第四单元 学案14

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1、学案14　物理学的重大进展[课标要求]　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.知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。一、经典力学1．背景(1)文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。(2)16世纪末17世纪初，伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，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．建立(1)标志：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书。(2)内容：物体运动三大定律和万

2、有引力定律等。(3)特征：①以实验为基础。②以数学为表达形式。[深度点拨]经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；另一个是数学化。这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。3．意义经典力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义。后来，根据万有引力定律，人们发现了海王星等。[关键点拨]1．牛顿力学体系是人类对自然规律进行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，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．伽利略的杰出

3、成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志着物理学的真正开端；牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成，是经典物理学的基础。深化探究材料　我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更好更光滑的石子或美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。——牛顿临终遗言思考根据材料列举出牛顿捡到的“光滑的石子”和“美丽的贝壳”。说说牛顿的发现有什么科学意义？答案　(1)创立微积分、提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律(牛顿力学体系)。(2)科学意义：①牛顿力学定律以严格的数学方法和逻辑体

4、系把宇宙间的运动统一起来，对人类解释和预见物理现象具有决定性意义。②牛顿力学体系把天上、地上的物体运动概括到一个理论之中，使人类认识到支配日月星辰运转的不是上帝，而是自然规律。这样就把上帝从无生命现象的研究领域赶走了。二、相对论的创立1．背景19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。2．创立：20世纪初的德国物理学家爱因斯坦提出了相对论。3．内容(1)狭义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化

5、，即会发生尺缩效应和钟慢效应。(2)广义相对论：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。4．意义(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。(2)它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。(3)它也发展了牛顿力学，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。[重点精讲]为什么说相对论的提出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，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理

6、学发展到一个新的高度。深化探究材料　思考(1)爱因斯坦是怎样推翻牛顿的理论的？(2)如何理解牛顿的一番话？答案　(1)爱因斯坦打破了牛顿创立的经典力学的绝对时空观，提出了狭义相对论和广义相对论，发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。(2)相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系。相对论只否定了牛顿力学的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。相对论发展了牛顿力学，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

7、指导着我们的物理学思想。三、量子论的诞生与发展1．背景(1)19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，人们对物质的认识深入到了原子内部。(2)大量的实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。2．诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。3．发展(1)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。(2)丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。(3)20世纪30年代，量子力学建立起来。[归纳总结]牛顿经典力学反映的是宏观物体低速

8、运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例(物体低速运动状态)，包括在相对论体系中。量子论则是研究微观世界粒子运动规律的科学。量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础。4．意义(1)使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步。(2)与相对论一起，构成了现代物理学的基础，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)推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。[教材互补]量子力