高二歷史北師大版必修三學(xué)案第七單元近代世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展25

學(xué)案25物理學(xué)的長足進步[課標(biāo)要求]1.了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，熟悉其在近代自然科學(xué)理論開展中的歷史地位。2.知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，熟悉其意義。學(xué)問點一牛頓與經(jīng)典力學(xué)1．背景(1)由于封建主義的禁錮，歐洲中世紀科學(xué)技術(shù)的開展非常緩慢。(2)隨著資本主義萌芽的產(chǎn)生、新航路的開拓和殖民擴張的推動，16世紀末，歐洲開頭進入近代科學(xué)技術(shù)的開展時期。(3)17世紀下半葉，牛頓在開普勒發(fā)覺三大行星運行規(guī)律的根底上，總結(jié)伽利略的力學(xué)討論成果，先后發(fā)覺了物體運動三定律和萬有引力定律。2．創(chuàng)立：1687年，?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?出版，標(biāo)志著以試驗為根底、以數(shù)字為表達形式的經(jīng)典力學(xué)體系的形成。3．主要內(nèi)容(1)物體運動三定律，是機械運動的根本規(guī)律，主要包括慣性定律、加速度定律和作用與反作用定律。(2)萬有引力定律那么認為，宇宙間的一切物體都有相互吸引的力，并給出計算兩個物體之間吸引力的公式。4．地位和影響(1)經(jīng)典力學(xué)體系的建立，成為近代科學(xué)技術(shù)開展史上的一個重要里程碑。(2)牛頓的力學(xué)理論，對此后兩個世紀科學(xué)的開展，產(chǎn)生了深刻的影響。[自學(xué)關(guān)心]中世紀：“中世紀〞一詞是從15世紀后期的人文主義者開頭使用的，意指古典(希臘、羅馬)文化期與古典文化“復(fù)興〞期之間的時代，約公元4世紀或公元5世紀至15世紀。傳統(tǒng)上認為這是歐洲文明史上開展比擬緩慢的時期。[概念闡釋]經(jīng)典力學(xué)：又稱牛頓力學(xué)。它反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律。它包括四個最主要的規(guī)律，即牛頓運動三大定律(慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律)、萬有引力定律。[關(guān)鍵點撥]牛頓力學(xué)體系是近代自然科學(xué)理論中最先成熟和完善的核心理論體系。與以往的科學(xué)體系相比，最大的特點就是以試驗為根底，以數(shù)字為表達形式。這也是近代科學(xué)必需具備的特點。探究點近代自然科學(xué)興起與資本主義開展、思想解放運動的聯(lián)系材料一隨著資本主義萌芽的產(chǎn)生與開展，歐洲掀起了文藝復(fù)興運動。文藝復(fù)興運動不僅推動了文學(xué)藝術(shù)、思想的富強，也推動了哥白尼、伽利略、布魯諾等人熱衷于近代天文學(xué)的討論，推動牛頓經(jīng)典力學(xué)的誕生。材料二歐洲啟蒙思想家受被牛頓證明的萬有引力定律的影響很大，他們信任不僅存在著掌握物質(zhì)世界的自然法那么，也存在著掌握人類社會的自然法那么……理性被用來檢驗一切事物——全部的人、全部的制度、全部的傳統(tǒng)，宏大的啟蒙運動產(chǎn)生了。思索結(jié)合上述材料，分析近代自然科學(xué)的產(chǎn)生與資本主義開展、思想解放運動的關(guān)系。答案①資本主義生產(chǎn)力的開展是近代自然科學(xué)產(chǎn)生的社會前提。②文藝復(fù)興運動為近代自然科學(xué)的產(chǎn)生奠定了思想根底；另一方面，以牛頓經(jīng)典力學(xué)為代表的近代自然科學(xué)為啟蒙運動奠定了科學(xué)根底。牛頓經(jīng)典力學(xué)體系建立的意義(1)理論的科學(xué)性和預(yù)見性：19世紀，人們應(yīng)用牛頓萬有引力定律發(fā)覺了海王星。(2)標(biāo)志著近代科學(xué)的形成：經(jīng)典力學(xué)體系的顯著特征之一是注意試驗。試驗可以進一步揭示出客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的規(guī)律關(guān)系，并由此得出重要的結(jié)論。另一個顯著特征是它的數(shù)學(xué)化，這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。(3)牛頓物體運動三大定律和萬有引力定律確立后，光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的進一步統(tǒng)一，大大推動了物理學(xué)的開展。