高中历史 专题七 第1课 近代物理学的奠基人和革命者课件 人民版必修3.ppt

专题七 近代以来科学技术的辉煌 第1课近代物理学的奠基人和革命者 课标要求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 知道相对论 量子论的主要内容 认识其意义 1 基础 意大利科学家伽利略创立了 推翻了亚里士多德的学说 2 内容 1 17世纪末 牛顿通过进一步的定量试验 得出了和 又在笛卡尔等人对碰撞运动的研究基础上总结出作用力和反作用力定律 牛顿的构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 预习导学梳理 知识 点拨 一 认识史上的飞跃 牛顿力学体系 自由落体定律 惯性定律 加速度定律 运动三定律 2 牛顿从研究地球对月球的引力入手 综合了等人的研究 运用自己创立的做计算工具 成功地导出了定律 3 1687年 牛顿撰写的 出版 标志着经典力学体系的初步建立 开普勒 微积分 万有引力 自然哲学的数学原理 3 意义 1 对自然界的做出了系统 合理的说明 从而完成了人类对认识史上的第一次理论大综合 2 它的确立使和在理论上达到了相当完备的程度 同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证 3 为人们准确计算地球的平均密度和扁平率 正确解释潮汐成因 发现提供了理论指导 力学现象 自然界 力学 天文学 海王星 深层点拨牛顿力学体系是人类对自然规律进行的第一次理论性概括和总结 它以实验为基础 以数学为表达形式 是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系 二 驱走乌云的太阳 量子力学与量子论1 诞生 1900年 德国物理学家提出了量子概念 他在 关于正常光谱能量分布定律的理论 中阐述了这一思想 标志着量子理论的诞生 2 发展 1 德国科学家爱因斯坦 将量子理论推广到光学中 成功地解释了 得出光具有波粒二象性的结论 普朗克 光电效应 2 法国物理学家德布罗意 提出理论 3 奥地利 德国的物理学家建立了 3 意义 1 量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系 指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨 2 量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念 使物理学乃至整个的观念都发生了重大变革 物质波 量子力学 自然科学 误区警示量子理论同爱因斯坦的相对论一起构成了现代物理学的基本理论框架 但爱因斯坦的相对论的提出比普朗克的量子理论要晚 三 爱因斯坦的 时空 相对论1 主要内容 1 狭义相对论 1905年 爱因斯坦发表了 一文 创立了 认为时间和空间都与物质的有关 随着物质的变化而变化 2 广义相对论 1916年 爱因斯坦建立了 第一次阐述了和相联系的重要思想 论动体的电动 力学 狭义相对论 运动 运动速度 广义相对论 四维时空 物质的分布 2 意义 1 是对近代物理学理论框架的重大突破 它不仅揭示了的可变性 而且说明 无论是空间还是时间都不可能单独发生变化 其改变与物质的运动和状态密不可分 2 是人类思想发展史中的一次根本性变革 同一起 构成了现代物理学的基本理论框架 空间 时间 量子理论 易混易错相对论与经典力学并不矛盾 而是对经典力学的继承和发展 相对论只是否定了牛顿力学的绝对时空观 并没有否定整个牛顿力学 课堂讲义理解 深化 探究 主题一近代物理学成就 牛顿经典力学体系 1 牛顿力学体系的特征是什么 有何局限性 1 特征 注重实验 实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系 并由此得出重要的结论 力学体系的数学化 主要运用他创立的微积分做计算工具 这种数学化源于自然界内在的数学关系 2 局限性 牛顿经典力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上 在牛顿力学体系中 存在着绝对的静止和绝对的时间 这种绝对的时空观符合人们的日常经验 但无法解释高速运动的物体运动的规律和微观世界中的粒子 这说明牛顿力学体系面临着危机和挑战 2 如何理解牛顿力学体系的历史地位 1 牛顿力学三定律构成了近代力学体系的基础 成为近代物理学的重要支柱 2 牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合 3 使力学和天文学在理论上达到完备的程度 并得到应用和验证 4 使科学摆脱神学束缚 标志着近代科学的形成 探问题材料18世纪时 牛顿创立经典力学理论后 运动三定律和万有引力定律为人类真正认识地球 展开对太空的研究奠定了科学基础 机械动力 天文观察装置的发明和使用 天体中的一颗一颗行星的发现又为人类正确认识宇宙带来了希望 据材料说明牛顿经典力学包括哪些内容 结合所学知识说明其地位 答案内容 经典力学包括运动三定律 惯性定律 加速度定律 作用力和反作用力定律 