第四单元 学案14第四单 学案14第四单元 学案14第四单元 学案14.doc

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，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，