學(xué)問點二愛因斯坦和相對論1．背景：隨著科學(xué)試驗的進步，經(jīng)典力學(xué)無法解釋討論中消失的一些新問題。2．創(chuàng)立：20世紀初，德國物理學(xué)家愛因斯坦提出了相對性原理和光速不變原理，進而創(chuàng)立了相對論。3．內(nèi)容(1)相對論：光速是物質(zhì)運動的極限速度。物體的質(zhì)量、空間和時間隨著物體運動速度的變化而變化，證明白時間和空間是物質(zhì)運動的根本屬性。這就將伽利略和牛頓以來的肯定時空觀開展到相對論時空觀。(2)廣義相對論：揭示了四維時空同物質(zhì)的統(tǒng)一關(guān)系，從而在更深層次上否認了肯定時空觀。4．意義(1)相對論的創(chuàng)立，為物理學(xué)的開綻開拓了寬闊道路，引起了一場深刻的物理學(xué)革命。(2)創(chuàng)立了新的時空觀，進一步豐富和開展了經(jīng)典力學(xué)，并把它概括在相對論理論之中。(3)相對論以其新的世界觀和方法論，促進了人類的熟悉力量和思維模式的開展。[自學(xué)關(guān)心]相對論：愛因斯坦的相對論包括相對論和廣義相對論。認為時間、空間和物體的質(zhì)量隨著物體運動速度的變化而變化，空間和時間不行能離開物質(zhì)而存在，空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布。[易錯提示]愛因斯坦的相對論并未全面否認牛頓力學(xué)體系。愛因斯坦的相對論只是否認了牛頓力學(xué)體系的肯定時空觀，并沒有否認整個牛頓力學(xué)體系。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的根底，至今仍指導(dǎo)著物理學(xué)的開展。相對論開展了牛頓力學(xué)，打破了傳統(tǒng)的肯定時空觀。探究點相對論與經(jīng)典力學(xué)的區(qū)分與聯(lián)系材料愛因斯坦與牛頓的對話(虛擬)愛因斯坦：你真宏大，你建立了牛頓力學(xué)框架體系，相對論中存在的問題都被你指了出來。牛頓：你比我更宏大，相對論在很多學(xué)科中有著廣泛的應(yīng)用，它和量子力學(xué)一起，已成為近代物理學(xué)的兩大根底理論，相對論包涵了我的三條運動定律及萬有引力定律。愛因斯坦：你我的理論都有瑕疵。牛頓：哪有十全十美的理論，大家不用我們的理論，他們沒有別的理論可用，圣人、神仙也要犯錯誤，你我都是凡人，你我的身軀已經(jīng)融入了自然界，但是，你我的靈魂還留在人間。思索結(jié)合材料及所學(xué)學(xué)問，分析牛頓經(jīng)典力學(xué)體系與愛因斯坦相對論的關(guān)系。答案區(qū)分：牛頓經(jīng)典力學(xué)體系反映了物體低速運動的客觀規(guī)律，相對論反映了物體高速運動的客觀規(guī)律。聯(lián)系：相對論是對牛頓力學(xué)體系的繼承和開展。相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命它否認了經(jīng)典力學(xué)的肯定時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。它也開展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)開展到一個新的高度。學(xué)問點三量子論的創(chuàng)立1．背景：隨著現(xiàn)代科學(xué)的開展，特殊是電子和放射線的發(fā)覺，使人們的討論開頭進入原子內(nèi)部。2．開展進程(1)1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了聞名的“量子假說〞。(2)1905年，愛因斯坦提出了光量子論。(3)丹麥物理學(xué)家玻爾把量子概念推廣到原子內(nèi)部的能量狀態(tài)。(4)1925年左右，量子力學(xué)最終建立。3．量子論的意義(1)與相對論等一起，引起了物理學(xué)的一場重大革命，并促進了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突破性開展。(2)揭開了微觀世界的神秘，轉(zhuǎn)變了人們對整個物質(zhì)世界的熟悉。(3)很多交叉科學(xué)都是立足于量子這塊基石之上開展起來的。[理解概念]量子論：是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石之一。它揭示了微觀物質(zhì)世界的根本規(guī)律，為原子物理學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)奠定了理論根底。它能很好地解釋原子結(jié)構(gòu)、原子光譜的規(guī)律性、化學(xué)元素的性質(zhì)、光的汲取和輻射等。