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高中历史 第四单元 第11课 物理学的重大进展课件 新人教版必修3


新知预习 ·巧设计

基础等级 发展等级 重点诠释 考点全解

第 四 单 元

第 11 课

名师课堂 ·一点通

课堂小结·建通史
创新演练·大冲关

一、经典力学

1.奠基
(1)背景: 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)伽利略的成就: ①发现了自由落体定律等物理学定律。

②自制天文望远镜,证明了 哥白尼 提出的“日心
说”的正确性。

(3)意义:
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。
②为后来 经典力学 的创立和发展奠定了基础。

2.创立
(1)标志:1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》。 (2)内容:物体运动三大定律和 万有引力定律 等。 (3)特征:以 实验 为基础、以数学为表达形式。 (4)意义: ①对解释和预见物理现象,具有决定性意义。 ②根据万有引力定律,人们发现了 海王星 等。

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。 2.创立 20世纪初,德国物理学家 爱因斯坦 提出相对论,包

括狭义相对论和广义相对论。

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)是 物理学 领域的一次重大革命。 (2)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)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。

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,使人 们对物质的认识深入到了 原子 内部。 (2)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。 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。

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,
成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。

(2)它与 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。

科学巨子

人物

历史地位

主要贡献
牛顿确立的物体运动三大 定律和万有引力定律,从

经典力学 力学的角度证明了自然界 创立人 的统一性,实现了人类对

自然界认识的第一次大综


人物

历史地位

主要贡献
爱因斯坦提出了相对论, 揭示了时间和空间的本质

现代物理 属性,即时空的可变性和 学奠基人 时空变化的联系性,树立

了新的时空观、运动观和
物质观

人物

历史地 位

主要贡献
1900年,普朗克提出了量

子假说,宣告了量子论的
量子论 诞生。由此发展起来的量 奠基人 子力学,标志着人类对客 观规律的认识开始由宏观 世界深入到微观世界

2011年3月,日本因大地震引发的福岛核泄漏事故引起 全球关注,也引起了人们对核能的反思。 爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后,曾

致信美国总统罗斯福,建议美国研制原子弹,以便在二战
中尽快战胜法西斯国家。1945年8月,美国先后在日本的广 岛、长崎投下两颗原子弹,加速了日本法西斯的投降,但 对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非 常懊悔。

从这些事件中,我们能得到什么启发?

提示:科学理论对科学技术的发展有巨大的推

动作用,但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造
福人类,推动生产力水平的提高,但如果运用不当,

也能危害人类。

一、经典力学的特征和意义

1.特征
(1)注重实验,实验可以进一步揭示客观现象和过程之间 内在的逻辑联系,并由此得出重要的结论。 (2)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)研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学
发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象,表明人们对

物质世界的认识在不断深入。

2.意义 (1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中,成 为人类认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。 (2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力 学体系,即经典力学体系,标志近代科学的形成和人类科 学时代的开始。

(3)牛顿力学和热学引发了第一次技术革命,使人类
社会进入蒸汽时代。

(4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则,
为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础;打击了 神学,促进人类思想不断解放。

1.(2012·宁波模拟)右图为苹果公司最 初的LOGO,图片外框写着“牛顿,一

个永远孤独地航行在陌生思想海洋中
的灵魂”。该公司作此选择最有可能 的理由是牛顿的经典力学理论( A.首次将人置于世界和社会的中心 B.使人类对微观世界的认识取得革命性进步 C.深刻揭示了时间和空间的本质属性 D.用数学方法精确描述了宇宙运行规律 )

解析:本题考查学生的识记分析能力。A项是古希腊“智

者运动”的意义;B项是量子力学的意义;C项是相对论的
历史意义。D项准确概括了牛顿的经典力学理论。

答案:D

二、量子论和相对论的地位及影响
量子理论和相对论一起构成了现代物理学的基础。它 们不仅对物理学本身,对自然科学,而且对整个人类的生 活、思维都产生了不可磨灭的影响。 (1)量子论是研究微观世界粒子运动规律的科学。量 子论对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学 等科学领域都产生了重大影响,带来了许多划时代的技术

创新,使人类对微观世界的认识有了革命性的进步。

(2)相对论指出了时间、空间和物体的质量不是绝对

不变的,而是随着物体的运动而发生变化,打破了传统的
绝对时空观;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;相对 论打破了经典物理学绝对化的思维,为人们提供了辩证地 看待世界的途径。

(3)量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷,掀起
了物理学的革命,构成了现代物理学的基本理论框架。

2.“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。”这一“发现”指的是( A.经典力学 C.相对论 B.进化论 D.量子论 )

解析: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。
答案:D

[典题例析] [例1] (2012·苏州期末)罗素写道:“几乎所有现代

世界与古代世界之间的区别,都得归功于在十七世纪取得 最辉煌成就的科学。”“十七世纪取得最辉煌成就的科 学”指的是 A.经典力学 C.量子理论 B.放射线的发现 D.相对论 ( )

[解析]

根据“十七世纪取得最辉煌成就的科学”可

以排除B、C、D三项,因为放射线的发现、量子理论和相对

论属于19世纪末20世纪初的科学成就。
[答案] A

[题组冲关] 1.(2012·温州期中)大型历史纪录片《大国崛起》解说
词:“三百年前,人类的思想还充斥着迷信和恐惧,水为 什么往低处流?太阳为什么升起落下?这些今天看来简单 至极的问题,在当时却是根本无法认识和把握的”。这些 “当时却是根本无法认识和把握的”问题,终于被人类破 解的标志性科学成就是 A.牛顿的经典力学 B.普朗克的量子论 ( )

