高中歷史第四單元第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展課件新人教版必修

第四單元近代以來世界的科學(xué)開展歷程第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展必備知識·自主學(xué)習(xí)一、經(jīng)典力學(xué)1.背景:_________運(yùn)動解放了人們的思想,對科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響。2.歷程:文藝復(fù)興3.意義:(1)這一體系對解釋和預(yù)見_________,具有決定性意義。(2)根據(jù)萬有引力定律,人們發(fā)現(xiàn)了_______等。二、相對論的創(chuàng)立1.背景:19世紀(jì),隨著物理學(xué)研究的進(jìn)展,_________面臨著挑戰(zhàn)。2.創(chuàng)立:20世紀(jì)初的_____物理學(xué)家愛因斯坦提出。物理現(xiàn)象海王星經(jīng)典力學(xué)德國3.內(nèi)容:(1)狹義相對論:物體運(yùn)動時,質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度增大而增加,同時,空間和時間也會隨著物體運(yùn)動速度的變化而變化。(2)廣義相對論:空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動情況,也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。三、量子論的誕生與開展1.背景:(1)19世紀(jì)末20世紀(jì)初,人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)部。(2)微觀的粒子運(yùn)動不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。2.過程:普朗克光電效應(yīng)丹麥量子力學(xué)【核心概念】經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)是力學(xué)的一個分支。經(jīng)典力學(xué)是以牛頓運(yùn)動定律為根底,在宏觀世界和低速狀態(tài)下,研究物體運(yùn)動的基要學(xué)術(shù),主要內(nèi)容包括物體運(yùn)動三大定律和萬有引力定律。【易錯點(diǎn)撥】自由落體定律≠近代科學(xué)形成的標(biāo)志(1)伽利略發(fā)現(xiàn)的自由落體定律等物理學(xué)定律,開創(chuàng)了近代科學(xué),為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和開展奠定了根底。(2)形成了以實(shí)驗為根底、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系,這是人類對自然規(guī)律進(jìn)行的第一次理論性的概括和總結(jié),是近代科學(xué)形成的標(biāo)志?！厩榫乘伎肌坑覉D是關(guān)于愛因斯坦和牛頓的漫畫。思考:漫畫反映了愛因斯坦的相對論和牛頓經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系是怎樣的(歷史解釋)提示:愛因斯坦的相對論開展了牛頓力學(xué),但否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀?！疽族e點(diǎn)撥】量子假說≠量子力學(xué)1900年,為解決熱輻射理論上的疑點(diǎn),普朗克提出了量子假說。但這并不是量子力學(xué)的全部,繼普朗克的量子假說之后,愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了光電效應(yīng),丹麥物理學(xué)家玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論。20世紀(jì)30年代研究微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的量子力學(xué)建立起來?！緢D解識記】物理學(xué)的開展主題一經(jīng)典力學(xué)【史論闡釋】一、經(jīng)典力學(xué)的特點(diǎn)(1)注重實(shí)驗,實(shí)驗可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并由此得出重要的結(jié)論。(2)數(shù)學(xué)化,這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。(3)研究人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界。后來科學(xué)開展所揭示的是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象,說明人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識在不斷深入。關(guān)鍵能力·素養(yǎng)探究二、經(jīng)典力學(xué)的歷史影響(1)把自然界中一切力學(xué)現(xiàn)象囊括在力學(xué)體系中,成為人類在認(rèn)識自然的過程中對自然規(guī)律的第一次總結(jié)與概括。(2)形成以實(shí)驗為根底、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系,即經(jīng)典力學(xué)體系,標(biāo)志著近代科學(xué)的形成和人類科學(xué)時代的開始。