人民版历史必修三7.1《近代物理学的奠基人和革命者》教案设计
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第1课近代物理学的奠基人和革命者(教案1)【课程标准】1、了解经典力学的主要内容。
2、认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。
3、知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。
【教学过程】检测预习:一、认识史上的飞跃1.时代背景(1)中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。
(2)伽利略创立自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说。
2.经典力学的建立(1)主要内容:①牛顿运动三定律:惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律,构成了近代力学体系的基础,成为整个近代物理学的重要支柱。
②万有引力定律。
(2)建立标志:1687年,《自然哲学的数学原理》发表。
3.经典力学的影响与应用(1)牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。
(2)使力学和天文学在理论上达到相当完备的程度,并得到广泛的应用和验证。
(3)万有引力定律准确地算出了地球的平均密度和扁平率。
(4)正确地解释了潮汐的成因。
(5)利用万有引力定律,科学家发现了海王星。
二、驱走乌云的太阳1.量子理论的诞生(1)19世纪以来,物理学家定义了一种理想物体——黑体,作为热辐射研究的标准物体。
(2)1879年,奥地利物理学家斯蒂芬通过实验发现了黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。
(3)1900年,德国物理学家普朗克提出了著名的量子概念,标志着量子理论的诞生。
2.量子力学的建立(1)1905年,爱因斯坦把普朗克的量子理论推广到光学中,成功解释了光电效应。
(2)1923年,法国物理学家德布罗意又提出物质波理论,认为微观粒子也具有波动性。
(3)数年之后,奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。
3.历史意义(1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系,指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探索。
(2)量子理论从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。
三、爱因斯坦的“时空”1.狭义相对论(1)提出:1905年,爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》一文,创立了狭义相对论。
《近代物理学的奠基人和革命者》【知识与能力目标】了解经典力学的主要内容,识记其在近代自然科学理论发展中的历史地位。
分析相对论、量子论的主要内容,认识其意义。
【过程与方法目标】通过了解经典力学的主要内容,培养学生从已有的知识中提取有效信息,并充分利用信息对有关问题进行分析论证的能力。
通过课堂小组讨论的方法,分析相对论、量子论的主要内容,认识其意义,培养学生分析概括的能力和训练学生的创新思维的能力。
【情感态度价值观目标】通过对本课的学习,了解科学家为科学进步所作出的努力,学习他们为科学献身的精神;形成科学的态度。
培养学生对科学的热爱之情,培养学生正确的自我意识,认识科技发展中没有绝对权威,培养学生尊重科学的意识。
知道在科学的道路上荆棘遍布,增强面对挫折的能力。
增强毅力,树立勇往直前、持之以恒的精神。
【教学重点】伽利略对物理学发展的重大贡献;牛顿经典力学的、量子论、相对论的主要内容。
【教学难点】牛顿经典力学的、量子论、相对论的意义。
本节课运用图片、幻灯、课件、录像、计算机、白板等多媒体教学设备;教师在教学过程中进行多媒体的演示和示范。
通过多媒体播放伽利略、牛顿、达尔文的人物图像形式,导入新课近代物理学的奠基人和革命者。
二、新课讲授㈠牛顿力学体系过渡:通过材料地球中心说:地心说的起源很早,最初由古希腊学者欧多克斯提出,经亚里斯多德完善,又为托勒密进一步发展成为一个盛行于古代欧洲1000多年的宇宙学说体系。
地心说认为地球处于宇宙中心位置并静止不动,太阳、月亮、行星和其他卫星都围绕地球运转。
引出牛顿力学体系的背景。
1.背景:文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来,近代科学诞生;伽利略创立自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说,为经典力学的建立奠定基础,标志着物理学的真正开端。
过渡:“我好像是一个在海边玩耍的孩子,不时为拾到比通常更光滑的石子或更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。
作者:丁晓平近代物理学的奠基人和革命者【课题】近代物理学的奠基人和革命者【授课时间】一课时【课型】新授课【教学目标】通过了解经典力学以及近代物理学的两个理论及其理论提出者,使学生对近代以来科技走向辉煌的原因有一定的初步认识,并形成一定的科学素养,关注生活中的现象。
学会汲取前人经验的方法,养成坚韧不拔的探究精神,了解科学研究的前后继承关系【重点】伽利略的物理学发展的重大贡献,牛顿经典力学体系的建立,量子论的诞生,相对论的提出【难点】如何理解相对论的意义重大【教具】黑板【教学方法】启发式教学、讲读法【板书设计】【课程导入】【提问】为什么我们坐在现在这个楼层没有掉到下面一层呢?【学生】有底板【提问】如果没有底板我们会怎么样呢?【学生】掉下去【提问】为什么会掉下去呢?【学生】不知道【教师】为了找到这个问题的答案,就让我们一起来学习近代物理学的奠基人和革命者一课,今天我们的课程主要是参观近代物理学展厅。
【新课讲授】一、背景(板书)【PPT】《展厅前言》引出背景随着西欧资本主义经济的发展,文艺复兴和宗教改革提出许多新的理论,从而促使了近代物理学的产生和发展【学生活动】从这段前言中,找一下近代物理学产生和发展的原因有哪些?(一位同学读)随着西欧资本主义经济的发展、文艺复兴和宗教改革运动地开展,欧洲的先哲们从怀疑教会推崇的“地心说”开始,首先在天文学领域对教会的神学世界观发起了猛烈的冲击,他们通过观察和实验,提出了许多新的理论,从而促使了近代物理学的产生和发展。