[史論要旨](1)牛頓建立了經(jīng)典力學(xué)，轉(zhuǎn)變了自中世紀以來人們的熟悉論和方法論。經(jīng)典力學(xué)是近代自然科學(xué)理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系。(2)相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最宏大的革命之一。它在很大程度上解決了19世紀末消失的經(jīng)典物理學(xué)的危機，打破了經(jīng)典物理學(xué)肯定化的思維模式，為人們供應(yīng)了辯證地看待世界的途徑。(3)量子理論是20世紀最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，使人類對微觀世界的根本熟悉有了革命性的進步。量子力學(xué)對其他科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，從根本上轉(zhuǎn)變了人類的物質(zhì)生活。探究點量子論的誕生和開展材料19世紀末，物理學(xué)的討論一方面深化到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，放射線和電子被發(fā)覺，另一方面擴展到整個宇宙。隨著光學(xué)等學(xué)科的深化開展，人們對在光速或接近光速的運動狀態(tài)下物質(zhì)的討論，超出了經(jīng)典物理學(xué)的范圍。物理學(xué)中被稱為“晴空上漂移的兩朵烏云〞的兩個無法解釋的難題，其一就是以太(占據(jù)天體空間的物質(zhì))的不存在。這使得經(jīng)典物理學(xué)賴以建立的肯定時空觀受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。思索(1)19世紀末，物理學(xué)的開展對經(jīng)典物理學(xué)提出了怎樣的挑戰(zhàn)？(2)20世紀物理學(xué)的開展取得的兩項最重大的成就是什么？它們是如何彌補經(jīng)典物理學(xué)的缺乏的？答案(1)19世紀末，物理學(xué)家的討論一方面深化到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙，超出了經(jīng)典物理學(xué)的范圍，經(jīng)典物理學(xué)賴以建立的肯定時空觀受到嚴峻的挑戰(zhàn)。(2)量子論和相對論。它們開展了經(jīng)典物理學(xué)，彌補了經(jīng)典力學(xué)在熟悉宏觀世界和微觀世界方面的缺乏，為人類描繪了一個嶄新的世界，對整個人類的思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響。量子論和相對論的地位及影響(1)地位：量子論和相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的根底。(2)影響①量子論是討論微觀世界粒子運動規(guī)律的科學(xué)。量子論對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了很多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，使人類對微觀世界的熟悉有了革命性的進步。②相對論指出了時間、空間和物體的質(zhì)量不是肯定不變的，而是隨著物體的運動而發(fā)生變化，打破了傳統(tǒng)的肯定時空觀；相對論開展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)開展到一個新的高度；相對論打破了經(jīng)典物理學(xué)的肯定化的思維，為人們供應(yīng)了辯證地看待世界的途徑。③量子論和相對論彌補了經(jīng)典物理學(xué)的缺陷，掀起了物理學(xué)的革命，對物理學(xué)本身，對自然科學(xué)，對整個人類生活與思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響。課堂小結(jié)1．17、18世紀的歐洲人信任，人類可以制服自然，也可以推動人類自身不斷前進。產(chǎn)生這種熟悉的主要緣由是()A．資產(chǎn)階級力氣的壯大B．自然科學(xué)的快速開展C．啟蒙思想運動的推動D．文藝復(fù)興運動的影響答案B解析四個選項都是導(dǎo)致題干中現(xiàn)象消失的緣由，但是，人類可以制服自然，最主要緣由是自然科學(xué)快速開展，對自然界的熟悉逐步深化。2．伽利略被譽為“天上的哥倫布〞，是由于()A．推翻了天主教的地球中心說B．用望遠鏡發(fā)覺了一些新的天體C．證明白行星在圍繞太陽運行D．提示了物體的運動規(guī)律答案B解析解答此題的關(guān)鍵是抓住限制信息“天上〞和“哥倫布〞，哥倫布發(fā)覺了陸上的“新大陸〞，所以“天上的哥倫布〞必定是發(fā)覺空中新天體的科學(xué)家。