一 近代物理學的奠基人和革命者教學目標：1.知識與能力了解經典力學的主要內容;知道量子論和相對論的創立者;認識經典力學、量子論和相對論在近代自然科學理論發展中的歷史地位和意義。2.過程與方法通過學習,初步學會從材料中提煉有效信息,解答相關歷史問題的方法。3.情感態度價值觀通過閱讀有關牛頓、愛因斯坦等科學家的生平事跡,領悟他們不迷信權威、為科學不斷探索的進取精神,提高科學素養。教學重難點：重點:感受牛頓、愛因斯坦等科學家不迷信權威、為科學和真理而不斷探索創新的進取精神難點:初步認識相對論的基本概念教學過程：有人戲說“三個蘋果改變了世界”,同學們,你們知道是哪三個蘋果嗎?亞當夏娃的蘋果;牛頓的蘋果;喬布斯的蘋果第一個蘋果誘惑了夏娃,使人類有了道德。第二個蘋果砸醒了牛頓,使人類有了科學。第三個蘋果在喬布斯的控制下,讓人類有了生活。今天我們就借用這三個“蘋果”來學習這節課的內容!“蘋果”的誘惑圣經記載,亞當夏娃受到誘惑,偷吃了智慧樹上的禁果,被上帝處罰,逐出伊甸園,生下了人。因此基督教認為人一生下來就犯下原罪,如何才能贖罪呢?禁欲,克制欲望,信仰上帝,來世才能進入天堂。這個故事實際上反映的是封建神學。為了打破封建神學的束縛,從14世紀開始在西歐掀起了文藝復興,解放了人們的思想,推動了近代自然科學的興起和發展。近代自然科學的主要奠基者就是牛頓,而牛頓的理論,和一個小小的蘋果引發的思考有關。“蘋果”的思考(ppt展示)專題七第一講近代物理學的奠基人和革命者。解讀標題近代物理學的奠基人以誰為代表?牛頓近代物理學的革命者的代表是?普朗克、愛因斯坦第一子目經典力學體系(近代物理學)第二子目量子論(現代物理學)第三子目相對論(現代物理學)那么,牛頓為何被稱為物理學的奠基者?普朗克、愛因斯坦為何被稱為近代物理學的革命者?請同學們看預習案,整理回顧教材知識點。(2分鐘)好了,對于書上的基礎知識都比較簡單,下面我們就用三個選擇題來檢測,看大家是否真的掌握:1. 英國數學家懷特海在科學與近代世界中寫到:“近代力學體系的全部發展過程剛好占了兩個世紀。它從伽利略開始,到牛頓的自然哲學的數學原理為止。伽利略跨出了第一步,找到了正確的思維道路。”“伽利略跨出了第一步”是指 ( )a. 使用觀察實驗和推理的研究方法b. 指出了經典力學絕對時空觀的錯誤c. 指出了外力是改變運動狀態的原因d. 認為時間和空間不能離開物質獨立存在2.把普朗克的量子論推廣到光學中,成功地解釋了光電效應,得出了光具有波粒二象性的科學家是( )a.牛頓 b.達爾文 c.愛因斯坦 d.普朗克3.第一次闡述四維時空和物質的分布相聯系這一重要思想的科學理論是 ( )a.牛頓力學 b.量子力學 c.廣義相對論 d.狹義相對論看來基礎知識同學們都掌握的比較好了,下面我們就一起走進牛頓的世界。(一)牛頓經典力學體系的建立牛頓很“牛”,1669年26歲的牛頓擔任教授(劍橋大學)。29歲被接納為皇家學會會員,1703年被選為皇家學會主席24年,1705年受封為爵士。在所有的自然科學家中,牛頓是獲得這一榮譽的第一人。 1727年在倫敦去世,葬在威斯敏斯特教堂,終年84歲。為紀念牛頓,特地用他的名字來命名力的單位,簡稱“牛”,國際天文學聯合會決定把662號小行星命名為牛頓小行星。1727年,85歲高齡的牛頓在出席皇家學會例會后突然病倒,上至英國國王,下至普通市民,大家都在關注著他的病情,報界每時每刻都在向外界報道著他的身體狀況。在最后時刻,有位朋友握著牛頓的手說道:“你是我們這個時代的偉人。”當他聽到“偉人”這兩個字眼時便搖搖頭說:“不要那么說,我不知道在別人看來,我是什么樣的人,但在我自己看來,我不過就像是一個在海濱玩耍的小孩,為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜,而對于展現在我面前的浩瀚的真理的海洋,卻全然沒有發現。”旁邊又有人說到:“在我們這個時代,您已經超越了所有人,您走得最遠。”“哦,不,你們過譽了,假如說我比笛卡爾看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩膀上”說完這段話,他平靜的閉上了雙眼。