1、課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究第第11課物理學的重大進展課物理學的重大進展課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究導學目標導學目標課程標準課程標準重點難點重點難點1.了解經典力學的主要內了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。學理論發展中的歷史地位。2知道相對論、量子論的知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。主要內容，認識其意義。1.掌握經典力學、相對論和量掌握經典力學、相對論和量子論的主要內容，認識其在近子論的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史代自然科學理

2、論發展中的歷史地位。地位。(重點重點)2理解經典力學與相對論及量理解經典力學與相對論及量子論之間的關系。子論之間的關系。(難點難點)課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究要點一經典力學要點一經典力學1背景背景： 運運動解放了人們的思想，推動了自然科動解放了人們的思想，推動了自然科學研究的發展。學研究的發展。2奠基奠基(1)人人物：物： 是經典力學的重要奠基者。是經典力學的重要奠基者。(2)成就成就將將 與數學相結合，進行科學研究。與數學相結合，進行科學研究。發現了發現了 ，開創了以實驗事實為根據并具，開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學。有嚴密邏輯體系的近代科學。文藝復

3、興文藝復興伽利略伽利略科學實驗科學實驗自由落體定律自由落體定律課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究3建立建立(1)人人物：英國科學家物：英國科學家 。(2)標志：標志：1687年，牛頓出版了年，牛頓出版了 ，提，提出了物體運動三大定律和出了物體運動三大定律和 等。等。(3)特點：以特點：以 為基礎，以為基礎，以 為表達形式。為表達形式。(4)意義意義對解釋和預見物理現象具有決定性意義。對解釋和預見物理現象具有決定性意義。根據根據 ，人們發現了海王星等。，人們發現了海王星等。牛頓牛頓自然哲學的數學原理自然哲學的數學原理萬有引力定律萬有引力定律實驗實驗數學數學萬有引力定律萬有引力定律課

4、前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究要點二相對論的創立要點二相對論的創立1背景背景：19世世紀，隨著物理學研究的進展，紀，隨著物理學研究的進展， 無法解釋無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰。研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰。2創立創立：20世世紀初的德國物理學家紀初的德國物理學家 提出了相對論。提出了相對論。3內容內容(1)狹狹義相對論：物體運動時，質量會隨著物體運動速度增大義相對論：物體運動時，質量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動 的變化而的變化而變化，即會發生變化，即會發生 和鐘慢效應。和鐘慢效應。(

5、2)廣義相對論：空間和時間的性質不僅取決于物質的廣義相對論：空間和時間的性質不僅取決于物質的 情情況，也取決于物質本身的況，也取決于物質本身的 狀態。狀態。經典力學經典力學愛因斯坦愛因斯坦速度速度尺縮效應尺縮效應運動運動分布分布課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究4意義意義(1)相相對論的提出是對論的提出是 領域的一次重大革命。領域的一次重大革命。(2)否定了否定了 的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。空間的本質屬性。(3)它也發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，它也發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發展到一個新的

6、高度。推動物理學發展到一個新的高度。物理學物理學經典力學經典力學課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究要點三量子論的誕生與發展要點三量子論的誕生與發展1背景背景(1)19世世紀末紀末20世紀初，電子和放射線的發現，人們對物世紀初，電子和放射線的發現，人們對物質的認識深入到了原子內部。質的認識深入到了原子內部。(2)大量的實驗表明，大量的實驗表明， 運動不能用經典力學的運動不能用經典力學的理論來說明。理論來說明。2誕生誕生： 年年，德國物理學家普朗克提出了量子假說，德國物理學家普朗克提出了量子假說，認為輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位認為輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位 來

7、來實現的。實現的。微觀的粒子微觀的粒子1900量子量子課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究3發展發展(1)愛愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了因斯坦利用量子理論成功地解釋了 。(2)丹麥物理學家丹麥物理學家 提出了有關原子的量子理論。提出了有關原子的量子理論。(3)20世紀世紀30年代，年代， 建立起來。建立起來。4意義意義(1)使使人類對人類對 的基本認識取得革命性的進步。的基本認識取得革命性的進步。(2)與與 一起，構成了現代物理學的基礎，彌補了經一起，構成了現代物理學的基礎，彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。(3)推動了

