人民版歷史必修3《近代物理學(xué)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(xué)的奠基人和革命者》教案 一 近代物理學(xué)的奠基人和革命者 （一）教學(xué)目標(biāo) 【課標(biāo)要求】 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容 , 認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容 , 認(rèn)識(shí)其意義。 【知識(shí)與能力】 了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、相對(duì)論等基礎(chǔ)知識(shí)。牛頓、普朗克、愛(ài)因斯坦 等著名科學(xué)家的主要事跡 , 學(xué)會(huì)觀察 , 培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。 【過(guò)程與方法】 充分利用圖書(shū)館、博物館、互聯(lián)網(wǎng)等資源。提高收集、分析

2、相關(guān)資料的能力。在學(xué)習(xí) 過(guò)程中通過(guò)合作、探究學(xué)習(xí) , 培養(yǎng)分析解決問(wèn)題的能力及交流與合作的能力。科學(xué)的方法。 全面提高科學(xué)素質(zhì) , 創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)會(huì)運(yùn)用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概 括法、實(shí)驗(yàn)法等來(lái)學(xué)習(xí)了解近代物理學(xué)的相關(guān)問(wèn)題。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 通過(guò)學(xué)習(xí) , 了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神；形成科 學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布 , 增強(qiáng)面對(duì)挫折的能力。增強(qiáng)毅力 , 樹(shù)立勇往直前、持之以恒的精神。 （二）教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：伽利略對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重 大貢獻(xiàn)；牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立；量子論的誕生；相

3、對(duì)論的提出。 教學(xué)難點(diǎn)：如何理解物理學(xué)各階段發(fā)展的原因？ （三）教學(xué)過(guò)程 【導(dǎo)入新課】 人物圖像 【新課講授】 ㈠牛頓力學(xué)體系 1、牛頓力學(xué)產(chǎn)生前的學(xué)說(shuō) （ 1）亞里士多德的學(xué)說(shuō) 亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上 , 物體才能運(yùn)動(dòng) , 沒(méi)有力的作用 , 物體就會(huì)靜止。如：“推箱子”的例子 （ 2）伽利略的貢獻(xiàn)——?jiǎng)?chuàng)立了自由落體定律 2、牛頓力學(xué)體系 “我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩子 , 不時(shí)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(xué)三定律、萬(wàn)有引力定律） （ 2）影響意義 長(zhǎng)期以來(lái) , 人們一直認(rèn)為彗星是神秘的 , 不吉利的災(zāi)星 , 根本不能用科學(xué)來(lái)說(shuō)明。牛頓的 1 / 3 好友哈雷用牛頓力學(xué)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(yù)言它將在 1758 年再次出現(xiàn)。 53 年以后的 1758 年（當(dāng)時(shí)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(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的科學(xué)性。 英國(guó)著名的哲學(xué)家休謨?cè)f(shuō)：“我們被放在這有如戲院的世界上 , 每個(gè)事件的起源和緣

5、 由卻完全隱瞞不讓我們知道 , 我們既沒(méi)有足夠的智慧預(yù)見(jiàn)未來(lái) , 也沒(méi)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(guó)崛起》解說(shuō)詞 三百年前 , 人類(lèi)的思想還充斥著迷信和恐懼, 水為什么往低處流？太陽(yáng)為什么升起落 下？這些今天看來(lái)簡(jiǎn)單之極的問(wèn)題 , 在當(dāng)時(shí)卻是根本無(wú)法認(rèn)識(shí)和把握的。直到牛頓出現(xiàn) , 人 類(lèi)才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。 ——《大國(guó)崛起》解說(shuō)詞 理論的綜合：牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說(shuō)明 , 從而完成了 人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的

6、第一次理論大綜合。經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。 實(shí)踐的驗(yàn)證：根據(jù)萬(wàn)有引力定律 , 人們準(zhǔn)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(xué) 19 世紀(jì)末 , 面對(duì)經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展 , 有的物理學(xué)家表示：“ 19 世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成 , 今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈?！? 量子論確實(shí)深?yuàn)W難懂 , 甚至連量子論奠基人之一的玻爾都說(shuō)：“如果誰(shuí)不為量子論而感到困惑 , 那他就是沒(méi)有理解量子論。” 1、背景 經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見(jiàn)的低速運(yùn)動(dòng)的物體為研究

