第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程科學勃興進展輝煌轉化生產科技革命文藝復興思想解放----經典力學、相對論和量子論、進化論（11、12課）----三次科技革命（13課）科技歷程第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程科學勃興進展1單元總體知識結構

科學革命技術革命物理學領域生物學領域經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）相對論的建立（愛因斯坦））進化論理論（達爾文與赫胥黎）“蒸汽機時代”（瓦特）電力的廣泛應用與“電氣時代”（法拉第、西門子等）現(xiàn)代信息技術與信息時代現(xiàn)代物理學理論的發(fā)展量子理論的誕生（普朗克)單元總體知識結構科學技術物理學生物學經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)2鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件3鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件4標志近代自然科學開端文藝復興時期哥白尼標志近代自然科學開端文藝復興時期哥白尼5

材料哥白尼那本不朽著作（《天體運行論》）的出版，他用這本書（雖然是膽怯地，而且可說是只在臨終時）來向自然事物方面的教會權威挑戰(zhàn)，從此自然科學便開始從神學中解放出來……科學的發(fā)展從此便大踏步前進。——恩格斯材料哥白尼那本不朽著作（《天體運行論》）的出版，他6鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件7鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件8見課本第54頁導言：見課本第54頁導言：9也為近代力學的發(fā)展奠定基礎。（劃上導言關鍵詞）也為近代力學的發(fā)展奠定基礎。（劃上導言關鍵詞）10閱讀思考：1.為什么16世紀中期以后科學會出現(xiàn)新時期？2.伽利略在物理學、天文學方面突出的貢獻是什么？3.伽利略科學研究的主要意義有哪些？4.經典力學建立的標志是什么？5.牛頓力學體系有何顯著特征？它的建立有何意義？6.愛因斯坦創(chuàng)立相對論的原因是什么？相對論的主要內容是什么？相對論的創(chuàng)立有何意義？7.量子論是在什么背景下產生的？又是如何發(fā)展的？在量子論研究方面作出杰出貢獻的科學家有哪些？量子論的建立有什么意義？閱讀思考：11一、經典力學1、經典力學奠基者思考：為什么16C中期科學會出現(xiàn)新發(fā)展？（1）科學新發(fā)展的背景經濟：資本主義發(fā)展為其提供了物質基礎

思想：文藝復興運動的影響科技工作者：科學家勇于探索的精神-伽利略一、經典力學1、經典力學奠基者思考：為什么16C中期科學會12（2）伽利略簡介

伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科學，被譽為“近代科學之父”。同時他是第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。（2）伽利略簡介伽利略（1564—1642），偉大的意大13②物理學方面（課本）

--觀察、實驗結果伽利略為什么被稱為近代科學之父？他在物理學、天文學方面突出的貢獻是什么？伽利略對歷史發(fā)展產生何影響？

（3）伽利略的貢獻①首先是創(chuàng)立科學的研究方法：實驗和觀察。A.外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，只是改變運動狀態(tài)的原因；確定勻速運動和勻加速運動這兩個新概念。③

天文學方面A.利用望遠鏡觀察天體并取得大量成果第一人；B.發(fā)現(xiàn)自由落體定律等定律；B.證明了哥白尼“日心說”的正確性；②物理學方面（課本）--觀察、實驗結果伽利略為什么被稱為近14他是第一個把望遠鏡對準天空進行觀測的人。1609年，伽利略自己創(chuàng)制了天文望遠鏡（伽利略望遠鏡）。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。1610年1月7日,伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星,從而證明哥白尼日心學說正確性。此后出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。伽利略的折射式望遠鏡—見課本歷史縱橫伽利略的手稿他是第一個把望遠鏡對準天空進行觀測的人。1609年，伽利略自15因伽利略證實哥白尼學說正確性，為此被羅馬宗教裁判所傳喚（見課本圖),并責令保持沉默，1642年在貧病交加中死去，享年78歲。1983年羅馬教廷終于承認350年前對伽利略的審判是錯誤的。人們爭相傳頌。哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，而伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)了新的宇宙，因此，人們稱伽利略是天上的哥倫布。因伽利略證實哥白尼學說正確性，為此被羅馬宗教裁判所傳喚（見課16閱讀下列材料思考伽利略對歷史發(fā)展產生的影響：

伽利略的發(fā)現(xiàn)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，而且標志著物理學的真正開端。這個發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺的結論，不是常常可靠的，因為它們有時會引到錯誤的線索上去。……人們的思維創(chuàng)造出一直在改變的一個宇宙的圖景。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(fā)現(xiàn)的重大意義。——愛因斯坦《物理學的進化》閱讀下列材料思考伽利略對歷史發(fā)展產生的影響：

