人民版歷史必修3《近代物理學的奠基人和革命者》教案

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1、 2019 最新人民版歷史必修 3《近代物理學的奠基人和革命者》教案 一 近代物理學的奠基人和革命者 （一）教學目標 【課標要求】 了解經(jīng)典力學的主要內容 , 認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內容 , 認識其意義。 【知識與能力】 了解經(jīng)典力學的三大定律、量子理論、相對論等基礎知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦 等著名科學家的主要事跡 , 學會觀察 , 培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學進步中繼承與發(fā)展的關系。 【過程與方法】 充分利用圖書館、博物館、互聯(lián)網(wǎng)等資源。提高收集、分析

2、相關資料的能力。在學習 過程中通過合作、探究學習 , 培養(yǎng)分析解決問題的能力及交流與合作的能力。科學的方法。 全面提高科學素質 , 創(chuàng)新精神和實踐能力。學會運用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概 括法、實驗法等來學習了解近代物理學的相關問題。 【情感態(tài)度與價值觀】 通過學習 , 了解科學家為科學進步所作出的努力。學習他們?yōu)榭茖W獻身的精神；形成科 學的態(tài)度。知道在科學的道路上荊棘遍布 , 增強面對挫折的能力。增強毅力 , 樹立勇往直前、持之以恒的精神。 （二）教學重難點 教學重點：伽利略對物理學發(fā)展的重 大貢獻；牛頓經(jīng)典力學的建立；量子論的誕生；相

3、對論的提出。 教學難點：如何理解物理學各階段發(fā)展的原因？ （三）教學過程 【導入新課】 人物圖像 【新課講授】 ㈠牛頓力學體系 1、牛頓力學產生前的學說 （ 1）亞里士多德的學說 亞里士多德的力學觀：必須有力作用在物體上 , 物體才能運動 , 沒有力的作用 , 物體就會靜止。如：“推箱子”的例子 （ 2）伽利略的貢獻——創(chuàng)立了自由落體定律 2、牛頓力學體系 “我好像是一個在海邊玩耍的孩子 , 不時為拾到比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而 歡欣鼓舞 , 而展現(xiàn)在我面前的是完 全未探明的真理之海?！?——牛頓臨 終

4、遺言 （ 1）基本理論（牛頓力學三定律、萬有引力定律） （ 2）影響意義 長期以來 , 人們一直認為彗星是神秘的 , 不吉利的災星 , 根本不能用科學來說明。牛頓的 1 / 3 好友哈雷用牛頓力學算出了 1682 年出現(xiàn)的彗星的軌道 , 指出它的回歸周期是 75— 76 年 , 由 此預言它將在 1758 年再次出現(xiàn)。 53 年以后的 1758 年（當時哈雷已去世） , 這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的科學性。 英國著名的哲學家休謨曾說：“我們被放在這有如戲院的世界上 , 每個事件的起源和緣

5、 由卻完全隱瞞不讓我們知道 , 我們既沒有足夠的智慧預見未來 , 也沒有能力防止那些使我們 不 斷 受 傷 害 的 不 幸 事 件 發(fā) 生 。 我 們 被 懸 掛 在 永 恒 的 疑 懼 之 中 ? ? ” ——《大國崛起》解說詞 三百年前 , 人類的思想還充斥著迷信和恐懼, 水為什么往低處流？太陽為什么升起落 下？這些今天看來簡單之極的問題 , 在當時卻是根本無法認識和把握的。直到牛頓出現(xiàn) , 人 類才終于結束了這種狀態(tài)。 ——《大國崛起》解說詞 理論的綜合：牛頓力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明 , 從而完成了 人類對自然界認識史上的

6、第一次理論大綜合。經(jīng)典力學體系的建立標志著近代科學的形成。 實踐的驗證：根據(jù)萬有引力定律 , 人們準確地算出地球的平均密度和扁平率 , 正確地解 釋了潮汐的成因。根據(jù)這一定律 , 人們還發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。 （二）量子力學 19 世紀末 , 面對經(jīng)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(jīng)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?！? 量子論確實深奧難懂 , 甚至連量子論奠基人之一的玻爾都說：“如果誰不為量子論而感到困惑 , 那他就是沒有理解量子論?！? 1、背景 經(jīng)典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物體為研究

7、對象的 , 一旦進入光速運動時 , 經(jīng)典物理學的某些結論就變得不準確 2、量子理論（誕生、發(fā)展、 意義） 量子力學標志著人類對客觀規(guī)律的認識 , 開始從宏觀世界深入到微觀世界。改變了近代 物理學中的傳統(tǒng)觀念 , 使物理學乃至整個自然科學的觀念發(fā)生了重大變革。 今天 , 我們的現(xiàn)代文明 , 從電腦 , 電視 , 手機到核能 , 航天 , 生物技術 , 幾乎沒有哪個領域 不依賴于量子論。（三）相對論 狹義相對論發(fā)表 100 周年 , 也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦 , 但這并不能 掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 關于相對論 , 有人

8、說：這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了太多令人驚訝的內容 ,100 年來 , 人們時時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘 , 直到今天 , 這里還有很多內容沒有被我們悟 透。?? 愛因斯坦關于相對論的比喻。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明 , 愛因斯坦曾經(jīng)風趣地對一名男青年說：“我 打個比方 , 比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛 , 那么 , 同樣的時間你 覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說： “這就是我的相對論內容?！? 1、狹義相對論 （ 1）提出 1905 年 , 愛因斯坦發(fā)表了《論

9、動體的電動力學》 , 創(chuàng)立了狹義相對論。 狹義相對論 的基礎：相對性原理 光速不變原理 （ 2）主要內容 2 / 3 時間和空間都與物質的運動有關 , 隨著物質運動速度的變化而變化。 （ 3）意義 否認了牛頓力學的絕對時空觀；繼承和發(fā)展了牛頓力學；奠定了利用原子能的理論基 礎 2、廣義相對論 （ 1）提出 1916 年 , 愛因斯坦又建立了廣義相對論。 （ 2）主要內容 廣義相對論認為 , 物質存在的現(xiàn)實空間不是平坦的 , 而 是彎曲的 , 空間的結構取決于物 質的質量及其分布情況

10、, 空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強度 （ 3） 廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質的分布相聯(lián)系的重要思想。 3、相對論與牛頓力學的關系： 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀 , 但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的 是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律 , 而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律 , 是對牛 頓力學的繼承和發(fā)展。牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)） , 包括在相對論 體系中。 4、相對論建立的意義 相對論的現(xiàn)實意義舉例——相對論能修正 GPS（全球定位系統(tǒng)）全球定位系統(tǒng)——— GPS的應用也已普及化了 , 許多城市

11、的公共汽車 、出租車上都安裝了它。早期的 GPS接收器 確定物體位置的誤差是在 15 米范圍內 , 這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。 愛因斯坦相對論的建立 , 是對近代物理學理論框架的重大突破 , 它不僅揭示了空間、時 間的可變性 , 時空的變化和時空結構同物質的運動和狀態(tài)密不可分。 這種全新的時空觀、運動觀和物質觀的形成 , 是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革 , 對整個自然科學和哲學都產生了極其深遠的影響。 量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱 , 量子論的形成標志著人類 對于客觀規(guī)律的 認識 , 開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學 , 指 導制造原 子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠 定了理論基礎。 物理學的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？ 尊重事實 , 不迷信權威 , 敢于質疑 , 勇于探索創(chuàng)新 , 實踐出真知?? 3 / 3