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专题六杰出的中外科学家第二课影响世界进程的科学巨人【学习目标】了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。【教学重点难点】重点：了解牛顿、爱因斯坦成长的历程及主要科学成就，认识他们对科学及社会发展所产生的巨大推动作用。难点：正确理解科学技术与社会发展的辩证关系。【自学方法导引】利用多种手段自主收集资料，分析整合提取有效信息，探讨科学与社会发展之间的关系。【自读预习知识梳理自我评价】一、牛顿：宇宙定律的发现者情境创设：英国诗人波普曾经这样写道：自然界和自然规律，隐藏在黑暗中，上帝说：让牛顿出生吧！于是，一切都变得光明。有一天，牛顿在茶园里思考引力问题的时候，一个苹果从树上落下来。受到苹果落地的启发，牛顿心中豁然开朗：为什么苹果总是垂直落向地面呢？为什么苹果不向外侧或向上运动，而总是向着地球中心运动呢？这肯定是有一个向下的力拉着它，而且这个向下的拉力必须指向地球中心，而不是指向地球的其他部分，所以苹果总是垂直下落，或者总是朝向地球的中心。苹果砸头居然砸出了伟大的万有引力定律，真是得来全不费功夫！牛顿真有这么好的天赋吗？在灵感突发的背后又隐含着多少心血和汗水、思考与探索？（一）、牛顿成长历程1、少年时代：出生在英格兰的自耕农家庭，喜欢读书、沉思、做实验2、大学时代：1661年，牛顿进入剑桥大学三一学院。在大学阶段，得到巴罗教授的赏识和指导，被引进近代自然科学的殿堂，后为研究生。1665年，大学毕业后留在大学研究室。3、乡下时光：在自然科学领域内的思考，为其一生的重大科学发现奠定了坚实的基础。被称为“”的牛顿为人类社会的发展做出了巨大的贡献。他的科学成就为现代科学的发展奠定了基础。（二）、牛顿的科学成就1、物理学：创立经典力学经典力学的主要内容：和牛顿三大定律（惯性定律、加速度定律、作用与反作用力定律）意义：（1）牛顿力学体系完成了物理学发展史上第一次大综合，其标志就是他于1687年所发表的巨著——。（2）人们把的建立当作近代科学体系形成的标志。（3）为近代天文学奠定了基础，对以后的天体研究起了极大的推动作用；另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象，并能以天文观测或试验论证其正确性，如：海王星的发现过程。2、天文学：牛顿用万有引力定律说明，天上的星体运动和地面上的物体运动都受到力学规律的支配，并采用数学的方法，精确地计算和解决天体运动问题。3、数学：发现二次项定理，创立了微积分，开辟了数学新纪元。4、光学：牛顿发现白光是由各种不同颜色的光组成的。他制成第一架，提出了光的“微粒说”。二、爱因斯坦：追寻空间和时间的本质（一）成长经历1、出生：1879年出生在德国一个经营电器作坊的犹太人家庭中。2、中学：因厌恶德国学校的军国主义教育，自动放弃学籍和德国国籍，只身去了意大利米兰。3、大学：1896年，进入大学学习物理学，毕业后利用业余时间开展科学研究4、工作：担任瑞士伯尔尼专利局技术员。5、逝世：1955年，病逝。（二）科学成就1、创立狭义相对论（1905年提出）狭义相对论认为时间不是（即固定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。什么是狭义相对论？相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。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。2、广义相对论（年提出）1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。他还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的，利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。意义：相对论的创立为人们认识宏观宇宙打开了一扇新的窗口，它与量子理论一起构成了现代物理学的两大支柱，奠定了现代物理学的基础，为物理学的发展带来革命性的变化。“相对论”妙解：有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论”的著作。爱因斯坦走出住宅，对大家说：“比方这么说——你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔，这就是相对论！”时间与永恒：由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。三、科学改变世界1、科学成为促进的重要力量。2、为丰富人们的精神生活、提高科学文化和社会管理水平、促进人类精神文明，创造了有利条件。【重难点互动探究】1、牛顿获得巨大成就的原因，如何评价牛顿？2、评价爱因斯坦【课堂达标训练反馈】一、单项选择题：在每小题所列的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．(2012·山东济宁模拟)某班同学在制作《近代物理学的成就》手抄报时，画了下面一幅漫画。他要表达的是()A．伽利略通过对自然的观察发现了自由落体定律B．牛顿在自然现象启发下开始研究万有引力定律C．爱因斯坦相对论的提出基于对自然规律的把握D．任何科学规律及定律的发现都有其偶然的因素2．(2012·湖南长沙模拟)西方历史学家指出：“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指()A．