（新课标）2019春高中历史 第四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展课件 新人教版必修3

历史必修必修 人教版人教版第四单元近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程单单元元开开卷卷导导读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：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：“如此短暂的如此短暂的时间，从神一到神十一不是科学而是神话！时间，从神一到神十一不是科学而是神话！”力学大师牛顿、相对论的研究者力学大师牛顿、相对论的研究者爱因斯坦告诉我说：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，真是不可思多年困扰的问题被你们轻描淡写的解决了，真是不可思议！议！”达尔文甚至惊奇说：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从太空带回的种子也能发芽甚至长成参天大树吗？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。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；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。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。了巨大震动。单单元元知知识识预预览览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，使人类社会进入改良蒸汽机，使人类社会进入“蒸汽时代蒸汽时代”。发电机和电动机等电气产品纷纷。发电机和电动机等电气产品纷纷出现，人类社会进入出现，人类社会进入“电气时代电气时代”。20世纪世纪60年代，互联网在美国诞生，年代，互联网在美国诞生，20世世纪纪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、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。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第十一课物理学的重大进展1 1新课情境导入新课情境导入2 2学习目标诠解学习目标诠解3 3课前自主学习课前自主学习4 4课堂探究研析课堂探究研析5 5随堂达标验收随堂达标验收6 6课课 时时 作作 业业新课情境导入新课情境导入学习目标诠解学习目标诠解学习目标学习目标素养透视素养透视学法指导学法指导1.了解经典力学的了解经典力学的主要内容，认识其主要内容，认识其在近代自然科学理在近代自然科学理论发展中的历史地论发展中的历史地位。位。2知道相对论、知道相对论、量子论的主要内量子论的主要内容，认识其意义。容，认识其意义。1.唯物史观：通过对量子论产生的唯物史观：通过对量子论产生的历史意义的学习，认识到量子论的历史意义的学习，认识到量子论的产生不仅推动了物理学的发展，而产生不仅推动了物理学的发展，而且改变了人们的思维方式，学会辩且改变了人们的思维方式，学会辩证地分析问题。证地分析问题。2家国情怀：从牛顿经典力学体家国情怀：从牛顿经典力学体系、量子理论到相对论的提出，认系、量子理论到相对论的提出，认知近代自然科学的伟大成就和科学知近代自然科学的伟大成就和科学家探索自然的科学精神。家探索自然的科学精神。1.注 意 联 系 物 理 知注 意 联 系 物 理 知识，加深对相关概念识，加深对相关概念的认识，理解经典力的认识，理解经典力学与相对论的关系。学与相对论的关系。2理清近代以来物理清近代以来物理学发展的主要线理学发展的主要线索，分时期了解物理索，分时期了解物理学取得的进展及意学取得的进展及意义。义。课前自主学习课前自主学习一、经典力学一、经典力学1背景：背景：_运动对科学研究产生了重要影响。运动对科学研究产生了重要影响。2历程：历程：(1)伽利略：发现伽利略：发现_等物理学定律，开创了以等物理学定律，开创了以_事实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。础。(2)牛顿：牛顿：1687年，出版年，出版_，提出物体运动三大，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为表达形式的经典力学体系。学体系。3意义：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。经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。文艺复兴文艺复兴自由落体定律自由落体定律实验实验自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理数学数学二、相对论的创立二、相对论的创立1背景：背景：19世纪，随着物理学研究的进展，世纪，随着物理学研究的进展，_无法解释研究中无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。遇到的一些新问题，面临着挑战。2创立：创立：20世纪初的德国物理学家世纪初的德国物理学家_提出了相对论。提出了相对论。3内容：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。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。物质本身的分布状态。经典力学经典力学爱因斯担爱因斯担4意义；意义；(1)相对论的提出是相对论的提出是_领域的一次重大革命。领域的一次重大革命。(2)它否定了经典力学的它否定了经典力学的_，深刻地揭示了时间和空间的本质，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。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。个新的高度。物理学物理学绝对时空观绝对时空观三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1背景：背景：(1)19世纪末世纪末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。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。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：概况：国家国家人物人物贡献贡献结果结果德国德国_1900年，提出量子假说，这一假说年，提出量子假说，这一假说宣告了量子论的诞生宣告了量子论的诞生20世纪世纪30年代，年代，_建立建立起来起来德国德国爱因斯坦爱因斯坦利用量子理论成功解释利用量子理论成功解释_丹麦丹麦玻尔玻尔提出有关原子的量子理论提出有关原子的量子理论普朗克普朗克量子力学量子力学光电效应光电效应3.意义：意义：(1)量子论使人类对量子论使人类对_的基本认识取得革命性的进步，成为的基本认识取得革命性的进步，成为20世世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。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。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，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，改变了人们改变了人们_的角度和方式。的角度和方式。微观世界微观世界认识世界认识世界助学助记助学助记【易错提醒易错提醒】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。基础；牛顿力学体系是近代科学形成的标志。【易错提醒易错提醒】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。发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。【图解识记图解识记】经典力学体系与相对论的内在关系经典力学体系与相对论的内在关系【易错提醒易错提醒】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。子论的提出使人类对世界的研究进入微观世界。【思维点拨思维点拨】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。世界认识逐步深入的特征，即由宏观世界深入到微观世界。课堂探究研析课堂探究研析材料材料牛顿牛顿(16431727年年)自幼喜欢钻研科学。自幼喜欢钻研科学。1687年，他的年，他的自然哲学的自然哲学的数学原理数学原理出版，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奉为他们的首领，承认他是他们的主帅和大师师”。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。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。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，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。对整个欧洲和世界的科学与哲学发展产生了深远的影响。詹姆斯詹姆斯格雷克格雷克牛顿传牛顿传等等探究主题探究主题1牛顿力学出现的背景牛顿力学出现的背景史料实证、历史解释史料实证、历史解释【问题问题】(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。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。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。响。【结论结论】(1)特点：长期实验基础上的理性探讨；突破性的科学成果。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。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。识世界的新方法。材料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认识“天、地、人天、地、人”这些最根本的问题上，哥白尼的太阳中心说，揭示了这些最根本的问题上，哥白尼的太阳中心说，揭示了“天天地地”的奥秘，哈维的血液循环理论使的奥秘，哈维的血液循环理论使“人体人体”生理解剖构造昭然天下。在实验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。复存在。肖耀根肖耀根世界近代科学革命事件及其意义世界近代科学革命事件及其意义探究主题探究主题2近代科学革命的特点及意义近代科学革命的特点及意义史料实证、历史解释史料实证、历史解释【问题问题】据材料，概括近代科学革命的特点及历史意义。据材料，概括近代科学革命的特点及历史意义。【解读解读】“特点特点”据材料信息据材料信息“与宗教神学的殊死搏斗与宗教神学的殊死搏斗”“”“在实验观测的在实验观测的基础上基础上”概括，概括，“历史意义历史意义”从对神学的冲击、思想解放等角度概括。从对神学的冲击、思想解放等角度概括。【结论结论】特点：反对宗教神学；以实验观测为基础。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。地位，不再是神学的附庸。材料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通常用不能理解的数学公式解释学公式解释表明科学已经达到了能够被人类所知的界限。表明科学已经达到了能够被人类所知的界限。美美杰里杰里本特利、赫伯特本特利、赫伯特齐格勒齐格勒新全球史新全球史【问题问题】(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。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。系。探究主题探究主题3相对论与经典力学的关系相对论与经典力学的关系时空观念、历史解释时空观念、历史解释【解读解读】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，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。发展了牛顿力学。【结论结论】(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。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。进到一个新的高度。