牛頓的臨終遺言被翻譯成各國語言,在世界各地流傳,感染了一代一代的青年。牛頓在臨終前說,他撿到的是一些美麗的貝殼和光滑的卵石。根據課本回答,牛頓撿到了哪些美麗的貝殼和光滑的卵石?內容:慣性定律、加速定律、作用力和反作用力定律、萬有引力定律正確,其實牛頓在數學、光學、天文學方面也有很大的成就,同學們下去可以再了解一下。2.牛頓為什么能夠撿到美麗的貝殼?(學生結合課本p120二三段及資料卡片,討論后回答)材料一:“我之所以比別人看得更遠,是因為我站在巨人的肩上。”材料二:有一次,他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差,他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指,錯誤的把它當成通煙斗的通條,硬往煙斗里塞,痛得姑娘大叫,離他而去。牛頓也因此終生未娶。他馬虎拖沓,曾經鬧過許多的笑話。有一次,他請朋友吃飯,當飯菜準備好時,牛頓突然想到一個問題,便獨自進了內室,朋友等了他好久還是不見他出來,于是朋友就自己動手把那份雞全吃了,雞骨頭留在盤子,不告而別了。等牛頓想起,出來后,發現了盤子里的骨頭,以為自己已經吃過了,便轉身又進了內室,繼續研究他的問題。材料三:牛頓去世后,因為他杰出的貢獻,獲得了國葬的禮遇,并被安葬在威斯敏斯特教堂(原為英國歷代國王墓地)。為他抬棺材的是兩位公爵、三位伯爵以及大法官。法國著名哲學家伏爾泰當時正在英國訪問,他目睹了牛頓的葬禮,十分感嘆牛頓所獲得的殊榮。他是這樣描寫的:“他是像一位深受自己的臣民愛戴的國王一樣被安葬的。在他之前,是沒有哪一位科學家享受如此殊榮的。在他之后,受到如此厚葬的也將會是屈指可數的。”原因:(1)前人奠基:伽利略、笛卡爾、開普勒(2)個人努力:善于總結前人的經驗;科學的方法(定量試驗、微積分計算)、獨特的思考方式(蘋果的故事)、其他優秀品質等(勤于思考的學習習慣;虛懷若谷的謙虛態度;永無止境的探索精神)(3)社會環境:國民及政府對科學的尊重和重視(學法指導)以后碰到某科學家取得成就的原因,就從這三個方面去考慮。牛頓自己認為僅僅撿到了貝殼和卵石,那么別人是怎么看的呢?結合p121圖片1答:牛頓像神一樣偉大,改變了世界。3.那么牛頓力學體系的建立有何意義呢?(學生回答,找關鍵句和詞“系統、合理、第一次”)意義:牛頓力學體系對自然界的力學現象做出了系統、合理的說明,從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(第一句和后面三句是總分關系)說他是合理的,書上舉了一個很好的例子來說明,什么的發現?看書上的漫畫,是怎么發現的?用的是萬有引力定律。過渡:19世紀經典物理學達到巔峰狀態,在人們心目中,經典物理學已經達到近乎完美的程度。有的物理學家表示:“19世界將物理大廈全部建成,今后物理學家只是修飾和完美這座大廈。”這時,年輕的德國人普朗克和他的老師發生了一段對話:普朗克:“老師,我準備把我的一生都獻給物理理論學!”老師:“年輕人,物理學是一門已經完成了的學科,不會再有多大的發展,把一生都獻給這門學科,太可惜了。”對普朗克和老師的話你們怎么看?(學生發言)(大膽質疑、勇于探索)在這些精神的推動下,普朗克創立了量子論。(二)量子論1.誕生標志:1900年,關于正常光譜能量分布定律的理論2.意義:量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統觀念,使物理學乃至整個自然科學的觀念都發生了重大變革。(從宏觀世界深入到微觀世界)教師:量子論確實深奧難懂,甚至連量子論奠基人之一的玻爾都說:“如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論。”但還有比量子論更難理解的理論,那就是愛因斯坦的相對論。(三)相對論有一次,愛因斯坦與著名演員卓別林一起出席一個宴會,他們都受到了熱烈的歡迎。