高二历史必修3_《物理学的重大进展》导学案.pdf

《物理学的重大进展》导学案

[课标要求]1.了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的

历史地位。2.知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。

一、经典力学

1．背景

(1)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)16世纪末17世纪初，伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，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，为后来经典力学的创立和发展

奠定了基础。

2．建立

(1)标志：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书。

(2)内容：物体运动三大定律和万有引力定律等。

(3)特征：①以实验为基础。②以数学为表达形式。

[深度点拨]

经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；另一个是数学化。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．意义

经典力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义。后来，根据万有引力定律，

人们发现了海王星等。

[关键点拨]

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1．牛顿力学体系是人类对自然规律进行的第一次理论性概括和总结，它以实验

为基础、以数学为表达形式，是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心

理论体系。

2．伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志着物理学的真正

开端；牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成，是经典物理学的基础。

深化探究

材料我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更好更光滑的石子或

美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。

——牛顿临终遗言

思考

根据材料列举出牛顿捡到的“光滑的石子”和“美丽的贝壳”。说说牛顿的发现

有什么科学意义？

答案(1)创立微积分、提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律(牛顿力学

体系)。

(2)科学意义：①牛顿力学定律以严格的数学方法和逻辑体系把宇宙间的运动统

一起来，对人类解释和预见物理现象具有决定性意义。

②牛顿力学体系把天上、地上的物体运动概括到一个理论之中，使人类认识到支

配日月星辰运转的不是上帝，而是自然规律。这样就把上帝从无生命现象的研究

领域赶走了。

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，

面临着挑战。

2．创立：20世纪初的德国物理学家爱因斯坦提出了相对论。

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

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(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。

(2)它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)它也发展了牛顿力学，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。

[重点精讲]

为什么说相对论的提出是物理学领域的一次重大革命？

它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。它也发

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。

深化探究

材料

思考

(1)爱因斯坦是怎样推翻牛顿的理论的？

(2)如何理解牛顿的一番话？

答案(1)爱因斯坦打破了牛顿创立的经典力学的绝对时空观，提出了狭义相对

论和广义相对论，发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。

(2)相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相

互排斥的关系。相对论只否定了牛顿力学的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力

学。相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。

牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思

想。

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，人们对物质的认识深入到了原

子内部。

(2)大量的实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。

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