第四单元:近代以来世界的科学发展历程高考考点(1)经典力学伽利略、牛顿对经典力学建立所作的贡献;经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。(2)生物进化论拉马克和早期的生物进化思想;达尔文创立生物进化论;科学与宗教在人类起源问题上的分歧及其根源。(3)蒸汽机的发明和电气技术的应用蒸汽机的发明和电气技术的应用;科学技术进步对社会发展的作用。近代科学革命与技术革命(1)相对论与量子论爱因斯坦的相对论;量子论的诞生与发展。(2)现代信息技术电子计算机与网络技术的发明和发展;现代信息技术对人类社会的影响。现代科学技术16世纪以来西方科技迅速发展的的原因是什么?(1)资本主义工业和商品经济的发展为近代自然科学的发展奠定了物质基础并成为主要动力。(2)新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。(3)自然科学自身发展的需要。(4)文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。(5)优秀科学家实践和刻苦钻研,也促进了科学的发展。一、近代物理学的奠基人和革命者探究:他们分别是什么人?有什么贡献?(一)经典力学:1、背景(1)思想基础:(2)物质基础:(3)理论基础:文艺复兴和宗教改革运动解放了人们的思想,科学逐渐从神学的桎梏中解放出来,进入到实验科学的时代;17世纪英国资本主义经济的迅速发展;以伽利略为代表的科学家勇于探索的努力,奠定了经典力学的理论基础。(一)经典力学:2、伽利略奠定基础(1)成就:(2)意义:①创立科学的研究方法:②物理学:③天文学:实验和观察实验证明力与运动状态的关系,发现自由落体定律等。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。伽利略与望远镜•17世纪初,伽利略发明了第一架天文望远镜,在发现木星的四颗大卫星之后,看到了犹如一把弯镰的金星。伽利略在《星际使者》一书中向人们报告了自己的发现。这一重大发现有力地驳斥了地心说,为哥白尼的日心体系提供了一个强有力的证据。【合作探究】1:你认为伽利略能够确定自由落体定律的关键途径是什么?你有何启示?途径:实验、计算。启示:实践是检验真理的唯一标准。(一)经典力学:2、伽利略奠定基础(1)成就:(2)意义:①创立科学的研究方法:②物理学:③天文学:实验和观察实验证明力与运动状态的关系,发现自由落体定律等。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。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。(一)经典力学:标志:内容:特点:意义:局限:3、牛顿创立经典力学1687年《自然哲学的数学原理》运动三大定律和万有引力定律牛顿三大定律•【牛顿第一定律】即惯性定律•【牛顿第二定律】牛顿第二定律的一般表述为:物体运动的加速度a的大小与其所受合力的大小成正比,与其质量m成反比,加速度a的方向与所受合力F的方向相同。其表示式为F=kma•【牛顿第三定律】即“作用与反作用定律”。(一)经典力学:标志:内容:特点:意义:局限:3、牛顿创立经典力学1687年《自然哲学的数学原理》运动三大定律和万有引力定律以实验为基础,以数学为表达形式对解释和预见物理现象有决定性意义(海王星);把造物主(神)从无生命现象的研究领域驱逐出去;标志着近代科学的形成。经典力学及其后物理学的研究成果,促进了两次科技革命的出现。海王星的发现•以前发现的行星,都是先通过肉眼或望远镜看到,然后根据观测记录计算出它们的运动轨道。而海王星的发现,是先通过理论分析,计算出了它的运动轨道,然后用望远镜按照计算的结果去观测,果然在预言的位置附近发现了它。2006年8月在布拉格召开的国际天文学联合会大会上通过了行星的定义。按照定义,冥王星已不能算是行星了,所以原先的太阳系九大行星就变成了八大行星,即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。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”【合作探究】2:结合教材所学内容,请谈谈经典力学有哪些特点及缺陷?•1.显著特征–1)注重实验–2)数学化•2.适用范围(缺陷)–只适用于物体运动的低速状态,是绝对的时空论;–只适用于宏观物体(宏观世界)的运动。(一)经典力学:标志:内容:特点:意义:局限:3、牛顿创立经典力学1687年《自然哲学的数学原理》运动三大定律和万有引力定律以实验为基础,以数学为表达形式对解析和预见物理现象有决定性意义(海王星);把造物主(神)从无生命现象的研究领域驱逐出去;标志着近代科学的形成。经典力学及其后物理学的研究成果,促进了两次科技革命的出现。只使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。(二)爱恩斯坦创立相对论:1、背景:2、提出:3、内容:4、意义:19C科学技术的飞速发展;经典力学无法解释面临的新问题20C初,爱因斯坦(德)提出相对论。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。A、物体运动时,质量会随着物体运动速度的增大而增加;B、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(1)狭义相对论:1905年穿越时空的梦想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,哥哥留在地理上,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(二)爱恩斯坦创立相对论:1、背景:2、提出:3、内容:4、意义:19C科学技术的飞速发展;经典力学无法解释面临的新问题20C初,爱因斯坦(德)提出相对论。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。A、物体运动时,质量会随着物体运动速度的增大而增加;B、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(1)狭义相对论:1905年是物理学领域的一次重大革命,它否定了经典力学的绝对时空观,深刻揭示了时间和空间的本质属性。