3．中秋季節(jié)是錢塘潮的最正確欣賞期，潮起潮落，漂亮壯麗。蘇東坡有千古名句“八月十八潮，壯麗天下無〞。以下哪位科學(xué)家的理論可用來解釋錢塘潮的壯麗景象()A．伽利略的自由落體定律B．牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系C．普朗克的量子論D．愛因斯坦的相對論答案B解析錢塘潮是由于月球和太陽的引潮力作用，使海洋水面發(fā)生周期性漲落的潮汐現(xiàn)象。牛頓的萬有引力定律可對潮汐現(xiàn)象作出科學(xué)的解釋。4．20世紀初，愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)的一場變革。它()A．否認了經(jīng)典力學(xué)體系B．打破了肯定時空觀C．徹底解決了19世紀以來物理學(xué)面臨的危機D．標(biāo)志著對物質(zhì)世界的熟悉開頭進入微觀粒子世界答案B解析愛因斯坦的相對論提出時間和空間都是物質(zhì)存在的形式，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化，時間、空間、運動、質(zhì)量不是肯定不變的，而是相對的。5．在20世紀最終一期的?時代?周刊中，評比出了一位“世紀人物〞。?時代?周刊稱他為“天才、政治難民、人道主義者、原子和宇宙謎的開啟者〞“以其最宏大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭〞。這位“世紀人物〞應(yīng)當(dāng)是()A．牛頓 B．普朗克C．愛迪生 D．愛因斯坦答案D解析從材料中“原子和宇宙謎的開啟者〞等信息可以看出此人是指愛因斯坦。6．它翻開了人類熟悉微觀世界的大門，深刻地轉(zhuǎn)變了人們的生活、生產(chǎn)和觀念……標(biāo)志著一個新紀元的到來！這里的“它〞是指()A．經(jīng)典力學(xué) B．進化論C．量子論 D．相對論答案C解析經(jīng)典力學(xué)解釋了物體宏觀運動低速運動下的客觀規(guī)律，進化論解釋了生命演進的規(guī)律，量子論解釋了微觀世界物體運動的規(guī)律，相對論熟悉了時空的本質(zhì)。[根底達標(biāo)]1．觀看以下圖，據(jù)圖可以得出西方近代自然科學(xué)開展的主要特點是()eq\a\vs4\al\co1(伽利略做過試驗,的比薩斜塔)eq\a\vs4\al\co1(牛頓觀看,蘋果落地)A．生活實踐閱歷的總結(jié)B．有用性技術(shù)，應(yīng)用性強C．科學(xué)觀看、試驗的討論方法D．重視閱歷綜合，輕視理論討論答案C解析由圖片所示信息可知西方近代自然科學(xué)重視科學(xué)觀看、試驗的討論方法。2．“月亮既不會掉下來，也不會離去，那是由于它的運動正好抵消了地球的引力。〞說這句話的科學(xué)家是()A．牛頓B．伽利略C．布魯諾D．哥白尼答案A解析牛頓的最重大奉獻之一是發(fā)覺了萬有引力定律。材料是運用萬有引力定律解釋月亮總是圍繞地球運動的緣由。3．羅素寫道：“幾乎全部現(xiàn)代世界與古代世界之間的區(qū)分，都得歸功于在十七世紀取得最輝煌成就的科學(xué)。〞“十七世紀取得最輝煌成就的科學(xué)〞指的是()A．經(jīng)典力學(xué) B．物質(zhì)波理論C．量子理論 D．相對論答案A解析B項物質(zhì)波理論誕生于20世紀；C項和D項也都誕生在20世紀。4．依據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會大會投票5號決議，冥王星被排解在行星行列之外，正式從九大行星中除名，而將其列入“矮行星〞。冥王星的發(fā)覺當(dāng)時是依據(jù)()A．哥白尼日心說的推算B．牛頓力學(xué)的推算C．法拉第定律的推算D．愛因斯坦的相對論答案B解析依據(jù)牛頓天體力學(xué)，1930年2月18日天文學(xué)家湯博發(fā)覺了太陽系第九大行星冥王星。冥王星的消失引起了人們的歡呼，被認為是牛頓力學(xué)的宏大成果。5．1846年某日，德國天文學(xué)家加勒在依據(jù)某科學(xué)定律推算出的位置上找到了一顆后來被命名為海王星的行星，這一天被人們評價為某理論“最輝煌的一天〞。該理論是()A．牛頓力學(xué) B．普朗克量子理論C．達爾文進化論 D．愛因斯坦相對論答案A解析依據(jù)材料信息“依據(jù)某科學(xué)定律推算出的位置上找到了一顆后來被命名為海王星的行星〞可知，這一“科學(xué)定律〞是萬有引力定律。故“該理論〞是指牛頓力學(xué)。6．愛因斯坦的相對論揭示的核心問題是()A．時間、空間、物體質(zhì)量隨物體運動而變化B．時間、空間、物體的質(zhì)量是永久不變的C．時間、空間、光速隨物體運動而變化D．