(3)牛頓力學(xué)和熱力學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命,使人類社會進(jìn)入“蒸汽時代〞。(4)牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運(yùn)行的自然法那么,為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)根底,打擊了神學(xué),促使人類思想不斷解放。三、近代科技產(chǎn)生和開展的原因【素養(yǎng)探究】1.背景。史料據(jù)說,伽利略在比薩斜塔上做了“兩個質(zhì)量不同的鐵球同時落地〞的著名實(shí)驗,從此推翻了亞里士多德“物體落下的速度和重量成正比〞的學(xué)說,糾正了這個持續(xù)了1900多年的錯誤結(jié)論。思考:據(jù)史料指出伽利略在科學(xué)研究上的主要奉獻(xiàn)。有何意義(歷史解釋)提示:奉獻(xiàn):通過實(shí)驗,他發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律,開創(chuàng)了以實(shí)驗事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。意義:為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和開展奠定了根底。2.特點(diǎn)。史料牛頓以其高超的數(shù)學(xué)才能提出了萬有引力定律……牛頓是第一個成功地運(yùn)用公式清楚表述力學(xué)體系公理的人。如果說牛頓是站在巨人的肩膀上,那么讓他成功地站到巨人肩上的階梯就是數(shù)學(xué)工具?！?經(jīng)典力學(xué)建立與數(shù)學(xué)模型關(guān)系之探究?思考:據(jù)史料概括經(jīng)典力學(xué)的特點(diǎn)。(史料實(shí)證)提示:以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。3.影響。史料一啟蒙思想家們相信,如果牛頓可以發(fā)現(xiàn)主宰物質(zhì)世界的自然法那么的話,那么用他的方法,他們也可以發(fā)現(xiàn)主宰人類社會的自然法那么?！猍美]R.R.帕爾默?現(xiàn)代世界史?史料二“牛頓的偉大工作能被這一理論或者任何別的理論代替。他偉大而明晰的觀念,作為自然哲學(xué)領(lǐng)域里整個近代概念結(jié)構(gòu)的根底,將永遠(yuǎn)保持它獨(dú)特的意義。〞——?巨人百傳叢書——愛因斯坦?思考:據(jù)史料一、二歸納經(jīng)典力學(xué)的意義。(唯物史觀)提示:經(jīng)典力學(xué)打擊了神學(xué),促進(jìn)了人們思想的解放,對人類自身的信心和啟蒙運(yùn)動產(chǎn)生了積極影響。經(jīng)典力學(xué)體系在自然哲學(xué)領(lǐng)域中具有根底性地位,標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。主題二相對論和量子論【史論闡釋】一、經(jīng)典力學(xué)、量子論和相對論之間的關(guān)系(1)經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立改變了自古以來人們的認(rèn)識論和方法論,為相對論的提出奠定了根底。(2)量子論和相對論的提出,彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識微觀世界和宏觀世界方面的缺乏。相對論反映的是物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律,而量子論那么是研究微觀世界粒子運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。量子論和相對論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的根底,開闊了人們的視野,改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。(3)相對論是對經(jīng)典力學(xué)的繼承和開展,它否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,但并非全盤否認(rèn)。經(jīng)典力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律,是相對論的一種特例,包含在相對論力學(xué)之中。二、相對論和量子論的意義(1)相對論的提出否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀,深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性,推動物理學(xué)開展到一個新的高度。(2)量子論的形成標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識,開始從宏觀世界深入微觀世界。同時在量子論根底上開展起來的量子力學(xué),極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的開展。(3)量子論與相對論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。量子論和相對論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)的缺乏,掀起了物理學(xué)的革命,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的根底?！