18学年高中历史第7单元近代世界科学技术的发展第19课物理学的长足进步教师用书北师大版必修3

第19课物理学的长足进步教材整理1牛顿与经典力学1．背景(1)欧洲中世纪的封建时代，由于封建主义的封闭和禁锢，科学技术的发展十分缓慢。

(2)14世纪以后，随着资本主义萌芽的产生和新航路的开辟，对科学技术的发展提出了要求。

(3)16世纪末，欧洲开始进入近代科学技术的发展时期。

2．地位经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。

3．主要内容(1)物体运动三定律，是机械运动的基本规律，主要包括惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律。

(2)万有引力定律则认为，宇宙间的一切物体都有互相吸引的力，并给出计算两个物体之间吸引力的公式。

4．形成标志1687年出版的《自然哲学的数学原理》。

5．意义经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。

对此后两个世纪科学的发展，产生了深刻的影响。

教材整理2爱因斯坦和相对论1．背景(1)经典力学认为，时间和空间与物质运动无关，宇宙中存在着绝对的静止和绝对的时间。

(2)随着科学实验的进步，人们发现这种理论无法解释研究中出现的一些新问题，经典力学面临着严峻的挑战。

2．提出20世纪初，爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，进而创立了相对论，包括狭义相对论和广义相对论。

3．内容(1)狭义相对论：光速是物质运动的极限速度。

物体的质量是一个变量，它随着物体运动速度的增加而增加，同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。

这就将伽利略和牛顿以来的绝对时空观发展到相对论时空观。

(2)广义相对论：它揭示了四维时空同物质的统一关系，从而在更深层次上否定了绝对时空观。

4．意义(1)相对论的创立，为物理学的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命。

(2)否定了传统的绝对时空观念，揭示了时间和空间的辩证关系，把空间、时间和物质联系起来，创立了新的时空观，进一步丰富和发展了经典力学，并把它概括在相对论理论之中。

(3)相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的认识能力和思维模式的发展。

怎样认识相对论和经典力学的关系？【提示】爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的概括，而不是否定。

爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿经典力学的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。

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，牛顿所提出的很多概念，至今仍指导着我们的物理学思想。

相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。

教材整理3量子论的创立1．背景随着现代科学的发展，人类探求自然的奥秘已经进入到微观世界，特别是电子和放射线的发现，使人们的研究开始进入原子内部。

2．创立(1)1900年，德国物理学家普朗克提出了著名的“量子假说”。

(2)1905年，爱因斯坦提出了光量子论，并成功地解释了光电效应。

(3)丹麦物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。

(4)到1925年左右，量子力学最终建立。

3．意义(1)量子论极大地拓展了人类对微观世界的认识，是20世纪人类所取得的最有成就的理论之一。

(2)引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。

(3)揭开了微观世界的奥秘，改变了人们对整个物质世界的认识。

量子论和相对论提出的共同点是什么？【提示】(1)从背景上看，都是在经典物理学的某些领域已经十分完善但在另外的领域却遭遇重重问题的情况下，作为一种解释提出的。

(2)从产生过程看，两种理论刚开始时只是作为假说，但后来都得到精确的证明。

(3)从影响上看，对修正经典物理学的不足和谬误之处都起到了关键作用，成为现代物理学的支柱；体现了科学大师们敢于向权威挑战、追求真理的精神。

探究点经典力学伏尔泰所说的“永恒的法则”指的是什么？根据史料并结合所学知识，分析牛顿经典力学对启蒙运动产生的影响。

【提示】“永恒的法则”：牛顿的万有引力定律。

影响：受自然界存在着“规律和法则”的启发，启蒙思想家开始了对人类社会发展规律的探究；牛顿经典力学为启蒙思想家探求人类社会的法则提供了科学理论依据。

【史论拓展】经典力学的特征和意义(1)特征①注重实验。

实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑关系，并由此得出重要的结论。

②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研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。