它发展了牛顿力学,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。狭义相对论发表100周年,也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛,但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。(三)量子论的诞生与发展:量子论背景成就意义19世纪末20世纪初,人们对物质的认识深入到了原子的内部,宏观物体运动规律无法解释微观粒子的运动。提出:1900年,德国物理学家普朗克提出量子假说,标志量子论的诞生;发展:爱因斯坦用量子论成功解释了“光电效应”,丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论;20世纪30年代,量子力学建立起来。是人类认识微观世界的革命性的进步,与相对论一起弥补了经典力学,改变了人们认识世界的角度和方式;成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一,与相对论一起,构成了现代物理学的基础,推动了物理学自身的进步;经典力学:解析低速运动、宏观世界物理现象近代物理学相对论:高速运动量子论:解释微观世界物理现象现代物理学为相对论的提出奠定基础继承和发展了经典力学经典力学、相对论、量子论的关系:【典型题例】“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.量子论解析:D。20世纪物理学发展的两大支柱是相对论和量子论,相对论研究宏观世界,量子论研究微观世界。从材料信息“分子、原子”看,这一“发现”指的是量子论。【高考真题】(2010·天津文综11)20世纪初,提出光量子假说,解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是()A.普朗克B.麦克斯韦C.玻尔D.爱因斯坦解析:D。知道爱因斯坦对量子理论的贡献即可。答案为D。二、探索生命起源之谜(一)拉马克和早期生物进化思想:1、生物进化论思想诞生的条件和原因(背景):(1)历史背景:(2)思想基础:(3)物质基础:(4)理论基础:中世纪,基督教会坚持上帝创世说,打击异端,致使生物学研究进展缓慢。文艺复兴后,人文主义思潮对基督教神学的冲击,面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风;17~18世纪资产阶级革命和工业革命的发生,使人们思想和视野更加开放;17世纪,英国胡克发现细胞。18世纪下半期到19世纪,生物学研究陆续取得重大成果,细胞学说确立,为生命科学的研究奠定了基础。细胞学说的建立科学家国藉年代成就施莱登德意志1838年植物发育的基本过程就是细胞的形成过程施旺德意志1839年一切有机体由细胞组成马克德国19世纪50年代细胞学说的胚胎学说结合起来(一)拉马克和早期生物进化思想:2、拉马克——进化论的的倡导者和先驱,19世纪初(2)两个著名的原则:(1)主要观点:生物从低级向高级发展进化用进废退获得性遗传(3)意义:早期的生物进化思想开始形成,为达尔文生物进化论的创立提供了理论基础(二)达尔文——进化论的创立者:1、创立标志:2、理论观点:3、影响:《物种起源》封面1859年,达尔文发表《物种起源》(二)达尔文——进化论的创立者:1、创立标志:2、理论观点:1859年,达尔文发表《物种起源》(1)一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程;(2)生物界现存的物种具有共同的原始起源,不同物种的变异是“自然选择”的结果;(3)生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。【真题再现】(09年安徽文综)被西方教会势力指责为“意在扰乱对神的信仰,企图毁灭上帝”,而中国启蒙思想家严复则认为“其彰人耳目,改易思理,甚于奈端(牛顿)氏之天算格致”的学说是A.日心说B.进化论C.量子论D.相对论解析:B。首先排除A项,日心说是哥白尼的主张。然后再排除C、D两项,量子论和相对论是20世纪出现的理论。根据题意“意在扰乱对神的信仰,企图毁灭上帝”,可知是达尔文的进化论,达尔文被誉为“生物学界的牛顿”。(二)达尔文——进化论的创立者:1、创立标志:2、理论观点:3、影响:1859年,达尔文发表《物种起源》(1)一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程;(2)生物界现存的物种具有共同的原始起源,不同物种的变异是“自然选择”的结果;(3)生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。(1)对欧洲思想界的影响:有力挑战了封建神学创世说。•生产力的发展•科技的进步•人类能力的提高•科学:生命是自然界进化的结果•宗教:生命是神创造的分歧分歧根源反映了唯心主义与唯物主义的对立【合作探究】3:请分析科学与宗教在人类起源问题上产生分歧及其根源。(二)达尔文——进化论的创立者:1、创立标志:2、理论观点:3、影响:1859年,达尔文发表《物种起源》(1)一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程;(2)生物界现存的物种具有共同的原始起源,不同物种的变异是“自然选择”的结果;(3)生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。(1)对欧洲思想界的影响:有力挑战了封建神学创世说。(2)对欧洲学术界的影响:把发展变化思想引入生物界,开创了生物科学发展的新时代;(3)对社会进步产生的影响:成为资产阶级反对封建特权的思想武器。达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。【合作探究】4:进化论对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。救亡图存的变法运动和革命运动蓬勃兴起。根据所学知识,例举进化论对近代中国的影响。(1)1896年严复翻译赫胥黎的著作《天