和万有引力定律 地位 是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 教方法用图示法归纳近代物理学成就 主题二现代物理学成就 量子理论和相对论1 爱因斯坦相对论的内涵是什么 为什么说相对论的提出是物理学领域的一次重大革命 1 内涵 狭义相对论 时间和空间随着物质运动速度的变化而变化 广义相对论 物质存在的现实空间不是平坦的 而是弯曲的 空间的结构取决于物质的质量及其分布情况 空间弯曲的程度体现为引力场强度 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 它也发展了牛顿力学 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 2 相对论和量子论有何巨大意义 1 相对论是物理学思想的一次重大革命 相对论发展了牛顿力学 否定了牛顿的绝对时空观 指出了时间和空间的辩证关系 即时间和空间不是绝对不变的 而是随着物质的运动而变化的 并提出质能转化原理 奠定了开发利用原子能的理论基础 加深了人们对物质和运动的认识 2 量子理论是人类对微观世界认识的革命性进步 直接推动社会生产力的发展 从根本上改变人类的物质生活 3 量子理论和相对论构成了现代物理学的基础 开阔人们的视野 改变人们看世界的角度和方式 对整个人类的思维产生重要的影响 探问题材料英国著名物理学家汤姆生在展望20世纪物理学前景时讲道 动力理论肯定了热和光是运动的两种方式 现在 它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了 他所说的第二朵 乌云 尤以黑体辐射理论出现的 紫外灾难 最为突出 1 驱走第二朵 乌云 的太阳指什么 谁提出来的 答案指物理学上的量子理论 它是由普朗克在1900年提出的 2 这一理论的提出有何重大意义 答案量子理论提出的意义 一是使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 二是对化学 生物学等科学领域都产生了重大影响 推动了社会生产力的发展 从根本上改变了人类的物质生活 三是它们不仅对物理科学本身 对自然科学 而且对整个人类的思维都产生了深远影响 教方法用图示法归纳现代物理学成就 主题三近现代物理学的三大理论成果的关系1 相对论和经典力学的关系是怎样的 1 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观 但并非全盘否定牛顿力学 牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律 2 狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律 是对牛顿力学的继承和发展 3 牛顿力学是相对论的一种特例 宏观物体低速运动状态 包括在相对论体系中 2 归纳近现代物理学的三大理论成果的关系是什么 1 牛顿力学的创立为相对论的提出奠定了基础 2 量子理论和相对论的提出 使人们对物质世界的认识深入到微观领域和宏观宇宙世界 量子理论和相对论一起 构成了现代物理学的基本理论框架 开阔了人们的视野 改变了人们认识世界的角度和方式 3 相对论是对牛顿力学的继承和发展 否定了牛顿力学的绝对时空观 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 探问题材料19世纪末 物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界 放射线和电子被发现 另一方面扩展到整个宇宙 随着光学等学科的深入发展 人们对在光速或接近光速的运动状态下物质的研究 超出了经典物理学的范围 物理学中被称为 晴空上漂浮的两朵乌云 的两个无法解释的难题 其一就是以太 占据天体空间的物质 的不存在 这使得经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严峻挑战 1 19世纪末 物理学的发展对经典物理学提出了怎样的挑战 答案19世纪末 物理学家的研究一方面深入到物质内部的微观世界 另一方面扩展到整个宇宙 超出了经典物理学的范围 经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严峻的挑战 2 20世纪物理学的发展取得的两项最重大的成就是什么 其发展的原因是什么 答案量子理论和相对论 发展原因 科技革命的推动 经典物理学出现危机 科学理论的重大突破 教方法用图示法归纳近现代物理学的三大理论成果 当堂检测巩固 应用 反馈 1 观察下图 据图可以得出西方近代自然科学发展的主要特点是 1 2 3 4 5 6 A 生活实践经验的总结B 实用性技术 应用性强C 科学观察 实验的研究方法D 重视经验综合 轻视理论研究解析由图片所示信息可知西方近代自然科学重视观察 实验的研究方法 答案C 1 2 3 4 5 6 2 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 这主要肯定牛顿的发现 A 直接推动天文学的革命B 