舅仞B(yǎng)探究】1.背景。史料17世紀(jì)牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)符合人們的日常經(jīng)驗,也被認(rèn)為是天經(jīng)地義的。但是到19世紀(jì),物理學(xué)遇到了被稱為“晴空上漂浮著兩朵烏云〞的兩個無法解釋的難題,后來這“兩朵烏云〞被驅(qū)散了。思考:據(jù)史料分析相對論和量子論產(chǎn)生的背景。(歷史解釋)提示:19世紀(jì),牛頓經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中遇到的一些新問題,面臨著挑戰(zhàn)。提示:相對論。不是。相對論只是否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,它開展了牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。史料二能量子鉆進(jìn)物體的外表層……把它的全部能量給予了單個電子……一個在物體內(nèi)部具有動能的電子當(dāng)它到達(dá)物體外表時已經(jīng)失去了它的一局部能量?！切┩獗砩铣怪狈较虮患ぐl(fā)的電子,將以最大法線速度離開物體。(2)據(jù)史料二,分析愛因斯坦這一研究的理論根底。在這一方面他有何奉獻(xiàn)(唯物史觀)提示:普朗克1900年提出量子假說,宣告了量子論誕生。奉獻(xiàn):利用量子理論成功解釋光電效應(yīng)。3.影響。史料20世紀(jì)初,相對論和量子論出現(xiàn),它們掀起了物理學(xué)革命,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱,并對其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個新的高度。思考:為什么說相對論和量子論這兩大支柱的形成使“人類對自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個新的高度〞(歷史解釋)提示:愛因斯坦揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性,將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中;普朗克的量子論發(fā)現(xiàn)了微觀物質(zhì)的運(yùn)動規(guī)律。這兩大成就為現(xiàn)代自然科學(xué)和技術(shù)革命提供了理論根底。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.某英國科學(xué)家說:“近代力學(xué)體系的全部開展過程……從伽利略開始……跨出了第一步。〞伽利略跨出了第一步是指 ()A.利用數(shù)學(xué)方法描述宇宙B.認(rèn)為物體因外力而運(yùn)動C.發(fā)現(xiàn)了自由落體定律D.注重定量實(shí)驗研究方法【解析】選C。伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律,大大改變了古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來有關(guān)運(yùn)動的觀念,開創(chuàng)了以實(shí)驗事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),應(yīng)選C。利用數(shù)學(xué)方法描述宇宙、注重定量實(shí)驗研究方法均與牛頓有關(guān),A、D排除;認(rèn)為物體因外力而運(yùn)動是亞里士多德的主張,B排除?！旧罨c(diǎn)撥】16世紀(jì)末17世紀(jì)初,伽利略的研究奠定了經(jīng)典力學(xué)的根底,標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。2.(2021·浙江學(xué)業(yè)考)自然科學(xué)理論具有驚人的預(yù)見力和巨大的指導(dǎo)意義,近代萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)和確立,即是一種證明。假設(shè)細(xì)析之,其作用表達(dá)在 ()①揭示了空間、時間的可變性②準(zhǔn)確地算出了地球的平均密度和扁平率③正確地解釋了潮汐的成因④發(fā)現(xiàn)、算出并找到海王星的位置A.①②③ B.②③④C.①②④ D.①③④【解析】選B。經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時間和空間是絕對的;相對論認(rèn)為時間和空間是相對的、可變的,①錯誤;②③④符合史實(shí)且與題意相符,應(yīng)選B。【補(bǔ)償訓(xùn)練】近現(xiàn)代科學(xué)發(fā)軔于經(jīng)典力學(xué)。正是從經(jīng)典力學(xué)開始,人類在思想觀念上才真正走向科學(xué)化和現(xiàn)代化。這主要是因為經(jīng)典力學(xué) ()A.標(biāo)志著天文學(xué)革命的開始B.為海王星的發(fā)現(xiàn)奠定了根底C.使近代自然科學(xué)得以形成D.奠定了工業(yè)革命理論根底【解析】選C。經(jīng)典力學(xué)標(biāo)志著近代自然科學(xué)得以形成,應(yīng)選C。A是哥白尼的“日心說〞,排除;海王星的發(fā)現(xiàn)無法說明經(jīng)典力學(xué)使人類在思想觀念上才真正走向科學(xué)化和現(xiàn)代化,排除B;D無法說明牛頓經(jīng)典力學(xué)使人類在思想觀念上才真正走向科學(xué)化和現(xiàn)代化,排除。