后来科学发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人们对物质世界的认识在不断深入。

(2)意义①把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。

②形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。

③牛顿力学和热学引发了第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。

④牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了神学，促进了人类思想的解放。

“他的哲学中承认时间、空间的客观存在，也对暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排，他用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则，他是一位震古烁今的科学巨人。

”材料中的“他”对自然科学的突出贡献是( )A．创立经典力学体系B．开创了近代实验科学C．成功解释光电效应D．为原子能利用提供科学基础【解题模板】1．英费尔德说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。

”关于伽利略的贡献说法错误的是( )【导学号：00910125】A．奠定了经典力学的基础B．论证了哥白尼的“日心说”C．开创了以实验事实为根据的近代科学D．提出了物体运动三大定律【解析】伽利略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，并利用望远镜证明了哥白尼“日心说”的正确性。

而物体运动三大定律是牛顿提出的。

【答案】 D2．(2015·广东学业水平测试)提出空间和时间都是物质存在的形式的物理学家是( )A．爱因斯坦B．牛顿C．普朗克D．玻尔【解析】1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，相对论的两个基本原理是相对性原理与光速不变原理，即空间和时间都是物质存在的形式，随着物质运动速度变化而变化，A 项符合题意。

【答案】 A3．民间有这样的说法：“天上一日，地上一年。

”能验证这一说法的理论是( )【导学号：00910126】A．量子论B．进化论C．经典力学D．相对论【解析】爱因斯坦的相对论指出时间不是固定不变的，而是处在不断地变化中，故有“天上一日，地上一年”这样的说法。

【答案】 D4.量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步，成为20世纪重要科学理论，提出量子论假说的是( )【导学号：00910127】A．牛顿B．普朗克C．爱因斯坦D．玻尔【解析】19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到原子内部，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明，1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说。

【答案】 B5．“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识取得革命性的进步”指的是( )A．牛顿力学体系的建立B．相对论的提出C．自由落体定律的提出D．量子论的提出【解析】19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部，微观粒子运动已不能用经典力学的理论来说明。

20世纪初，量子论的诞生使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。

【答案】 D6．阅读下列材料，回答问题。

【导学号：00910128】材料一牛顿(1642～1727年)，毕业于剑桥大学，后任该校教授，英国皇家学会会员、会长。

牛顿除了在力学方面的贡献外，还是微积分的发明人之一；同时他发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜等。

材料二爱因斯坦(1879～1955年)，德国物理学家。

1905年获哲学博士学位。

曾在多所大学任教授，并当选为普鲁士科学院院士。

1921年，他因在光电效应上的贡献获得诺贝尔物理学奖。

1933年，因受纳粹政权迫害，迁居美国。

1940年入美国籍。

材料三普朗克(1858～1947年)，慕尼黑大学哲学博士，慕尼黑大学等校教授，英国皇家学会会员。

因提出量子假说获1918年诺贝尔物理学奖。

(1)材料一中牛顿在物理学方面的突出贡献是什么？这一成就有什么特点？(2)材料二中爱因斯坦在物理学方面的突出贡献是什么？有什么意义？(3)材料三中普朗克是如何促使物理学有重大进展的？(4)概括三位科学家在物理学方面取得成就的共同原因。

【解析】本题以近代以来促使物理学领域重大进展的科学家为切入点，考查科技成就。

第(1)问注意问的是在物理学方面的贡献，不要把数学领域的成就答出来。

第(2)问要注意包括爱因斯坦推动量子论的发展成果。

第(3)问结合所学知识去组织答案。

第(4)问要结合他们所处的时代背景及个人的努力去归纳概括。

【答案】(1)贡献：创建经典力学体系，标志近代科学的形成。

特点：一是注重实验，二是数学化。

(2)贡献：提出相对论、光量子论。

意义：揭示时空的本质属性，是物理学领域的一次重大革命；利用量子理论成功解释光电效应出现的现象及光的本质，推动量子论的发展。

(3)提出量子论，开创物理学领域的新纪元，标志着人类认识客观规律由宏观世界深入到了微观世界。

(4)科学家们勇于探索、善于观察、执着追求的科学精神；社会生产力的发展与社会进步。