏斗集中在如何认识“天、地、人”这些最根本的问题上，哥白尼的太阳中心说，揭示了“天地”的奥秘，哈维的血液循环理论使“人体”生理解剖构造昭然天下。在实验观测的基础上，它们以叛逆教会的姿态告诉世人：没有什么信条不可怀疑，没有什么学说不可改变。它们作为近代科学革命的两大檄文，是向宗教权威发出的挑战书，也是自然科学借以宣告独立的宣言书，科学作为神学附庸的地位不复存在。 肖耀根世界近代科学革命事件及其意义,探究主题2近代科学革命的特点及意义史料实证、历史解释,【问题】据材料，概括近代科学革命的特点及历史意义。 【解读】“特点”据材料信息“与宗教神学的殊死搏斗”“在实验观测的基础上”概括，“历史意义”从对神学的冲击、思想解放等角度概括。 【结论】特点：反对宗教神学；以实验观测为基础。 历史意义：冲击了宗教神学统治，促进了思想解放；科学取得了独立发展地位，不再是神学的附庸。,材料爱因斯坦的相对论产生了重大影响，该理论表明宇宙有一个空间和时间的结构。根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。也就是说，对于测量者来说，空间和时间是相对的。对于门外汉来说，这些观点通常用不能理解的数学公式解释表明科学已经达到了能够被人类所知的界限。 美杰里本特利、赫伯特齐格勒新全球史 【问题】(1)根据材料并结合所学知识，指出爱因斯坦的理论与牛顿力学理论最明显的区别。 (2)根据材料并结合所学知识，说明爱因斯坦相对论与牛顿力学体系的关系。,探究主题3相对论与经典力学的关系时空观念、历史解释,【解读】爱因斯坦提出的相对论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，发展了牛顿力学。 【结论】(1)牛顿力学理论的时空观是绝对的，爱因斯坦的时空观是相对的。 (2)相对论一方面否定了牛顿力学的绝对时空观，揭示了时间和空间的本质属性；另一方面也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，把物理学推进到一个新的高度。,
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