牛顿创立经典力学B．瓦特改良蒸汽机C．达尔文生物进化论D．爱因斯坦相对论3、爱因斯坦相对论的提出，是物理思想的一场大革命。它A揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C否定了牛顿的力学原理D修正了能量、质量互相转化的理论4、20世纪初物理学思想的一场重大革命是A万有引力定律提出B放射现象发现C镭的发现D相对论的提出5、牛顿对近代自然科学的奠基作用不包括A经典力学B微积分C放射理论D日光的分析6．在未来的某一时间，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苍苍的老人时，他去迎接回到地球的弟弟，却发现弟弟还是一个30多岁的年轻人！你认为应该用什么理论来解释这一现象()A．相对论B．量子理论C．万有引力定律D．质量不变定律7．古代欧洲人们一直将亚里士多德的理论当成真理，牛顿力学体系建立后，也一度被看做绝对权威的理论，相对论出现后，解决了经典力学无法解决的难题。这说明()A．随着社会不断进步，人们会否定更多的真理B．社会不断发展，促进社会发展的自然科学理论也不断进步C．人类永远无法找到真理D．经典力学体系已经过时，为社会所抛弃8．20世纪最后一期的《时代》周刊评选出了一位“世纪人物”。《时代》周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”，“以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。”这个“世纪人物”应该是()A．牛顿B．达尔文C．爱迪生D．爱因斯坦9．他说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”当大多数物理学家沿着牛顿的道路继续前行时，他却走了一条创新之路，提出了对牛顿力学体系和绝对时空观进行根本性变革的理论。他是()A．达尔文B．爱迪生C．普朗克D．爱因斯坦10．有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”此语意指()A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B．相对论有悖于人们的日常经验C．理论物理距人们日常生活很远D．伟大的科学家不如著名艺术家二、材料分析题11、阅读材料，结合所学知识回答材料一：（詹天佑）在信中写道：“全体中国人和外国人都在密切关注着我的工作，如果我失败了，那就不仅是我个人的不幸。因若如此，中国工程师将失掉大众的信任。”……近年在八达岭长城脚下建造了詹天佑纪念馆，以纪念他在中国铁路建设事业中的不朽功绩。——《中国通史》材料二：作为科学家，他的理论非常深奥，一般人无法领悟。作为思想家，它的见解相当深邃，普通人难以理解。……爱因斯坦在悼念居里夫人时所说：第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面还更大。即使是后者，它们取决于品格的程度，也远超过人们认为的那样。——《爱因斯坦与大科学的诞生》材料三：爱因斯坦等人建议造原子弹是出于止战救世之社会责任心，战后反对核军备竞赛也是出于保卫和平的社会责任心。这里的问题出在科学成果一旦付诸应用，就不再是科学家所能控制的了。爱因斯坦一心想抢在希特勒之前造出原子弹，使世界免于浩劫，未曾料到战后核军备竞赛竟将世界推向毁灭的边缘。——《中国通史》请回答：①指出材料一中“我的工作”指的是什么？结合所学知识，回答詹天佑是在什么背景下完成这一“工作”的？有何意义？②材料二中所说的爱因斯坦的深奥的理论有哪些？这些理论有什么重大的历史意义？③材料三中爱因斯坦建议造原子弹和战后反对核军备竞赛的共同目的是什么？试结合所学知识举例说明④你认为作为科学家的詹天佑和爱因斯坦在人文情怀方面有何不同？12、阅读下列材料：材料一：英国广播公司(BBC)千年最伟大的思想家评选揭晓（1999，9）英国广播公司(BBC)评出的(1999.9)千年最伟大的思想家1．马克思（德国思想家）2．爱因斯坦（犹太籍科学家）3．牛顿（英国物理学家）4．达尔文（英国科学家）5．阿奎那（意大利经院哲学家）6．霍金（英国科学家）7．康德（德国哲学家）8．笛卡尔（法国数学家．哲学家）9．麦克斯韦（英国物理学家）10．尼采（德国哲学家）材料二：“我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的不幸事件发生。我们被悬挂在永恒的疑惧之中……”——英国哲学家休材料三牛顿在进行光学实验瑞典皇家科学院颁发给爱因斯坦的诺贝尔获奖证书材料四：一位法国物理学家曾经这样评价爱因斯坦：“在我们这一时代的物理学家中，爱因斯坦将位于最前列。他现在是、将来也还是人类宇宙中最有光辉的巨星之一”，“按照我的看法，他也许比牛顿更伟大，因为他对于科学的贡献，更加深入地进入了人类思想基本要领的结构中。”请回答：（1）据材料一，爱因斯坦和牛顿紧随马克思之后排在第二、三名，他们分别对人类历史发展作出了怎样的贡献？（2）材料二是对材料一中哪位科学家诞生之前的社会描述？为什么？（3）材料三中，在光学领域牛顿、爱因斯坦分别取得了什么主要成就？（4）据材料四，在爱因斯坦物理学理论出现后，牛顿是否失去了光辉？说说你的理由。【学教反思】（优点、不足及改进措施）第二课影响世界进程的科学巨人【自读预习知识梳理自我评价】一、近代科学开创者、万有引力定律、《自然哲学的数学原理》、牛顿力学体系、反射望远镜二、绝对的、1916三、社会经济结构和上层建筑变革【重难点互动探究】⒈主观条件：善于思考与观察的学习习惯；虚心好学的学习态度；严肃的科学态度；科学的研究方法；勤奋的探索精