【教师】下面我给大家补充说明归纳一下,可以把近代物理学的产生的原因归为3点,大家可以做下笔记(PPT展示)【产生发展的原因】(1)资本主义的经济的发展(2)文艺复兴和宗教改革运动的展开对于人们思想解放的促进作用(3)观察和实验的科学方法和新的理论的提出,提供了技术支撑二、原因(板书)(PPT展示)①资本主义经济的发展②文艺复兴与宗教改革运动的开展③观察与实验的方法,新理论提出【过渡】在上面说到的这些背景和原因的基础上,终于有人勇敢的站出来反对以亚里士多德的学说为中心的宗教神学世界观,我们一起来看他们的对决:【学生活动】两个男生扮演角色,一个扮演亚里士多德,一个扮演伽利略(教师把剧本发给学生,当堂预习表演)小老弟:我很不明白,你为什么总是和我这个权威人士过不去呢?老兄:实在不好意思!不是我有意和你作对,关键是我遇事总喜欢问为什么?而且更愿意通过实验来印证理论是否合理?亚里士多德:1.物体落地下的速度和重量成比例;2.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就会停止。
第一节近代物理学的奠基人和革命者教案
★知识与能力
知道经典力学的主要内容;伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献;认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。
知道相对论、量子论的主要内容;了解爱因斯坦建立相对论和光的量子理论、普朗克提出量子假说等史实;认识相对论、量子论提出的意义。
★过程与方法
学会运用阅读法、观察法、讨论法、推理法、概括法、实验法等来学习了解近代物理学的相关问题。
★情感、态度与价值观
感受伽利略、爱因斯坦等科学家不迷信权威、为科学而不断探索创新的进取精神。
教学重点:伽利略对物理学发展的重大贡献;牛顿经典力学,量子论,相对论
教学难点:如何理解物理学各阶段发展的原因?
一、经典力学体系
1、背景
文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来,近代科学诞生。
伽利略对亚里士多德力学观的否定
A亚里士多德的学说
B伽利略的贡献——创立了自由落体定律
2、创立牛顿力学体系《自然哲学的数学原理》
基本理论:牛顿力学三定律(惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律)、万有引力定律
影响意义
理论的综合:牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明,从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。
经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。
实践的验证:根据万有引力定律,人们准确地算出地球的平均密度和扁平率,正确地解释了潮汐的成因。
根据这一定律,人们还发现了海王星、冥王星。
二、现代物理学理论的发展
1、量子力学
背景
19世纪末20世纪初,电子和放射性的发现,促进人们对物质的认识深入到了原子内部。
但大量的实验表明,微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。
这就需要人们对微观世界开展研究。
概况
诞生:1900年,德国物理学家普朗克提出了量子假说。
这个假说宣告了量子论的诞生。
发展:1905年,爱因斯坦提出了光具有波粒二象性的结论,1923年,法国物理学家德布罗意又提出物质波理论。
成熟:在这个基础上,奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。
意义量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的缺陷,把人类对客观规律的认识从宏观
世界推进到微观世界,改变了人们看世界的角度和方式;量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。
2、相对论
(1)狭义相对论
创立:1905年,爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》,创立了狭义相对论。
内容:时间和空间都与物质运动有关;时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。
意义:否认了牛顿力学的绝对时空观;继承和发展了牛顿力学;奠定了利用原子能的理论基础。
爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。
第一个假设是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关;第二个假设是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。
从两个基本假设出发,爱因斯坦得出如下新的结论:运动物体在运动方向上长度缩短;运动着的时钟要变慢;任何物体的运动速度都不可能超过光速;同时性是相对的,在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个运动着的惯性系中测量便不是同时发生的;如果物质速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,比起牛顿力学来,相对论力学具有更普遍的意义。
物体的能量等于物体的惯性质量乘以光速的平方。
(2)广义相对论
提出:1916年,爱因斯坦又建立了广义相对论。
主要内容:广义相对论认为,物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场强度。
意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。
(3)相对论与牛顿力学的关系:
相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观,但并非全盘否定牛顿力学。
牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律,而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律,是对牛顿力学的继承和发展。
牛顿力学是相对论的一种特例(物体低速运动状态),包括在相对论体系中。
(4)相对论建立的意义
爱因斯坦相对论的建立,是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅揭示了空间、时间的可变性,时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。
这种全新的时空观、运动观和物质观的形成,是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。
量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。
量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学,指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。
量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。
☆物理学的发展给了我们什么样的启示?
尊重事实,不迷信权威,敢于质疑,勇于探索创新,实践出真知……
作业:随堂练习。