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视频播放【概念解析】近代科学，就是以实验观察和数学演绎为基础的，偏重理论思维，他有别于以经验总结为基础的传统科技.第四单元近代以来世界的科学发展历程提出日心说，否定亚里士多德的地心说，掀起天文学的革命。哥白尼（1473--1543）哥白尼提出“太阳中心说”从根本上动摇了宗教神学的理论基础，其《天体运行论》被誉为“自然科学独立的宣言书”近代自然科学诞生的标志：科学理论：科学勃兴进展辉煌科技成果：转化生产科技革命文艺复兴（14——16C）思想解放--经典力学、相对论和量子论、进化论（11、12课）--三次科技革命（13课）科技历程主要从三个领域介绍——⑴物理学领域的重大进展；⑵生物学关于人类生命的起源⑶三次科技革命的成果及对社会发展的影响。第11课:物理学的重大进展[课标要求]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。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。信奉“日心说”的布鲁诺(1548--1600)被教会以火刑处死。哥白尼提出日心说探究：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）怀疑中世纪的神学世界观及其对人们思想认识的束缚文艺复兴运动的影响！一、近代物理学---经典力学1.建立背景：1）思想条件：文艺复兴、宗教改革不仅解放思想也对科学研究产生了重要影响；2）物质条件：3）主观条件：4）客观条件：科学家勇于探索的精神生产经验的积累，技术能力的提高，为科学研究创造了条件；资本主义发展为其提供了物质基础2.奠基——伽利略的贡献伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。（17世纪初）物体越重，下落速度越快。必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。思考：亚里士多德关于运动的观点是建立在什么基础上？直觉和观察古希腊`亚里士多德的物理学理论1590年，伽利略做比萨斜塔实验思考：伽利略关于运动的观点是建立在什么基础上？实验和观察阿波罗15号的宇航员大卫·斯科特1971年8月2日在无空气月球表面上使用一把锤子和一根羽毛重复了这个试验，证明且让地球上的电视观众亲眼看到了两个物体同时掉落在月球表面上。实验和观察：发现自由落体定律；证实如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿木星和它的伽利略卫星1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的16颗木星卫星中，有４颗叫“伽利略卫星”。他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。1642年，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。”伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯1633年，罗马召令伽利略到罗马受审。伽利略受审近300年后，即1928年，罗马教皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的。1）创立科学的研究方法：实验和观察。2）物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。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。(1)伽利略的成就：2.奠基——伽利略的贡献（17世纪初）科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开的最伟大的书里的。这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。①开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础；标志着物理学的真正开端；他被誉为“近代科学之父”（2）意义：②伽利略在天文学上的发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。【及时训练】1.标志着物理学的真正开端的是（）•A、亚里士多德的发现及其研究研究方法•B、伽利略的发现及其科学研究方法•C、爱因斯坦的发现及其科学研究方法•D、普朗克的发现及其研究方法B2.(2011年珠海模拟)牛顿被称为“近代科学之父”，但他自己却非常谦虚地说：“如果我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。”从与牛顿的主要成就的关系来看，这里的巨人最有可能是()A．伽利略B．哥白尼C．达尔文D．爱因斯坦解析：根据题意可以知道“巨人”为牛顿的经典力学奠定基础，由此可以判断是伽利略。答案：A牛顿说：“我所以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。”牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿（1642—1727）3.创立——牛顿及其经典力学体系的创立（17世纪晚期）1687年《自然哲学的数学原理》3.创立——牛顿及其经典力学体系的创立1）标志：（17世纪晚期）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。2）.内容（成就）了解：物体运动三大定律和万有引力定律。牛顿第一定律（惯性定律）：每个物体继续保持其静止或沿一直线作等速运动状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态牛顿第二定律（加速度定律）：运动的改变和所加的动力成正比，并且发生在所加力的那个直线方向上牛顿第三定律（作用与反作用定律）：每一个作用总有一个相等的反作用和它相对抗万有引力定律：任何物体都有吸引力，两个物体之间吸引力的大小，与它们的质量的乘积成正比，而与它们中心之间的距离的平方成反比，并作用于两个物体的连线方向上用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。牛顿力学剥掉了彗星的神秘外衣，对它的运行作出了科学预见，这是一个奇迹。用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置。1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。牛顿力学又创造了新的奇迹。有了牛顿力学，秀才不出门，能知地球事，能知天上事。牛顿力学创造的一次又一次奇迹，使科学享有崇高的威望。①历史地位：这是在人类认识史上对自然规律的第一次理论性概括和综合；标志着近代科学的形成；②影响（自然科学，思想认识，经济发展）这一体系得以解释和预见物理现象具有决定性意义，推动了物理学的发展；理性的思维方式，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；给其他学科的发展提供了科学的思考方法；为工业革命提供科学理论（牛顿力学和热学）4)意义:5)局限:只适用宏观世界低速运动状态，绝对的时空观无法解释微观高速运动现象。【及时训练】1.(2011年沈阳模拟)德意志诗人诺瓦利斯(1772～1801)认为，哲学是全部科学之母，科学的发展又会推动哲学的进步。他能够举出的最佳论据是()A．牛顿及其《自然哲学的数学原理》B．达尔文及其《物种起源》C．爱因斯坦及其“相对论”D．康德及其《纯粹理性批判》A解析：B。此题对图片信息的解读要求较高，第一层信息月亮受地球引力影响绕着地球转，第二层信息月亮运行同时还受其它星体引力的影响，科学家们正是根据万有引力定律预测和计算才发现了海王星的，故选B。此题用排除法也比较容易选出B。【高考真题】（2010·福建文综20）图9是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。据此判断，下列标题中最适合于这份海报的是（）A．“超越时空的梦想”B．“探索与发现：海王星”C．“普朗克的假说与验证”D．“比萨斜塔—亚里士多德力学学说的终结”3.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.①②B.①③C.②③D.①②④A4.牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是(）A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分的发明人之一B.著有科学巨著《自然哲学的数学原理》C.他推测出了海王星和冥王星的存在D.他提出了三大定律和万有引力定律C19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”？1895年德国物理学家伦琴发现X射线，1901年获诺奖1897年汤姆逊用实验发现电子,1906年获诺贝尔奖1898年12月26日,居里夫妇发现镭，1903年获诺贝尔奖然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一种权威的时候，科学上一系列无法解释的现象越来越需要科学本身的发展来解决。1900年的4月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵在一个科学报告会上作了一篇名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》的演讲。在这篇演讲中提到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典时空观下科学领域的两朵乌云。怀疑19世纪，科学飞速发展经典力学体系的无法解释一些新问题探究：2、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1.背景：二、现代物理学——相对论和量子论（二）相对论的创立：经典力学无法解释物理学研究中出现的新问题。19世纪科学得到了飞速发展（1）狭义相对论：1905年①物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加；②空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。（2）广义相对论：1916年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。2、创立过程及内容：穿越时空的梦想相对论的例子：爱因斯坦为说明相对论讲了这样一个故事，在未来的某一时间里，有一对２０岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以２９万千米／秒的速度飞行，哥哥留在地球上，５０年以后，当哥哥已经变成白发老人时，他去迎接回到地球上的弟弟，却发现弟弟还是一个３０多岁的年轻人．天上一日，地上一年什么是狭义相对论？爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。什么是广义相对论？广义相对论是新的万有引力概念爱因斯坦阐述“万有引力”的本质是导因于物质的分布而弯曲了邻近的时间─空间几何结构，从而导出比牛顿万有引力定律更精确的理论，得到弯曲的四维时空观念，牛顿的万有引力理论成了广义相对论中的一个特例。广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个的比喻。