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一近代物理学的奠基人和革命者（一课时）一、【课程标准】1．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。2．知道量子理论、相对论的主要内容，认识其意义。二、课前——结构化预习，自主生疑（一）结构化预习（一）认识史上的飞跃1．背景(1)诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。(2)伽利略在观察、实验和推理的基础上，创立了，推翻了亚里士多德的学说。2．牛顿力学(1)标志：1687年《》的发表。(2)内容①物理运动三定律：惯性定律、、作用力和反作用力定律。②万有引力定律。(3)意义①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。②牛顿力学体系，完成了人类对上的第一次理论大综合。③万有引力定律的确立使力学和天文学在理论上达到相当完备的程度。3．实践应用(1)根据，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。(2)天文学家算出并找到了。（二）驱走乌云的太阳1．量子理论的诞生(1)1879年，奥地利物理学家斯蒂芬发现的总能量与其温度之间的定量关系。(2)1900年，德国物理学家在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中阐述了量子学说，标志着的诞生。2．发展(1)1905年，德国科学家爱因斯坦用量子理论成功解释了。(2)1923年，法国物理学家德布罗意提出理论。(3)数年后，奥地利、德国的物理学家建立了。3．意义(1)指导着人们向的各个层面进行深入探讨。(2)从根本上改变了近代物理学中的，使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。（三）爱因斯坦的“时空”1．提出(1)标志：1905年，爱因斯坦发表《论动体的电动力学》一文，创立了。(2)含义：时间和空间都与有关，随着物质运动速度的变化而变化。(3)意义①否定了牛顿的绝对时空观。②并非全盘否定牛顿力学，是对牛顿力学的。2．发展(1)标志：1916年，把适用于匀速运动体系的狭义相对论推广到的参考系中，建立了广义相对论。(2)含义①物质存在的是弯曲的。②空间的结构取决于物质的及其分布情况，空间弯曲的程度体现为。③空间、时间是物质存在的形式。(3)意义：第一次阐述了和物质的分布相联系的重要思想。3．影响(1)突破了近代物理学的理论框架，揭示了时空的，说明时空的变化和时空结构同物质的和状态密不可分。(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个和哲学都产生了极其深远的影响。(3)同一起，构成现代物理学的基本理论框架。(二)预习检测1.（2011·广东文综·22）1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是（D）A．日心说B．量子论C．经典力学D．相对论【解析】由“牛顿观念的破产”可知该理论解决了牛顿经典力学的危机，为现代科学革命的两大支柱：相对论和量子论，故排除A、C。由“宇宙新理论”可知为相对论，相对论主要是宏观领域的理论，而量子论主要是微观领域的理论。故选D项。2．（2011·全国新课标文综·35）哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是（B）A．得到了科学实验的验证B．改变了人类对自然世界的认识C．推动了技术的重大突破D．科学地概括出物质运动的定律【解析】哥白尼提出日心说冲击了神学世界观，但太阳中心说并非是完全科学的，对技术发展影响甚微；牛顿学说实现了物理学史上第一次大飞跃，对人类认识、科技发展产生深远意义；爱因斯坦相对论极大扩展了物理学应用领域，为人们提供辩证看待世界的途径。A、C、D三项不符合哥白尼。三、课中----合作探究、互动解疑（一）图说历史迄今为止，有3个著名的苹果对人类历史产生了重大影响，一个诱惑了夏娃，一个砸醒了牛顿，一个现在握在乔布斯手中。牛顿是不是被苹果砸醒，如今有了争论，但牛顿在数学和物理学方面取得的卓越成就，毫无争论。他系统总结了前人的成果，在大量实验的基础上发现了著名的万有引力定律和牛顿力学定律。1687年，牛顿出版了力学经典著作《自然哲学的数学原理》，建立起一个完整的力学理论体现，实现了物理学史上的第一次大飞跃。牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。此后，以英国工业革命为起点的第一次工业革命也是由这一理论引发。牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。（二）互动解疑1．伽利略对科学的发展主要做了哪些贡献?2．为什么说相对论的提出是物理学上的一次重大革命?3．牛顿在自然科学方面有何成就？牛顿经典力学的建立有何意义？三、课后----内化迁移一、选择题1．英费尔德在《物理学的进化》中说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理的真正开端。”其主要说明了伽利略A．引发了近代自然科学的革命B．推翻了亚里士多德的学说C．继承和发展了哥白尼的思想D．开创了从实验中认识自然的方法2．右图是《自然哲学的数学原理》一书的书影，此书出版的最重大的意义是A．改变了l9世纪多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法B．建立了完整的力学体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃C．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D．从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础3．爱因斯坦说：“牛顿时代已经成为历史……但是伟大的思想家与艺术家的工作将永远流传于世……”以下属于“牛顿时代”科技成就的是A．“太阳中心说”B．相对论C．万有引力定律D．量子力学4．爱因斯坦曾这样评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端!”。下列选项不属于伽利略的贡献的是A．自制望远镜B．海王星的发现C．证明了哥白尼“日心说”的正确性D．创立自由落体定律5．“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认知”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6．对量子理论的产生和发展作出重大贡献的科学家有①斯蒂芬②普朗克③爱因斯坦④德布罗意A．①②B．①②③C．②③④D．①②③④7．“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”这一“发现”指的是A．经典力学B．进化论C．相对论D．量子论8．与下图所示情景相符合的理论是A．自由落体定律B．万有引力定律C．物体运动的三大定律D．相对论9．下列关于相对论的评价，正确的有①是物理学最伟大的革命②完全解决了19世纪末出现的经典物理学危机③创立了一个全新的物理学世界④推动了社会生产力的发展⑤打破了经典物理学的绝对化思维⑥为人类提供了辩证地看世界的途径A．①②③⑤B．①②③④⑤⑥C．①③⑤⑥D．①③④⑤⑥10．文艺复兴后，欧洲自然科学在许多领域中的理论研究取得了很多划时代的成果。下列搭配中你认为①伽利略——他的发现以及他开始的科学方法，标志着物理学的开始②牛顿——经典力学体系的建立标志着近代科学的形成③爱因斯坦——相对论的提出是物理学思想的一次重大革命④普朗克——量子论的创立是物理学发展中的一场革命A．①②③正确④错误B．①②③错误④正确C．①③正确②④错误D．①②③④均正确二、非选择题11．1905年爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，为物理学的发展带来了革命性的变化，为纪念这一成果诞生100周年，2005年被定为世界物理年。(1)文艺复兴后世界物理学取得了巨大成就。结合所学知识，完成下表。(2)有人认为爱因斯坦相对论的创立使牛顿在历史上的光辉被抹掉了，这是相对论被承认之后引起的许多误会之一。爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。根据所学知识，你认为相对论提出后，牛顿力学失去了光辉吗?为什么?12．（选做题）阅读下列材料：材料一“嫦娥奔月”的神话，只能表达人类对大地与月球之间的一种朦胧关系，寄托了人类向往太空的精神幻想。18世纪牛顿创立了经典力学理论后，运动三定律和万有引力定律才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，天体中的一颗颗行星的发现又为人类正确认识宇宙带来了希望。材料二20世纪爱因斯坦的相对论提示了时间、空间与物质分布、运动之间的辨证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学彼此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。请回答：(1)据材料一说明牛顿创立的经典力学包括哪些内容?(2)结合所学知识举例说明牛顿力学体系对实践的指导作用。(最少举两例)(3)材料二中的相对论是如何提出的?相对论的提出有何意义?科学家创立的科学理论意义自由落体运动牛顿相对论普朗克有关原子的量子论