時間、空間、光速是永久不變的答案A解析愛因斯坦在相對論中提出，物體的質(zhì)量會隨著時間、空間的變化而變化，這給人們辯證地看待世界供應(yīng)了新途徑。7．1919年11月9日?紐約時報?頭版文章有如下標(biāo)題：“天之光歪斜〞“科學(xué)家急迫等待著日蝕觀測的結(jié)果〞“恒星不是在它們好像應(yīng)當(dāng)所在的或被計算出來的位置上，但不必擔(dān)憂〞。這些文章介紹的科學(xué)理論應(yīng)當(dāng)是()A．經(jīng)典力學(xué) B．自由落體定律C．相對論 D．量子理論答案C解析依據(jù)時間“1919年〞可排解A、B項，D項量子理論使人類對微觀世界熟悉取得革命性進步，應(yīng)選C項。8．愛因斯坦的相對論修正了經(jīng)典力學(xué)體系，并非否認。在相對論中，牛頓三大定律依舊正確，只不過在分析問題時還要考慮到相對論的效應(yīng)而已。以上闡述的相對論與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系是()A．各自 B．繼承與開展C．否認與對立 D．否認與開展答案B解析由材料中的“修正〞和“并非否認〞等表述可以得出二者是一種繼承與開展的關(guān)系。9．“這一發(fā)覺成為二十世紀物理學(xué)討論的根底，從那個時候起幾乎完全打算了物理學(xué)的開展。要是沒有這一發(fā)覺，那就不行能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過程的有用理論。〞“這一發(fā)覺〞指的是()A．牛頓萬有引力定律B．法拉第的電磁學(xué)C．普朗克的量子理論D．愛因斯坦的相對論答案C解析材料中“分子〞“原子〞等信息，可以推斷為普朗克的量子理論。10．“使人類克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機，對微觀世界的根本熟悉有了革命性的進展〞指的是()A．牛頓力學(xué)體系的建立B．進化論的提出C．自由落體定律的提出D．量子論的提出答案D解析經(jīng)典物理學(xué)討論的是宏觀世界，量子理論討論的是微觀世界。[力量提升]11．經(jīng)典物理學(xué)所面臨的危機，最終在20世紀初被物理學(xué)開展史上的兩場宏大的革命所解決。這兩場革命使人類()A．擁有了討論宏觀世界和微觀世界的理論體系B．放棄了經(jīng)典物理學(xué)的思想方法和科學(xué)理論C．否認了此前物理學(xué)取得的一系列成果D．轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和社交方式答案A解析材料中兩場革命是指量子論和相對論。相對論討論的是宏觀世界，量子理論討論的是微觀世界，故A項正確。相對論是對牛頓力學(xué)的繼承和開展，故B、C兩項不正確。相對論提出了相對的時空觀，但并沒有轉(zhuǎn)變?nèi)说纳缃环绞?，故D項不正確。12．“在科學(xué)上，沒有哪個理論能夠得到完全的‘證明’，當(dāng)它消失時，總是有待進一步檢驗和端詳。正是這一不斷自我糾錯與完善的特性，使科學(xué)成為人類理解自然機制最為嚴謹、最為有效的手段。〞以下史實符合該論述的是()①從亞里士多德學(xué)說到自由落體定律②從經(jīng)典力學(xué)到相對論③從萬有引力定律到電磁感應(yīng)理論④從量子理論到光電效應(yīng)的勝利解釋A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④答案B解析自由落體定律是對亞里士多德學(xué)說的否認，相對論是對經(jīng)典力學(xué)的完善；光電效應(yīng)的勝利解釋是對量子理論的完善。③不符合題意。13．?宇宙探險?一書認為，由于科學(xué)家“揭示了時間、空間與物質(zhì)分布、運動之間的辯證關(guān)系，提出了新的宇宙觀，同時使得現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)如此結(jié)合而產(chǎn)生了天體物理學(xué)，為人類討論和探究宇宙供應(yīng)了新的更廣泛的途徑。〞你認為為此作出最重要奉獻的應(yīng)是()A．創(chuàng)立萬有引力的牛頓B．創(chuàng)立相對論的愛因斯坦C．提出量子假說的普朗克D．提出太陽中心說的哥白尼答案B解析從材料“揭示了時間、空間與物質(zhì)分布、運動之間的辯證關(guān)系〞可以很簡潔地推斷出答案為B。14．依據(jù)愛因斯坦的相對論，我們可以得出的正確熟悉是()A．光速不是恒定不變的B．能量和速度無關(guān)C．時間不是肯定不變的D．空間和速度無關(guān)答案C解析相對論的根本原理就是光速不變原理和相對性原理；時間、空間、運動、質(zhì)量不是肯定不變的，而是相對的，可以相互轉(zhuǎn)化。15．電視連續(xù)劇?天仙配?中有這樣的情節(jié)：唐朝張百勝