伽利略的17（1）改變人們認識世界的方法：開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學-----實驗科學（與中國傳統(tǒng)科學：經驗科學最大的不同）（2）為后來經典力學的創(chuàng)造和發(fā)展奠定了基礎（發(fā)現(xiàn)了落體定律，確定勻速運動和勻加速運動這兩個新概念）（4）伽利略對歷史發(fā)展的影響和意義（3）論證哥白尼日心學說的正確性，對思想解放有一定作用。（1）改變人們認識世界的方法：開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴18練習鞏固：伽利略首創(chuàng)實驗科學在課本相應地方劃上意義。練習鞏固：伽利略首創(chuàng)實驗科學在課本相應地方劃上意義。19水平測試(2011年珠海模擬)牛頓被稱為“近代科學之父”，但他自己卻非常謙虛地說：“如果我比別人看得遠些，那是因為站在巨人肩上的緣故。”從與牛頓的主要成就的關系來看，這里的巨人最有可能是(

)A．伽利略B．哥白尼C．達爾文D．愛因斯坦解析：根據(jù)題意可以知道“巨人”為牛頓的經典力學奠定基礎，由此可以判斷是伽利略。答案：A水平測試解析：根據(jù)題意可以知道“巨人”為牛頓的經典力學奠定基20標志著物理學的真正開端的是A、亞里士多德的發(fā)現(xiàn)及其研究研究方法B、伽利略的發(fā)現(xiàn)及其科學研究方法C、愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)及其科學研究方法

D、普朗克的發(fā)現(xiàn)及其研究方法B近代自然科學開端的標志是A、亞里士多德的發(fā)現(xiàn)及其研究研究方法B、伽利略的發(fā)現(xiàn)及其科學研究方法C、哥白尼的日心說D、牛頓力學體系形成。C標志著物理學的真正開端的是B近代自然科學開端的標志是C21閱讀思考：1.為什么16世紀中期以后科學會出現(xiàn)新時期？2.伽利略在物理學、天文學方面突出的貢獻是什么？3.伽利略科學研究的主要意義有哪些？4.經典力學建立的標志是什么？5.牛頓力學體系有何顯著特征？它的建立有何意義？6.愛因斯坦創(chuàng)立相對論的原因是什么？相對論的主要內容是什么？相對論的創(chuàng)立有何意義？7.量子論是在什么背景下產生的？又是如何發(fā)展的？在量子論研究方面作出杰出貢獻的科學家有哪些？量子論的建立有什么意義？閱讀思考：22

牛頓，英國著名的科學家，在物理學（物體運動三大定律）、數(shù)學（微積分的發(fā)明）、天文學（萬有引力定律；依據(jù)萬有引力預測未知行星）等方面作出做出卓越貢獻。他出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。牛頓（1642—1727）2.經典力學創(chuàng)立——牛頓力學體系牛頓，英國著名的科學家，在物理學（物體運動三大定23牛頓故居位于英國伍爾索普領地，1643年的圣誕節(jié)，他就誕生在這座灰白色的石頭建筑里。牛頓故居門前有那棵著名的蘋果樹，就在這棵樹下，牛頓領悟到萬有引力。樹的下方立著一方綠色的銅質徽章，那是伊利莎白女王頒發(fā)的保護令。牛頓故居位于英國伍爾索普領地，1643年的圣誕節(jié)，他24

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，英國資產階級革命過程中

牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》內容：（1）物體運動三大定律（2）萬有引力定律

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，25

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》內容：（1）物體運動三大定律（2）萬有引力定律

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，26

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》內容：（1）物體運動三大定律（2）萬有引力定律（2）應用：根據(jù)牛頓理論的推測，發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，27這兩個行星的發(fā)現(xiàn)證明萬有引力定理的預測性，將該定理威望推向頂峰。這兩個行星的發(fā)現(xiàn)證明萬有引力定理的預測性，將該定理威望推向頂28

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》內容：（1）物體運動三大定律（2）萬有引力定律（2）應用：根據(jù)牛頓理論的推測，發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。（3）特征注重實驗數(shù)學化

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，29

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》內容：（1）物體運動三大定律（2）萬有引力定律（2）應用：根據(jù)牛頓理論的推測，發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。（3）特征注重實驗數(shù)學化（4）意義見課本（對物理學；整個自然科學；社會生產力；哲學）

