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第四单元近代以来世界科学技术的发展历程第11课物理学的重大进展【2012高考考试说明】1、伽利略、牛顿对经典力学建立所作的贡献2、经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位3、爱因斯坦的相对论4、量子论的诞生与发展一、近代以来物理学取得重大进展的主要原因1、经济上：2、政治上：3、思想上：4、其他：资本主义的发展提供了物质基础资本主义制度的相继确立与资产阶级政府对科技的重视文艺复兴和启蒙运动解放了思想科学家的不懈努力二、近代以来物理学的第一个重大成果（也称牛顿力学、牛顿经典力学）1、经典力学的重要奠基者——意大利·科学家伽利略主要成就意义——经典力学的建立发现自由落体定律创立以实验为基础、以数学为表达形式的近代科学研究方法发明天文望远镜，发现许多星体，证明哥白尼“日心说”的正确性为经典力学的建立和发展奠定基础，标志着物理学的真正开端。证实外力只是改变运动状态的原因二、近代以来物理学的第一个重大成果（也称牛顿力学、牛顿经典力学）2、经典力学的建立者——英国·科学家牛顿(1)经典力学建立的标志：(2)经典力学体系的组成部分：(3)经典力学体系的特征：——1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》物体运动三大定律、万有引力定律、物理学的一些基本概念以实验为基础、以数学为表达形式——经典力学的建立①牛顿力学是人类对自然规律的第一次理论性概括和总结，它以实验为基础、以数学为表达形式，它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。②牛顿力学的创立标志着近代科学的形成。③经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。3、经典力学建立的影响(1)意义(2)局限性【即：经典力学具有科学性和预见性，为海王星、冥王星的发现提供了科学依据。】（即：经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位）3、经典力学建立的影响(2)局限性牛顿力学以绝对的时空观为基础，只适用于日常生活中常见的宏观物体的低速运动，却无法解释微观粒子的高速运动。四、近代以来物理学的第二个重大成果——德国物理学家爱因斯坦创立相对论1、创立背景①在第二次工业革命的推动下，19世纪末20世纪初，发现了电子和放射线，使人们对物质的认识深入到原子内部；②经典力学无法解释微观粒子的高速运动；四、近代以来物理学的第二个重大成果2、创立过程（或相对论的组成部分）①狭义相对论（1905年）②广义相对论（1916年）认为物体运动时，质量会随着运动速度的增大而增加，同时，时间和空间也会随着物体运动速度的变化而变化，发生钟慢效应和尺缩效应。认为时间、空间的性质不仅取决于物质运动情况，也取决于物质本身的分布状态；——德国物理学家爱因斯坦创立相对论①它是物理学领域的一次重大革命，否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时空的本质属性；②相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。四、近代以来物理学的第二个重大成果2、相对论创立的意义——德国物理学家爱因斯坦创立相对论相对论是对经典力学绝对时空观的否定与发展，是对经典力学的继承与发展。爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系？三、近代以来物理学的第三个重大成果——量子论的诞生与发展1、量子论诞生的背景①在第二次工业革命的推动下，19世纪末20世纪初，发现了电子和放射线，使人们对物质的认识深入到原子内部；②宏观物体的运动规律无法描述微观粒子的运动；三、近代以来物理学的第三个重大成果——量子论的诞生与发展2、量子论诞生的标志1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说【普朗克因此而获得1918年的诺贝尔物理学奖】【参见教材P56小字部分】3、量子论的发展①爱因斯坦利用量子论成功解释光电效应；②丹麦物理学家玻尔提出有关原子的量子理论；③20世纪30年代建立量子力学；【爱因斯坦因此而获得1921年的诺贝尔物理学奖】4、量子论和相对论的意义①量子论使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一；②量子论和相对论构成了现代物理学的基础，成为现代物理学的两大支柱。它们弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。③量子论和相对论不仅推动了物理学自身的发展，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。小结：经典力学——奠基者：；建立者：经典力学——1.最显著特征（也是近代科学的显著特征）（1）以实验为基础（2）以数学为表达形式2.局限性它以绝对的时空观为基础，只适用于日常生活中常见的宏观物体的低速运动。伽利略牛顿继承与发展【易错易混点】相对论否定的是经典力学的不能说爱因斯坦相对论否定了牛顿经典力学！绝对时空观爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系？使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步的是？量子论爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖，是因为他？利用量子理论成功解释光电效应牛顿力学只能解释宏观物体低速运动的规律；量子论只能解释相对论微观粒子高速运动的规律；既能解释宏观物体低速运动的规律、又能解释微观粒子高速运动的规律。（光速运动或接近光速运动的物质）近代物理学的发展给了我们什么样的启示？敢于质疑，勇于创新，开拓进取，实践出真知1、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推算B、牛顿万有引力定律的推测C、普朗克的量子论D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示B【巩固提高】2、量子论是现代物理学的一种重要理论，其中“量子”的含义是：A、微观世界的各种粒子B、比原子更小的粒子C、微观粒子的能量D、能量的基本单位D3、“这一发现成为20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。”上述材料是爱因斯坦对下列哪一重大物理学成就的评价？A、经典力学理论B、万有引力定律C、狭义相对论D、量子论4、下列表述不正确的是：A、牛顿经典力学适用的主要是日常生活中的物理现象B、相对论否定了经典力学的绝对时空观C、物体在发射或吸收辐射时，其能量的交换是连续不断的D、量子论与相对论是现代物理学的两大基础C5、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为：①否定了经典力学的绝对时空观②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性③打破了经典力学体系的局限性④使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④A【08小高考】自然科学理论具有惊人的预见性。海王星的发现与下列哪一理论有关？A.生物进化论B.万有引力定律C.相对论D.量子论B【10福建】下图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”B【07小高考】20世纪初提出的时间、空间和物体的质量随着物质运动速度的变化而变化的著名理论被称为A．落体定律B．万有引力定律C．相对论D．量子论C【09广东】普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界观上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的”这个原理“是A．日心说B．相对论C．量子假说D．万有引力定律B【11广东文综】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A．日心说B．量子论C．相对论D．经典力学C【10江苏】“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要是由下列哪一问题引起的？A．研究热辐射B．揭示时空本质属性C．解释光电效应D．预测未知行星方位A【11小高考】2010年，瑞典皇家学院将本年度诺贝尔物理学奖颁给了曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，称他们通过实验表明石墨烯具备非凡的特质，这些特质来自不同寻常的量子物理学世界。而在20世纪初，量子论刚诞生和发展之时在该领域作出重大贡献的物理学家是A．伽利略B．牛顿C．普朗克D．达尔文C【10天津文综】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.牛顿B.普朗克C.爱因斯坦D.玻尔C【11全国】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B根据材料，指出近代科学家研究自然科学采用的主要方法。(2分)图一比萨斜塔，伽利略在此做过落体实验图二苹果落地，牛顿思考它的原因实验法、观察法