8、物理學自身的進步，而且開闊了人們的視野，推動了物理學自身的進步，而且開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的改變了人們認識世界的 。光電效應光電效應玻爾玻爾量子力學量子力學微觀世界微觀世界相對論相對論角度和方式角度和方式課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究 助學助記助學助記誤區警示誤區警示 近代科學形成的標志近代科學形成的標志伽利略的杰出成就為牛頓經典力學的創立奠定了基礎，標志伽利略的杰出成就為牛頓經典力學的創立奠定了基礎，標志著物理學的真正開端；牛頓力學體系的建立標志著近代科學著物理學的真正開端；牛頓力學體系的建立標志著近代科學的形成，是經典物理學的基礎。的形成，是經典物理學的基礎

9、。巧學妙記巧學妙記 經典力學經典力學課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究 圖解歷史圖解歷史 量子理論的誕生與發展量子理論的誕生與發展課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究思維升華思維升華 相對論和量子理論相對論和量子理論(1)相對論和量子理論一起構成了現代物理學的基本理論框架。相對論和量子理論一起構成了現代物理學的基本理論框架。物理學的發展說明了物質運動的研究是從低級到高級、從簡物理學的發展說明了物質運動的研究是從低級到高級、從簡單到復雜的過程。單到復雜的過程。(2)量子論和相對論彌補了經典物理學的缺點，掀起了物理學量子論和

10、相對論彌補了經典物理學的缺點，掀起了物理學的革命，構成了現代物理學的基礎。的革命，構成了現代物理學的基礎。誤區警示誤區警示 愛因斯坦的相對論仍然是對宏觀世界的探究與認愛因斯坦的相對論仍然是對宏觀世界的探究與認識，而量子論的提出使人類對世界的研究進入微觀世界。識，而量子論的提出使人類對世界的研究進入微觀世界。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究主題一經典力學體系的建立主題一經典力學體系的建立【史料探究【史料探究】1伽利略的貢獻伽利略的貢獻史料史料伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法，伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學是人類思

11、想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端的真正開端伽利略對科學的貢獻就在于毀滅直覺的伽利略對科學的貢獻就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它。這就是伽利略的發現的重觀點而用新的觀點來代替它。這就是伽利略的發現的重大意義。大意義。愛因斯坦愛因斯坦物理學的進化物理學的進化課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究思考思考依依據史料，結合所學知識指出愛因斯坦所說的據史料，結合所學知識指出愛因斯坦所說的“伽利伽利略的發現略的發現”是什么？分析這一發現的意義。是什么？分析這一發現的意義。答案答案發發現了自由落體定律，確定勻速運動和勻加速運動現了自由落體定律，確定勻速運動和勻加速運動這兩

12、個新概念。這兩個新概念。意義：為經典力學的建立奠定了基礎，標志著物理學的真意義：為經典力學的建立奠定了基礎，標志著物理學的真正開端。正開端。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究2牛頓經典力學牛頓經典力學 史料史料 圖一圖一 圖二藝術家筆下的牛頓像神圖二藝術家筆下的牛頓像神 一樣在制定宇宙規律一樣在制定宇宙規律 課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究思考思考史史料圖一中海王星等的發現，主要是根據牛頓提出的料圖一中海王星等的發現，主要是根據牛頓提出的哪一定律？根據史料圖二，當時的藝術家對牛頓持什么態度？哪一定律？根據史料圖二，當時的藝術家對牛頓持什么態度？答案答案(1)定定律

13、：萬有引力定律。律：萬有引力定律。(2)態度：贊揚態度：贊揚(崇拜、肯定崇拜、肯定)。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究【史論總結【史論總結】1為什么說伽利略是經典力學的奠基者？為什么說伽利略是經典力學的奠基者？伽伽利略發現了自由落體定律等物理學定律，開創了以實利略發現了自由落體定律等物理學定律，開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來經典力學的創立和發展奠定了基礎。經典力學的創立和發展奠定了基礎。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究2牛頓經典力學的特征牛頓經典力學的特征(1)注注重實驗，實驗可以進一步