2、經典力學的建立者——牛頓

（1）建立標志：1687年，30（1）從物理學角度：是人類認識自然的歷史上對自然規(guī)律第一次進行理論性概括和總結。對自然界的力學現(xiàn)象從天上到地上做了系統(tǒng)合理的說明，建立起一個完整系統(tǒng)的力學理論體系，實現(xiàn)了物理學史上第一次大飛躍，大大推動了物理學的發(fā)展。經典力學影響：（一大飛躍，兩個時代，三大基礎）（2）對自然科學角度：經典力學體系對解釋和預見物理現(xiàn)象，具有決定性意義(海王星、冥王星）；為經典物理學和天文學奠定了基礎；也是現(xiàn)代工程力學及與之有關的理論基礎。標著人類科學時代的開始，標志著近代科學的形成（因為重實驗推理和數(shù)學化）（回顧近代科學開端是什么？）。（3）從生產力和社會發(fā)展角度：牛頓力學和熱學引發(fā)了第一次工業(yè)革命，人類進入蒸汽時代。（4）從哲學角度：為啟蒙思想和唯物主義哲學奠定基礎（1）從物理學角度：是人類認識自然的歷史上對自然規(guī)律第一次進31素能提高(2011年沈陽模擬)德意志詩人諾瓦利斯(1772～1801)認為，哲學是全部科學之母，科學的發(fā)展又會推動哲學的進步。他能夠舉出的最佳論據(jù)是(

)A．牛頓及其《自然哲學的數(shù)學原理》B．達爾文及其《物種起源》C．愛因斯坦及其“相對論”D．康德及其《純粹理性批判》A素能提高A32海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)

A、哥白尼日心說的推算

B、牛頓理論的推測

C、法拉第演說計算

D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示B海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)B33

經典力學與中世紀的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是①注重實驗②數(shù)學化③體現(xiàn)微觀世界④經驗法

A.①②B.①③C.②③D.①②④A經典力學與中世紀的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是A34

牛頓在科學上貢獻是多方面的，最重要的是在力學方面，下面關于牛頓的表述不正確的是(）

A.除了在力學方面的重大貢獻外，還是微積分的發(fā)明人之一

B.著有科學巨著《自然哲學的數(shù)學原理》C.他推測出了海王星和冥王星的存在

D.他提出了三大定律和萬有引力定律C牛頓在科學上貢獻是多方面的，最重要的是在力學方面，下面關35

質疑與思考：經典力學體系是最完美的物理學理論嗎？

19世紀末，面對經典物理學近乎完美的發(fā)展，有的物理學家表示：“19世紀已經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。”

高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經典力學無法解釋的！質疑與思考：經典力學體系是最完美的物理學理論嗎？136閱讀思考：1.為什么16世紀中期以后科學會出現(xiàn)新時期？2.伽利略在物理學、天文學方面突出的貢獻是什么？3.伽利略科學研究的主要意義有哪些？4.經典力學建立的標志是什么？5.牛頓力學體系有何顯著特征？它的建立有何意義？6.愛因斯坦創(chuàng)立相對論的原因是什么？相對論的主要內容是什么？相對論的創(chuàng)立有何意義？7.量子論是在什么背景下產生的？又是如何發(fā)展的？在量子論研究方面作出杰出貢獻的科學家有哪些？量子論的建立有什么意義？閱讀思考：37鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件383）19世紀物理學界三件大事為量子力學和相對論奠定基礎二、相對論的創(chuàng)立（19世紀末20世紀初）1、創(chuàng)立的歷史背景

1）第一次工業(yè)革命后19世紀科學得到了飛速發(fā)展

2）經典力學無法解釋高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象2、相對論的提出及主要內容

1905年（清末新政廢科舉，日俄戰(zhàn)爭，同盟會成立那年）剛剛得到博士學位的愛因斯坦發(fā)表的一篇題為《論動體的電動力學》的文章，提出了著名的相對論，引發(fā)了20世紀物理學的另一場革命。

（1）相對論的提出現(xiàn)代物理學成就3）19世紀物理學界三件大事為量子力學和相對論奠定基礎二、相39狹義相對論認為，①物體運動時，質量會隨著物體運動速度增大而增加；②空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發(fā)生空間---尺縮效應和時間----------鐘慢效應。（1905年，26歲）廣義相對論認為，空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，也取決于物質本身的分布狀態(tài)（分布密度或形狀）。（1916年—一戰(zhàn)期間）（2）相對論的內容狹義相對論認為，（2）相對論的內容40鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件41

愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結論。

相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。什么是狹義相對論？愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，42什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念

愛因斯坦闡述“萬有引力”的本質是導因于物質的分布而彎曲了鄰近的時間─空間幾何結構，從而導出比牛頓萬有引力定律更精確的理論，得到彎曲的四維時空觀念，牛頓的萬有引力理論成了廣義相對論中的一個特例。

廣義相對論的重要結論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個的比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念愛因斯坦433、意義①是物理學領域的一項重大革命②否定了經典力學的絕對時空觀，深刻的揭示了時間和空間的本質屬性③發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度3、意義①是物理學領域的一項重大革命44閱讀下列材料：

愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想。

請回答：

（1）“牛頓時代”是什么樣的時代?