7、對(duì)象的 , 一旦進(jìn)入光速運(yùn)動(dòng)時(shí) , 經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確 2、量子理論（誕生、發(fā)展、 意義） 量子力學(xué)標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí) , 開(kāi)始從宏觀世界深入到微觀世界。改變了近代 物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念 , 使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)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(jī)到核能 , 航天 , 生物技術(shù) , 幾乎沒(méi)有哪個(gè)領(lǐng)域 不依賴于量子論。（三）相對(duì)論 狹義相對(duì)論發(fā)表 100 周年 , 也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦 , 但這并不能 掩蓋相對(duì)論對(duì)人類(lèi)生活的巨大改變。 關(guān)于相對(duì)論 , 有人

8、說(shuō)：這個(gè)形式簡(jiǎn)潔優(yōu)美的理論蘊(yùn)藏了太多令人驚訝的內(nèi)容 ,100 年來(lái) , 人們時(shí)時(shí)從中悟出宇宙層出不窮的奧秘 , 直到今天 , 這里還有很多內(nèi)容沒(méi)有被我們悟 透。?? 愛(ài)因斯坦關(guān)于相對(duì)論的比喻。 為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說(shuō)明 , 愛(ài)因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō)：“我 打個(gè)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(shuō)愛(ài) , 那么 , 同樣的時(shí)間你 覺(jué)得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說(shuō)：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺(jué)得長(zhǎng)久?！睈?ài)因斯坦說(shuō)： “這就是我的相對(duì)論內(nèi)容。” 1、狹義相對(duì)論 （ 1）提出 1905 年 , 愛(ài)因斯坦發(fā)表了《論

9、動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》 , 創(chuàng)立了狹義相對(duì)論。 狹義相對(duì)論 的基礎(chǔ)：相對(duì)性原理 光速不變?cè)? （ 2）主要內(nèi)容 2 / 3 時(shí)間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān) , 隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化。 （ 3）意義 否認(rèn)了牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀；繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)；奠定了利用原子能的理論基 礎(chǔ) 2、廣義相對(duì)論 （ 1）提出 1916 年 , 愛(ài)因斯坦又建立了廣義相對(duì)論。 （ 2）主要內(nèi)容 廣義相對(duì)論認(rèn)為 , 物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的 , 而 是彎曲的 , 空間的結(jié)構(gòu)取決于物 質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況

10、, 空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度 （ 3） 廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。 3、相對(duì)論與牛頓力學(xué)的關(guān)系： 相對(duì)論打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀 , 但并非全盤(pán)否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的 是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律 , 而狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律 , 是對(duì)牛 頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)） , 包括在相對(duì)論 體系中。 4、相對(duì)論建立的意義 相對(duì)論的現(xiàn)實(shí)意義舉例——相對(duì)論能修正 GPS（全球定位系統(tǒng)）全球定位系統(tǒng)——— GPS的應(yīng)用也已普及化了 , 許多城市

11、的公共汽車(chē) 、出租車(chē)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(nèi) , 這個(gè)誤差可以用愛(ài)因斯坦相對(duì)論來(lái)修正。 愛(ài)因斯坦相對(duì)論的建立 , 是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破 , 它不僅揭示了空間、時(shí) 間的可變性 , 時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。 這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成 , 是人類(lèi)思想發(fā)展史中的一次根本性變革 , 對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。 量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱 , 量子論的形成標(biāo)志著人類(lèi) 對(duì)于客觀規(guī)律的 認(rèn)識(shí) , 開(kāi)始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué) , 指 導(dǎo)制造原 子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠 定了理論基礎(chǔ)。 物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？ 尊重事實(shí) , 不迷信權(quán)威 , 敢于質(zhì)疑 , 勇于探索創(chuàng)新 , 實(shí)踐出真知?? 3 / 3