14、揭示客觀現象和過程之間重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間內在的邏輯聯系，并由此得出重要的結論。內在的邏輯聯系，并由此得出重要的結論。(2)數學化，這種數學化的根源是內在的數學關系。自然數學化，這種數學化的根源是內在的數學關系。自然的數學結構是近代科學的先驅們深信不移的真理。的數學結構是近代科學的先驅們深信不移的真理。(3)研究人們日常生活中易于理解的宏觀世界。后來科學研究人們日常生活中易于理解的宏觀世界。后來科學發現所揭示的是人們沒有直接經驗的微觀現象，表明人發現所揭示的是人們沒有直接經驗的微觀現象，表明人們對物質世界的認識在不斷深入。們對物質世界的認識在不斷深入。課前自主導學課前自

15、主導學課堂互動探課堂互動探究究3經典力學的歷史地位經典力學的歷史地位(1)把把自然界中一切力學現象囊括在力學體系中，成為人類認自然界中一切力學現象囊括在力學體系中，成為人類認識自然的過程中對自然規律的第一次總結與概括。識自然的過程中對自然規律的第一次總結與概括。(2)形成以實驗為基礎、以數學為表達形式的牛頓力學體系，形成以實驗為基礎、以數學為表達形式的牛頓力學體系，即經典力學體系，標志著近代科學的形成和人類科學時代的即經典力學體系，標志著近代科學的形成和人類科學時代的開始。開始。(3)牛頓力學和熱力學引發了第一次工業革命，使人類社會進牛頓力學和熱力學引發了第一次工業革命，使人類社會進入蒸汽時代

16、。入蒸汽時代。(4)牛頓用數學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟牛頓用數學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎，打擊了神學，促使蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎，打擊了神學，促使人類思想不斷解放。人類思想不斷解放。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究主題二現代物理學的發展主題二現代物理學的發展【史料探究【史料探究】1相對論相對論史料史料愛因斯坦的相對論是人類思想史上最偉大的成就之一，愛因斯坦的相對論是人類思想史上最偉大的成就之一，也許就是最偉大的成就。也許就是最偉大的成就。英英皇家學會會長湯姆遜皇家學會會長湯姆遜思考思考據據史料，為什么

17、說相對論是史料，為什么說相對論是“最偉大的成就之一最偉大的成就之一”？答案答案相相對論否定了經典力學的絕對時空觀，深刻揭示了時對論否定了經典力學的絕對時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質屬性，提出了全新的時空觀、運動觀和物質間和空間的本質屬性，提出了全新的時空觀、運動觀和物質觀；發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，將物理觀；發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，將物理學發展到一個新的高度。學發展到一個新的高度。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究2量子論量子論史料史料普朗克認為，牛頓力學并沒有解決所有的問題，普朗克認為，牛頓力學并沒有解決所有的問題，尤其是不能適用于原子范圍

18、。尤其是不能適用于原子范圍。思考思考史史料中普朗克怎樣解決料中普朗克怎樣解決“原子范圍原子范圍”內的問題？內的問題？有何意義？有何意義？答案答案(1)普普朗克提出了量子假說，認為輻射像物質一樣，朗克提出了量子假說，認為輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現的。是由具有能量的基本單位量子來實現的。(2)意義：標志著量子論的誕生，使人類對微觀世界的基意義：標志著量子論的誕生，使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步。本認識取得革命性的進步。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究【史論總結【史論總結】1相對論和量子論產生的意義相對論和量子論產生的意義(1)量量子論與相對論一起，

19、構成了現代物理學的兩大支柱。子論與相對論一起，構成了現代物理學的兩大支柱。經典物理學所適用的主要是我們日常生活中的物理現象，經典物理學所適用的主要是我們日常生活中的物理現象，但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不太夠用了。太夠用了。(2)量子論的形成標志著人類對客觀規律的認識，開始從量子論的形成標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。同時在量子論基礎上發展起宏觀世界深入到微觀世界。同時在量子論基礎上發展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發展。子核物理等科學的發展。課前自主導學課前自主導學課堂互動探課堂互動探究究 (3)相對論的提出否定了經典力學的絕對時空觀，從本質上相對論的提出否定了經典力學的絕對時空觀，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質屬性，推動物理學發展到一個新的高度。間的本質屬性，推動物理學發展到一個新的高度。(4)總之，量子論和相對論彌補了經典物理學的缺陷，掀起了總之，量子論和相對論彌補了經典物理學的缺陷，掀起了物理學的革命，構成了現代物理學的基本理論框架。物理學的革命，構成了現代物理學的基本理論框