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第六单元现代世界的科技与文化单元概览[时空坐标]时空定位单元主题[主要线索]本单元主要讲述了20世纪以来中外科技发展的巨大成就以及新中国成立以后的文化教育事业的发展。1.19世纪末物理学研究的深入使经典物理学出现危机,20世纪初爱因斯坦的相对论和普朗克等人的量子理论解决了这一危机,并推动了其他相关领域的发展。2.20世纪四五十年代以来,第三次科技革命兴起,信息技术、生物工程技术和航空航天技术等高新技术领域蓬勃发展,人类生活面貌因此大为改变。3.新中国成立后,党和政府在极为困难的条件下发展高新科技,在军事、生物、信息、航天等领域都取得巨大成就,在某些方面已经迈入世界先进国家行列。4.新中国成立后,教育事业也逐步发展起来,扫盲教育、义务教育、高等教育等各种类型的教育全面开展,为我国社会主义建设输送了大量人才。5.1956年提出的“百花齐放,百家争鸣”方针,极大地促进了我国文化事业的发展,但受“左”倾错误的影响,文学艺术的发展一度受挫,“双百”方针的最终恢复使文学艺术的发展迎来春天。第25课现代科学革命素养目标(教师备用)[主题立意]相对论和量子理论的诞生掀起了现代物理学的革命,使人类对自然世界的科学探索和认识扩展到宏观宇宙和微观粒子世界,并深刻地影响了人类的思维方式。[教学目标](1)通过探究相关史料,并梳理相对论和量子理论的提出和内容,使学生明白相对论和量子理论的基本观点,培养史料实证、合理解释历史问题的素养。(2)结合辩证法原理,让学生领会科学发展的过程和意义,正确处理对待科学发展的态度,增强唯物史观意识,形成历史时空观念。(3)通过学习,使学生认识到爱因斯坦在相对论、普朗克在量子理论的形成和创立过程中的重大作用,学习他们的辛勤忘我的工作,对科学敢于质疑,大胆地猜想,尊重客观事实,探究科学真理的情怀、精神。教材解读史料探究随堂训练(2)影响:人们把经典物理学视为绝对权威的理论,认为物理学已经发展到了完整、系统和成熟的阶段。2.经典物理学的危机(1)表现:19世纪末,物理学上的一系列新发现无法用来解释。一、经典物理学的危机1.经典物理学的成就(1)表现:经后人补充发展后日臻完善,以此为基础,光学、热力学、电磁学、天体物理学等新兴学科取得了长足的进步,人类对自然界的认识达到了前所未有的深度和广度。经典力学教材解读课前自学释疑解惑经典物理学(2)影响:暴露和揭示了经典物理学理论中的隐患和局限性,物理学的彻底变革成为适应科学研究新形势的必然。二、爱因斯坦与相对论1.提出:(1)1905年,爱因斯坦发表《论动体的电动力学》一文,完整地提出了。(2)1916年又建立了。2.基本原理:原理和光速不变原理。(1)时间和空间都是物质存在的形式,随着物质运动速度变化而变化。(2)四维时空和物质的分布相联系,时间、空间、运动、质量不是绝对不变的,而是相对的,可以互相。狭义相对论广义相对论相对性转化3.意义:(1)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命,创立了一个全新的物理学世界。绝对化(2)打破了经典物理学的思维模式,为人们提供了辩证地看待世界的途径。三、量子理论中的微观世界1.诞生:1900年,德国理论物理学家提出了量子假说。2.发展:提出了光的量子理论,提出了原子的量子理论,以此为基础,量子力学建立起来。3.意义:(1)使人类对的基本认识有了革命性的进步。普朗克爱因斯坦玻尔微观世界(2)对许多相关科学领域都产生了重大影响,直接推动了的发展,从根本上改变了人类的物质生活。(3)和一起,构成了现代物理学的基础,弥补了经典物理学的不足,改变了人们看世界的角度和方式。社会生产力相对论史料探究主题探究史料教学探究主题相对论的内涵和意义材料爱因斯坦的相对论产生了重大影响,该理论表明宇宙有一个空间和时间的结构。根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。也就是说,对于测量者来说,空间和时间是相对的。对于门外汉来说,这些观点——通常用不能理解的数学公式解释——表明科学已经达到了能够被人类所知的界限。——[美]杰里·本特利、赫伯特·齐格勒《新全球史》[问题](1)根据材料并结合所学知识,指出爱因斯坦的理论与牛顿力学理论最明显的区别。(2)根据材料并结合所学知识,说明爱因斯坦相对论与牛顿力学体系的关系。[解析]爱因斯坦提出时间与空间的变化是相对的,否定了牛顿经典力学的绝对时空观,继承并发展了经典力学,并将其概括在相对论力学之中。[结论](1)牛顿力学理论的时空观是绝对的,爱因斯坦的时空观是相对的。(2)相对论一方面否定了牛顿力学的绝对时空观,揭示了时间和空间的本质属性;另一方面也发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,把物理学推进到一个新的高度。