（2）牛頓有什么貢獻?

（3）有人認為相對論的建立使牛頓在歷史上的光輝被抹掉了。你認為這種觀點是否正確?為什么?（1）17世紀中葉至18世紀20年代；處于資本主義手工工場時期，資產階級文化在逐漸發(fā)展。

（2）提出物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，是人類認識史上對自然規(guī)律的第一次理論性的概括和綜合。

（3）不正確。

因為牛頓力學體系的建立是近代科學形成的標志，愛因斯坦的相對論只是否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定牛頓的經典力學，牛頓力學只是相對力學在低速運動下的特例。相對論發(fā)展了牛頓力學。牛頓力學是整個力學的基礎，在科學史上有杰出貢獻；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導著我們的物理學思想。閱讀下列材料：

愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有45依據(jù)材料和所學知識分析牛頓力學體系和愛因斯坦相對論的關系。依據(jù)材料和所學知識分析牛頓力學體系和愛因斯坦相對論的關系。46及時訓練1、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為①否定了經典力學的絕對時空觀②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性③打破了經典力學體系的局限性④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界

A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④及時訓練1、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革47中新社臺北四月十九日電世界第一高樓臺北101大樓十九日晚七時許，呼應“物理照亮世界”的活動，點亮燈光，凸現(xiàn)“E=mc2”，紀念偉大的科學家愛因斯坦發(fā)表相對一百周年。相對論提出的歷史意義有（）①是物理學思想的一次重大革命②否定了經典力學的絕對時空論③深刻地揭示了時間和空間的本質屬性④樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀A．①②③B．①②③④C．①③④D．①②④

愛因斯坦的相對論力學和牛頓力學的關系是（）

A.前者否定了后者B.前者包容了后者

C.前者補充了后者D.前者發(fā)展了后者

BD中新社臺北四月十九日電世界第一高樓臺北101大樓十九日晚七時48閱讀思考：1.為什么16世紀中期以后科學會出現(xiàn)新時期？2.伽利略在物理學、天文學方面突出的貢獻是什么？3.伽利略科學研究的主要意義有哪些？4.經典力學建立的標志是什么？5.牛頓力學體系有何顯著特征？它的建立有何意義？6.愛因斯坦創(chuàng)立相對論的原因是什么？相對論的主要內容是什么？相對論的創(chuàng)立有何意義？7.量子論是在什么背景下產生的？又是如何發(fā)展的？在量子論研究方面作出杰出貢獻的科學家有哪些？量子論的建立有什么意義？閱讀思考：49鵬版第11課物理學的重大進展ppt課件501、背景2、誕生普朗克提出量子假說，宣告量子論誕生愛因斯坦用量子理論成功解釋光電效應；玻爾提出有關原子的量子理論；20世紀30年代，量子力學建立。三、量子論的誕生與發(fā)展3、發(fā)展微觀粒子的運動不能用經典力學的原理說明1、背景2、誕生普朗克提出量子假說，宣告量子論誕生愛因斯坦用511）使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步，成為20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。4、意義2）它與相對論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基礎。為現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代科技革命奠定理論基礎。3）彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，它們的提出，不僅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角度和方式。1）使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步，成為20世紀52（2007年高考歷史廣東卷）20世紀初，物理學本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是（）

A．電的發(fā)明和利用

B．量子論的提出和發(fā)展

C．經典力學的發(fā)展

D．原子能在軍事上的應用B（2007年高考歷史廣東卷）20世紀初，物理學本身發(fā)生了一場53現(xiàn)代物理學的基礎是

A、牛頓力學B、相對論

C、量子假說D、量子理論、相對論D現(xiàn)代物理學的基礎是D54

下列表述不正確的是

A、牛頓創(chuàng)立的經典力學是經典物理學的基礎

B、經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象

C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的

D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步經典力學是宏觀物體在低速運動下的特例下列表述不正確的是經典力學是宏觀物體在低速運動下的特例55

下列物理學成就取得的先后順序排列正確的是①落體定律②萬有引力定律③狹義相對論④量子論

A.①②③④B.①③②④C.②①④③D.①②④③D下列物理學成