3.(2021·廣東學(xué)業(yè)考)1919年,出現(xiàn)了世界范圍的“愛因斯坦熱〞。美國、英國、法國、日本等國先后邀請愛因斯坦前往講學(xué),中國也有人方案邀請他來華。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)是因為他 ()A.提出的相對論是科學(xué)領(lǐng)域的重大革命B.提出的量子假說引發(fā)科學(xué)的重大突破C.提出經(jīng)典力學(xué)標(biāo)志著近代科學(xué)的形成D.研制了原子彈打破國際軍事力量均衡【解析】選A。20世紀(jì)初愛因斯坦提出相對論,推動物理學(xué)的開展,應(yīng)選A。B是普朗克的成就;C是牛頓的成就;D與題干時間“1919年〞不符。4.相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命,主要是因為 ()①否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性④使人類對客觀世界的認(rèn)識開始從宏觀世界深入微觀世界A.①②③④ B.①②④C.①③④ D.①②③【解析】選D。相對論揭示了時間與空間并不是不變的本質(zhì)屬性,它們是相對變動的。相對論揭示了時空本質(zhì)規(guī)律,否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀。相對論打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限,是對經(jīng)典力學(xué)體系的開展。由此可知,①②③正確。量子力學(xué)使人類認(rèn)識世界從宏觀深入微觀,④錯誤,應(yīng)選D。A、B、C不符合題意,排除。5.(2021·沈陽高二檢測)霍金作為當(dāng)代最偉大的科學(xué)家之一,他將量子論效應(yīng)引進(jìn)了黑洞研究。與此同時,量子論的應(yīng)用越來越深刻影響人們的生活。這說明,量子論 ()A.有力地挑戰(zhàn)了西方的神學(xué)創(chuàng)世說B.對世界的認(rèn)識取得了革命性進(jìn)步C.彌補(bǔ)經(jīng)典力學(xué)對時空認(rèn)識的缺乏D.開創(chuàng)了以實(shí)驗事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)【解析】選B。量子論揭示了微觀物質(zhì)世界的根本規(guī)律,對整個世界的認(rèn)識取得了革命性的進(jìn)步,促進(jìn)了物理學(xué)的開展,應(yīng)選B;達(dá)爾文的生物進(jìn)化論有力地挑戰(zhàn)了西方的神學(xué)創(chuàng)世說,A錯誤;愛因斯坦的相對論彌補(bǔ)經(jīng)典力學(xué)對時空認(rèn)識的缺乏,C錯誤;伽利略開創(chuàng)了以實(shí)驗事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2021·蘇州高二檢測)普朗克年輕時曾向他的老師表示,要獻(xiàn)身于理論物理學(xué)。老師勸他說:“年輕人,物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科,不會再有多大的開展了,將一生獻(xiàn)給這門學(xué)科,太可惜了。〞普朗克打破該看法的成就是()A.萬有引力定律的提出B.量子理論的提出C.電力的創(chuàng)造與應(yīng)用D.牛頓力學(xué)的提出【解析】選B。普朗克提出量子理論,推動了物理學(xué)的進(jìn)步,使人類對微觀世界的根本認(rèn)識取得革命性進(jìn)展。應(yīng)選B。2.德國物理學(xué)家普朗克被授予諾貝爾物理學(xué)獎的評語是:“他使人類克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī),對微觀世界的根本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)展。〞這是基于 ()A.經(jīng)典力學(xué)體系的建立B.進(jìn)化論的提出C.相對論的提出 D.量子論的提出【解析】選D。普朗克提出了量子論,使人類對微觀世界的根本認(rèn)識取得革命性的進(jìn)步,應(yīng)選D。6.閱讀材料,完成以下要求。材料一當(dāng)時最好的科學(xué)意見,是反對這個新體系(指哥白尼體系)的。羅馬和日內(nèi)瓦都認(rèn)為是異端的布魯諾(1548-1600,意大利人)等革命知識分子或許贊成哥白尼的見解,但比較謹(jǐn)慎的哲學(xué)家都敬而遠(yuǎn)之。布魯諾也相信宇宙是無限的,而星星那么散布于無盡的空間里。布魯諾是熱忱的泛神論者,公開地攻擊一切正統(tǒng)的信仰。他受到教會法庭的審判,不是由于他的科學(xué),而是由于他的哲學(xué),由于他熱衷于宗教改革;他于1600年被教廷燒死?！て?科學(xué)史及其與哲學(xué)和宗教的關(guān)系?材料二引力波是愛因斯坦廣義相對論所預(yù)言的一種以光速傳播的時空波動,是時空曲率的擾動以行進(jìn)波的形式向外傳遞的一種方式。美國科研人員2021年2月11日宣布,他們利用激光干預(yù)引力波天文臺(LIGO)于去年9月首次探測到引力波。愛因斯坦廣義相對論實(shí)驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖〞被填補(bǔ)了。雖然引力波在現(xiàn)時段已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了,但是引力波到