[深化拓展]牛顿经典力学与相对论的关系1.牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本规律,是整个力学的基础,但这些定律有一个不容忽视的前提,即物体在低速运动的情况下。2.爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观,提出时空不是绝对不变的,而是随着物体运动而变化,物体的质量也随着物体运动速度的变化而变化,提出了质能转化原理,这加深了人们对物质和运动的认识,对自然科学和哲学都产生了深远的影响。3.相对论没有否定牛顿力学,而是发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍指导着我们的物理学思想。随堂训练编者选题表即学即练学以致用知识点题号易中经典物理学的危机1爱因斯坦与相对论23、4量子理论中的微观世界5综合6一、选择题1.19世纪,以牛顿经典力学为基础的经典物理学之所以被看做是绝对权威的理论,主要是由于()A.经典力学日臻完善B.根据万有引力发现了海王星C.人们认识的局限性D.经典物理学可以解释一切自然现象解析:C人们的认识受到时代和科学研究水平的影响,当时人们的研究领域还未深入到高速运动状态的宏观宇宙和物体内部的微观世界。2.你认为应该用什么理论来解释漫画中的现象()A.相对论B.量子理论C.万有引力定律D.质量不变理论解析:A漫画反映了相对论中“时间会随着物质运动速度变化而变化”这一观点。3.(2019·山西大同月考)牛顿在《自然哲学的数学原理》中说:“绝对空间就其自身特性与一切外在事物无关,处处均匀,永不移动。”对此观点进行修正的是()A.相对论力学B.自由落体定律C.量子论力学D.光电效应理论解析:A材料反映了牛顿力学的绝对时空观,对其进行修正的是爱因斯坦,他否定了经典力学的绝对时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性,A项正确;自由落体定律是伽利略的成就,为经典力学的创立和发展奠定了基础,B项错误;量子论深入到微观世界,与材料不符,C项错误;光电效应理论与材料无关,D项错误。4.1976年,物理学家维索特和列文向太空发射了一枚载有时钟的火箭。他们观察到,这个时钟与放置在地球上的时钟相比,多获得了1/10微秒。这一实验可以用来验证()A.爱因斯坦的相对论B.牛顿的万有引力定律C.普朗克的量子理论D.伽利略的自由落体定律解析:A爱因斯坦的相对论否定了绝对时空观,认为时间和空间都是会变化的,A项正确;牛顿的万有引力定律强调绝对的时空观,与材料所述不符,B项错误;普朗克的量子论不涉及时间和空间,C项错误;伽利略的自由落体定律不涉及时间和空间,D项错误。5.(2018·山东德州期末)普朗克年轻时曾向他的老师表示,要献身于理论物理学。老师劝他说:“年轻人,物理学是一门已经完成了的科学,不会再有多大的发展了,将一生献给这门学科,太可惜了。”普朗克打破该看法的成就是()A.万有引力定律的提出B.量子理论的提出C.电力的发明与应用D.牛顿力学的提出解析:B据所学知识可知,普朗克的主要贡献是提出量子理论。二、非选择题6.阅读下列材料,回答问题:材料一19世纪末,正当物理学家们在庆贺“物理学大厦”落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”——“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。材料二20世纪初,爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文,为物理学的发展做出了重要贡献。为纪念这一奇迹100周年,2004年6月10日,联合国大会召开第58次会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。(1)材料一中的“物理学大厦”指的是什么?它是在怎样的背景下落成的?(2)20世纪初,物理学理论有什么新发展?其发展的原因是什么?(3)物理学理论的新发展在当时有什么意义?解析:本题主要考查了19世纪末20世纪初经典物理学向现代物理学过渡的背景、内容及意义。结合材料和所学知识回答即可。答案:(1)经典物理学。背景:资本主义经济的发展;人文主义的发展极大地解放了人们的思想;自然科学从神学的束缚中解脱出来。(2)新发展:由经典物理学发展到相对论。原因:科技革命的推动;经典物理学出现危机;科学理论有了重大突破。(3)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命,在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机,极大地扩展了物理学应用的领域。同时,相对论也打破了经典物理学绝对化的思维模式,为人们提供了辩证地看待世界的途径。