使人类彻底摆脱神学的束缚C 促使人类开始关注现世生活D 促成理性与思想的自由发展 1 2 3 4 5 6 解析牛顿的发现 使上帝失去了权利 不能指引星辰运行的路程 不能命令太阳静止 所以 促使人们用理性的眼光去认识社会 答案D 1 2 3 4 5 6 3 使人类克服了经典物理学的危机 对微观世界的基本认识有了革命性的进展 指的是 A 牛顿力学体系的建立B 进化论的提出C 自由落体定律的提出D 量子论的提出 1 2 3 4 5 6 解析抓住 微观世界 这一题眼 结合 克服了经典物理学的危机 这个前提 进行分析判断 A C两项属于经典物理学成就 B项为生物学成就 均可排除 只有D项正确 答案D 1 2 3 4 5 6 4 爱因斯坦相对论的提出 是物理学领域最伟大的革命 它 A 否定了牛顿力学的原理B 主要解释了宏观世界里不同运动状态的物质C 揭示了时间 空间并非绝对不变的属性D 修正了能量 质量互相转化的理论 1 2 3 4 5 6 解析本题易错选A项 原因在于对相对论和牛顿力学二者关系认识不清 相对论是对牛顿力学的继承和发展 答案C 1 2 3 4 5 6 5 相对论与牛顿力学的关系是 相对论彻底否定了牛顿力学 相对论发展了牛顿力学 相对论将牛顿力学概括在其中 牛顿力学为相对论力学的提出奠定了基础A B C D 1 2 3 4 5 6 解析相对论只是否定了牛顿力学的绝对时空观 牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例 答案B 1 2 3 4 5 6 6 阅读下列材料 材料一在以牛顿运动定律为基础的经典力学中 空间间隔 时间和质量这三个物理量都与物体的运动速度无关 一根尺子静止时都是这样长 当它运动时还是这样长 一座钟无论处于静止状态还是处于运动状态 其快慢保持不变 1 2 3 4 5 6 材料二狭义相对论认为 对于两个相互运动的参照系 处于某一参照系中的观察者会发现另一参照系中的物体的运动距离缩短了 时钟也走慢了 这两个效应都是相对的 在本参照系中的观察者看不出这种效应 同时 这两个效应也是相互的 你看到我的尺缩钟慢 我也看到你的尺缩钟慢 1 2 3 4 5 6 请回答 1 据材料一 二概括牛顿和爱因斯坦的理论 解析本题的重点在于分析材料 从理论内容上分析相对论否认了绝对时空论 从牛顿力学和狭义相对论反映的物质运动的低速和高速两方面 理解 相对论是对牛顿力学的继承和发展 解答本题的关键是从理论内容和实质上理解其含义 1 2 3 4 5 6 答案牛顿力学认为时间 空间和质量与物体的运动速度无关 时间和空间是绝对的 狭义相对论认为时间和空间都与物质的运动有关 随着物质运动速度的变化而变化 1 2 3 4 5 6 2 分析材料一和材料二的关系 答案相对论否认了牛顿力学的绝对时空观 但不是全盘否定 而是对牛顿力学的继承和发展 1 2 3 4 5 6 教材问题解答答疑 释惑 应用 学习思考1 P121 牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃 提示 1 牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统 合理的说明 完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 2 适用于整个太阳系 一切天体运动以及宇宙中的所有物体 3 使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度 同时也在生产和科学实践中得到广泛的应用和验证 4 使科学摆脱了神学的束缚 向前发展 2 P123 有人说 人类可以认识比已知事物更高层次上的事物 但我们永远不能认识宇宙的全部 你认为这种说法正确吗 请结合你了解的知识 谈谈自己的看法 提示正确 人的生命是有限的 而宇宙是无限的 自我测评 P124 简述牛顿的主要科学成就及其影响 提示牛顿的主要科学成就是牛顿力学体系的建立 包括 惯性定律 加速度定律 作用力和反作用力定律 万有引力定律 影响 牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 对自然界的力学现象作出了系统的 合理的说明 从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 成为近代科学形成的标志 材料阅读与思考 P124 材料中说 相对论是人类思想史上最伟大的成就之一 你同意这一说法吗 为什么 提示同意 爱因斯坦相对论的建立否定了经典力学的绝对时空论 从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观 深刻揭示了时间和空间的本质属性 同时 他也发展了牛顿力学 将牛顿力学概括在相对论力学之中 推动物理学发展到了一个新的高度 相对论的提出 是对近代物理学理论框架的重大突破 形成全新的时空观 运动观和物质观 是人类思想发展史的一次根本性变革 对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响 相对论同量子理论一起构成了现代物理学的基本理论框架