一 近代物理学的奠基人和革命者 目标导航 课程标准 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。 学习视点 重点:1.经典力学的建立。 2.量子论的诞生。 3.相对论的提出。 难点:1.物理学各阶段发展的原因。 2.对科学发展创新性的理解。 课前预 习 一、认识史上的飞跃 1.背景 (1)在中世纪的欧洲,________的学说长期被教会奉为教条。 (2)近代科学诞生后,亚里士多德的力学不断受到质疑。 (3)伽利略在观察、实验和推理的基础上,创立了________定律,推翻了亚里士多德的学说。 2.内容 (1)17世纪末,得出了惯性定律和加速度定律。 (2)总结出作用力和反作用力定律。 (3)用微积分做计算工具导出________。 (4)1687年撰写的《________》,总结了他的力学体系以及在数学、天文学方面的研究成果。 3.意义 (1)牛顿的运动三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)完成了人类对________认识史上的第一次理论大综合。 (3)根据________,人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率,
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正确地解释了潮汐的成因。 二、驱走乌云的太阳 1.量子论提出的背景:19世纪末,________问题成为物理学界的重大研究课题。 2.量子理论的诞生过程 (1)1879年,奥地利物理学家________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。 (2)德国物理学家________发现了热辐射过程中的能量分布规律。 (3)1900年,普朗克提出了著名的________概念。 (4)普朗克的《关于正常光谱能量分布定律的理论》发表,标志着________理论的诞生。 3.发展 (1)1905年,________运用量子理论成功地解释了光电效应,得出了光具有________的结论。 (2)1923年,法国物理学家德布罗意提出________理论,将量子论发展到一个新的高度。 (3)在量子理论基础上,奥地利、德国的物理学家建立了________力学。 4.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________的各个层面进行深入探讨。 (2)从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使________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” 项目 狭义相对论 广义相对论 1905年,爱因斯坦发1916年,把狭义相对创立 表《论________的电论推广到________运动力学》一文 动的参考系中 物质存在的________时间和空间都与物质空间是弯曲的,空间的________有关,随的结构取决于物质的内容 着物质运动速度的变质量及其分布情况;化而变化 空间、________是物质存在的形式 反映的是物体第一次阐述了意义 ________运动的客观________和物质的分规律,是对牛顿力学布相联系的重要思想
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影响 的继承与发展 (1)是对近代物理学理论框架的重大突破,形成了全新的时空观、运动观和________观(2)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深远影响(3)相对论同________理论一起,构成了现代物理学的基本理论框架 答案: 一、1.(1)亚里士多德 (3)自由落体 2.(3)万有引力定律 (4)自然哲学的数学原理 3.(2)自然界 (3)万有引力定律 二、1.黑体辐射 2.(1)斯蒂芬 (2)普朗克 (3)量子 (4)量子 3.(1)爱因斯坦 波粒二象性 (2)物质波 (3)量子 4.(1)物质运动 (2)物理学 三、动体 加速 运动 现实 时间 高速 四维时空 物质 量子 课堂作 业 一、选择题 知识点一 认识史上的飞跃 1.牛顿曾经说过:我之所以有这样的成就,是因为我站在巨人们的肩膀上。对于牛顿所构建的经典力学体系而言,最重要的“巨人”是( ) A.哥白尼 B.马丁·路德 C.伽利略 D.达尔文 答案:C 解析:牛顿在继承前人成就的基础上构建了经典力学体系。伽利略是近代实验科学之父,经典力学的奠基者,C项符合题意。 2.伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人,主要是因
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为他( )
A.开创了近代自然科学的革命 B.推翻了天主教会的旧的宇宙观 C.继承和发展了哥白尼的思想
D.开创了从实验中认识自然的方法 答案:D
解析:本题考查学生的分析能力。伽利略的科学研究善于运用实验。把研究的事物理想化,就可以更加突出事物的主要特征,化繁为简,易于认识其规律。伽利略的这一自然科学新方法,有力地促进物理学的发展,他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。
3.有学者指出:“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时,我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想,也不是指日本的基督教化,而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变……的所有工具”包括( )
A.瓦特的改良蒸汽机 B.达尔文的生物进化论 C.牛顿的经典力学体系 D.爱因斯坦的相对论 答案:C
解析:解答本题需注意时间限定“17世纪后半叶”,而A、B、D三项发生在18—20世纪,不属于该时间范围。经典力学体系的建立是近代科学形成的标志,为工业革命提供了科学理论依据,而自然科学的发展进一步解放了人们的思想。故答案为C。
知识点二
驱走乌云的太阳
4.“使人类克服了经典物理学的危机,对微观世界的基本认识有了革命性的进步”指的是( )
A.牛顿力学体系的建立 B.进化论的提出
C.自由落体定律的提出 D.量子论的提出 答案:D
解析:本题考查学生的理解能力。量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方
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法,揭示了微观物质世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。
5.20世纪初,提出光量子假说,解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是( )
A.普朗克 B.麦克斯韦 C.玻尔 D.爱因斯坦 答案:D
解析:本题主要考查学生的识记能力。爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。
6.索尔维国际物理学化学研究会是由比利时企业家索尔维于1912年创办的一个学会,致力于研究物理学和化学中突出的前沿问题。右面是第一届索尔维物理学会议召开的照片,这次会议最有可能讨论的主题是( )
A.潮汐现象 B.行星运动 C.电、磁 D.辐射与量子理论 答案:D
解析:根据题干信息可知,索尔维物理学会议主要致力于研究物理学中突出的前沿问题。潮汐现象和行星运动可以用万有引力定律来解释,电、磁是19世纪经典电磁学的问题;而20世纪初的物理学前沿问题是辐射和量子理论,D符合题意。
知识点三
爱因斯坦的“时空” 7.1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。这是因为他提出了( )
A.原子论 B.进化论 C.量子论 D.相对论 答案:D
解析:根据所学知识可知,爱因斯坦最突出的成就是他提出了相对论。故答案为D。
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