C.达尔文的进化论

D.爱因斯坦的相对论

解析:从中世纪到近代初期,科学依附或受制于基督教神
学,人们不能科学地认识与把握物体运动的相关问题,破

解这一问题的科学家是牛顿,他最早将自然界物体运动的
规律概括到一个理论体系当中,A项正确。C项成就不属于 物理学;B、D两项成就是在牛顿成就基础上的发展。 答案:A

2.“牛顿的发现,给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐 在上帝脚下的人类,终于大胆地抬起头来,开始用自己 理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现( )

A.推动了天文学的发展
B.使人类彻底摆脱了神学的影响 C.促进了人类的思想解放 D.使人类开始关注现实世界

解析:本题考查学生的分析能力。牛顿的经典力学体系 冲击了中世纪宗教神学的观点,揭示了物体宏观运动的 基本规律,促进了人类的思想解放,故选C。 答案:C

[典题例析] [例2] (2011·广东高考)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

[解析]

本题考查学生对历史概念的迁移运用能力。

从材料中“1919年”“牛顿观念破产”,由此判断该理论 是爱因斯坦的相对论,相对论突破了牛顿的力学体系,拓 展了人们对宇宙空间的认识。量子论主要解决微观世界的

难题,B项错误。日心说和经典力学分别产生于16、17世纪,
与材料时间不符,故排除A、D两项。 [答案] C

[题组冲关]
1.(2012·长沙期末)“使人类克服了经典物理学的危机,

对微观世界的基本认识取得革命性的进步”指的是
( A.牛顿力学体系的建立 C.自由落体定律的提出 B.进化论的提出 D.量子论的提出 )

解析:本题考查学生的识记分析能力。19世纪末20世纪

初,电子和放射线的发现,打开了原子的大门,人们对
物质的认识深入到了原子内部,微观粒子运动已不能用 经典力学的理论说明。20世纪初,量子论的诞生使人类 对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。 答案:D

2.(2012·锦州期末)经典物理学所面临的危机,终于在20 世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。这 两场革命使人类 ( )

A.拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系
B.放弃了经典物理学的思想方法和科学理论 C.否定了此前物理学取得的一系列成果 D.转变了人们的思维方式和社交方式

解析:材料中两场革命是指量子理论和相对论。相对论研

究的是宏观世界,量子理论研究的是微观世界,故A项正确。
相对论是对牛顿力学的继承和发展,故B、C两项不正确。 相对论提出了相对的时空观,但并没有改变人们的社交方 式,故D项错误。 答案:A

3.阅读下列材料:

材料:19世纪末,物理学的研究一方面深入到物质内部
的微观世界,放射线和原子被发现,另一方面扩展到整 个宇宙。随着光学等学科的深入发展,人们对在光速或 接近光速运动状态下的物质的研究,也超出了经典物理 学的范围。物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌 云”的两个无法解释的难题。其一就是被认为是光、电 等的传播载体的以太的不存在,这使得经典物理学赖以

建立的绝对时空观受到了严峻的挑战。

请回答:
(1)经典物理学形成的基础是什么?这一基础建立的理论 是什么? (2)19世纪末,物理学的发展对经典物理学提出了怎样的 挑战?

(3)20世纪,物理学的发展取得的两项最重大的成就是什
么?它们与经典物理学的关系是什么?

解析:本题考查学生的理解分析及归纳概括能力。第(1) 问结合教材内容回答即可。第(2)问从材料中“物理学 的研究一方面??另一方面??”归纳即可。第(3)问 注意时间“20世纪”,物理学的两大成就为量子论和相

对论;它们与经典物理学的关系要结合所学知识回答。

答案:(1)17世纪牛顿创立的经典力学。它是建立在绝对时 空观的理论之上的。

(2)19世纪末,物理学的研究一方面深入到物质内部的微观
世界,另一方面扩展到整个宇宙,超出了经典物理学的范围, 经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严峻挑战。 (3)量子理论和相对论。它们发展了经典物理学,弥补了经 典物理学在微观的粒子世界和宏观的宇宙世界面前的空缺,

为人类描绘了一个崭新的世界,对整个人类的思维都产生了
不可磨灭的影响。

[文化上] (1)牛顿创建了万有引力定律和力学三定律,建立了 经典力学,改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法 论。

(2)19世纪末20世纪初,普朗克提出了量子假说,爱
因斯坦提出了相对论,改变了人们认识世界的角度和方式, 标志着人类迈入现代科学技术时代。 (3)量子论和相对论一起,构成了现代物理学的基础。

[政治上] (1)18~19世纪,欧洲各国普遍爆发资产阶级革命,

确立资本主义制度。
(2)英国君主立宪制进一步完善,18世纪中叶建立责 任内阁制,英国成为真正意义上的君主立宪制国家。 (3)美国、法国、德国在18、19世纪先后确立资产阶 级代议制,推动了各自国家资本主义经济的发展。

[经济上]

(1)近代科学诞生于资本主义生产方式产生和发展过
程中,资本主义的发展为科技发展提供了物质基础。 (2)18世纪以来,随着资本主义的发展和大国崛起, 新的科学技术不断在生产和科学实验中得到广泛应用和 验证,近代物理学不断发展。

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