卓別林對愛因斯坦開玩笑說:“大家歡迎我是因為他們都能理解我,大家歡迎你是因為他們都不理解你。”在相對論提出之后的很長一段時間里只有兩個人能夠理解,一個是格羅斯曼,另一個是愛因斯坦。今天我們僅理解了相對論的20%,還有80%看100年后的人類能否理解,他的理論太超前了。今天我們就從概念上簡單了解愛因斯坦的相對論。相對論分為狹義相對論和廣義相對論1.狹義相對論:時間和空間都與物質的運動有關,隨著物質的運動速度的變化而變化。例子:愛因斯坦曾經風趣地對一名男青年說:“我打個比方,比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛,那么,同樣的時間你覺得哪一個更長?”男青年說:“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說:“這就是我的相對論內容。”這個故事形象地說明了時間是相對的。高速運動的直尺(空間是相對的)。而且時間的快慢和物體的運動速度成反比,速度越快,時間就越慢,速度達到光速,時間就停止了,當速度超過光速,時間就會倒流。也就是說,只要你的速度超過光速,你就真正實現了穿越。2.狹義相對論與牛頓力學的關系?(1)否定牛頓力學中的絕對時空觀(2)反映了物體高速運動的客觀規律,是對牛頓力學的繼承和發展1916年,愛因斯坦又把適用于勻速運動體系的狹義相對論推廣到加速運動的參考系中建立了廣義相對論。3.廣義相對論:(學生閱讀)物質存在的現實空間不是平坦的,而是彎曲的,空間的結構取決于物質的質量及其分布情況,空間彎曲的程度體現為引力場強度。空間、時間不是獨立的實在,它們是物質存在的形式。廣義相對論提出了三大預言(幻燈片展示),這三大預言都已經被證實是正確的,今天我們也一起來領略一下相對論的奧妙之處。請同學們認真看,思考這個視頻證明了那個預言。(播放視頻)愛因斯坦不但是卓越的物理學家,而且是一個反對霸權侵略、反對法西斯迫害的堅強勇士。第一次世界大戰期間,他就起草了反戰宣言,并周游世界進行訪問、演講。第二次世界大戰期間,深受納粹政府迫害的愛因斯坦,對侵略者的憎恨和對和平的向往與日俱增。為了讓世人早日從德意日的踐踏下解放出來,他寫信給美國總統羅斯福,建議美國制造原子彈,搶在德國前面消滅它。美國于1945年搶先制造并成功地試爆了第一顆原子彈后,又將兩顆原子彈分別投在日本的廣島、長崎兩個城市,造成了大量無辜平民的死亡。此舉,使愛因斯坦無比憤怒,對美國政府的倒行逆施感到震驚,并對自己曾給美國政府寫信造原子彈之事感到十分懊悔。之后,他堅決投入到反對原子彈屠殺的斗爭中,并對美國的原子彈外交政策進行強烈抗議和堅決抵制。劉順航反戰科學家愛因斯坦愛因斯坦的這些行為體現出了他怎樣的精神和態度呢?(反對侵略、維持和平事業所表現出來的)不屈不撓的斗爭精神;科技發展應為人類的和平與幸福服務的態度。過渡:從牛頓的經典力學到普朗克的量子論再到愛因斯坦的相對論,科學在不斷發展、完善,科學的發展改變了世界,改變了人類的生活,而同學們體會最深的可能就是喬布斯的蘋果帶給我們的改變。蘋果的魅力蘋果公司的創立者是?(介紹喬布斯)(ppt展示)1976年4月1號,21歲的喬布斯與26歲的斯蒂夫沃茲尼亞克在自家的車房里成立了蘋果公司。1980年12月12日,蘋果公司股票公開上市1985年4月經由董事會決議撤銷了他的經營大權,1985年9月17日憤而辭去蘋果公司董事長。1996年12月17日,全球各大計算機報刊幾乎都在頭版刊出了“蘋果收購next,喬布斯重回蘋果”的消息。1999年10月ibook奪得“美國消費類便攜電腦”市場第一名,還在時代雜志舉行的“1999年度世界之最”評選中,榮獲“年度最佳設計獎”。教師:1976年,喬布斯創立了蘋果公司,當時他只有21歲。蘋果公司自成立之后就迅速發展,很快成為行業領軍人物,雖然期間有些波動,但沒有改變它追求世界之最的目標。1999年,ibook奪得“美國消費類便攜電腦”市場第一名。2012年8月21日,蘋果成為世界市值第一的上市公司。2003年,喬布斯被查出患胰腺癌,