2018-2019学年人民版必修3 专题七 一、近代物理学的奠基 教案
2018-2019学年人民版必修3 专题七 一、近代物理学的奠基 教案第2页

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"三个苹果"改变了世界

第一个"苹果"--诱惑了夏娃,使人类有了智慧

第二个"苹果"--砸醒了牛顿,使人类的有了近代科学

第三个"苹果"-- 成就了乔布斯,使人类有了精彩生活 目标三导 学做思一:"苹果"的诱惑--科学革命产生的背景是什么?

导学:归纳科学革命产生的原因?

导做:依据材料一、材料二

材料一:圣经神话成为构成宇宙体系的依据。随着资本主义经济的发展、文艺复兴和宗教改革运动的开展,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。

材料二:远洋贸易引发了对造船业和航海业的巨大需求......天文学也由于明显的实用价值而得到认真的研究。...... 1662年英王查理二世颁发特许状,成立了"伦敦皇家自然知识促进会"。

导思:

--经济发展、思想解放、科学精神与方法、制度保障

材料三:1590年,伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动实验,让两个重量相差10倍的铁球,同时从塔顶落下,结果两球同时着地,因而,雄辩地一举推翻了束缚人们近2000年的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体,其下落的速度也不相同的"物体下落速度与重量成正比"的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代,为经典力学的创立奠定基础。

【合作探究】1:你认为伽利略能够确定自由落体定律的关键途径是什么?你有何启示?

途径:实验、计算。 启示:实践是检验真理的唯一标准。

学做思二:"苹果"的思考--科学革命涉及哪些方面?具体内容有哪些?

导学:科学革命的具体内容有哪些?

导做:阅读120页,结合下列材料思考

导思:(一)"苹果"的思考之一 --经典力学

  牛顿1642年伽利略逝世的这一年出生,只有三磅重;26岁担任剑桥大学教授;29岁被接纳为皇家学会会员; 60岁当选为皇家学会主席并担任了24年,62岁受封为爵士。

1687《自然哲学的数学原理》--标志着近代自然科学体系的诞生。

(2)根据材料二、三、四,分析经典力学的影响。

1.近代科学诞生,打破了迷信和恐惧,人们开始理性的认识自然现象。

2.为机器的发明创造了条件,促进了工业文明的诞生。

3.摆脱了神学的束缚,促进了思想的解放和启蒙运动的发展。

(2)经典力学的影响

①牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明,从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。

②标志近代科学的形成。

③具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义

A、准确算出了地球的平均密度和扁平率;

B、正确地解释了潮汐的成因;

C、发现了海王星;

质疑与思考:经典力学体系是最完美的物理学理论吗?

19世纪末,面对经典物理学近乎完美的发展,有的物理学家表示:"19世纪已经将物理大厦全部建成,今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。"

经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的,一旦进入光速运动时,经典物理学的某些结论就变得不准确在这种背景下,量子论与相对论应运而生

(二)"苹果"的思考之二--量子论

阅读121--122,思考:

1.量子论诞生的标志?

2.量子论运用与发展的表现?

3.量子论创立的意义?

--

1、过程:斯蒂芬--普朗克

2、标志:1900年《关于正常光谱能量分布定律的理论》

3、发展:(1)德国爱因斯坦:解释光电效应,得出光具有波粒二象性;

    (2)法国德布罗意:提出物质波理论;

    (3)奥德物理学家:建立量子力学。

4、影响: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发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。

你不熟悉的他!

1879年出生在德国的莫个小城,三岁多还不会讲话,父母担心他的智能是否会不及常人,直到10岁才送去上学,当年被校长认为"干什么都不会有作为"的笨学生。

四岁多还不会说话,家里人担心他是个低能儿。行为迟钝,他说话所用的时间比起别的孩子要多得多。

中小学时代常常被斥为"生性孤僻、智力迟钝","不守纪律、心不在焉、想入非非"。中学毕业前夕,校方甚至断言他未来将"一事无成",勒令他退了学。

16岁那年,他以同等学历报考大学,尽管物理、数学成绩很好,但由于需要死记硬背的科目考砸了锅,只得名落孙山。大学里老师都不大看得起他,不愿意把他留下来做助教;他几次去请求,人家也不要他;甚至于有几次他几乎要失业了。几次在中学里面求职,最后在专利局里面找到一个职位。他每个星期要在专利局工作大概40多个小时。

(三)"苹果"的思考之三--相对论

⑴狭义相对论

1、创立:1905年爱因斯坦发表《论动体的电动力学》,创立了狭义相对论

2、内容:a.时间和空间都与物质运动有关

b.时间和空间随着物质运动速度的变化而变化

3、影响:a.打破了牛顿经典力学的绝对时空观

b.继承和发展了牛顿力学

c.奠定了利用原子能的理论基础

为了对这一深奥的理论做通俗的说明,爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说:"我打个比方,比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱,那么,同样的时间你觉得哪一个更长?"男青年说:"当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。"爱因斯坦说:"这就是我的相对论内容。"

1939年8月2日,爱因斯坦出于对人类命运的极大关注,写信给罗斯福总统,建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹。  1945年8月,美国先后在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹,加速了日本法西斯的投降,但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中,自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说:"早知如此,我宁可当个修表匠!"

(2)广义相对论

①提出:1916年

②内容:A.物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯的。

B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。

C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。

③意义:

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。

与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。

学做思三:"苹果"的魅力--科学革命为什么取得如此大的成功?

  导学:科学革命为什么会成功?

  导做:阅读爱因斯坦的生平材料

  1955年4月18日,爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱,不发讣告,不举行公开葬礼,不建坟墓,不立纪念碑 。火化时按照他的书面遗嘱:免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方,为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼:

  我们全都获益不浅,

  全世界都感谢他的教诲;

  那专属他个人的东西,

  早已传遍广大人群。

  他像行将陨灭的彗星,

  光华四射,

  把无限的光芒同他的光芒永相连结。

  他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑,应该进行研究,所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来,并切成200片带走。但至今没有结论。

成功的秘诀

  一个爱说废话而不爱用功的青年,整天缠着大科学家爱因斯坦,要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了,便写了一个公式给他:A=x+y+z。爱因斯坦解释道:"A代表成功,x代表艰苦的劳动,y代表正确的方法......" "z代表什么?"青年迫不及待地问。"代表少说废话。"爱因斯坦说。

导思:为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就?

a.欧洲中世纪时期农业、手工业的发展,资本主义萌芽,为近代自然科学的兴起奠定了物质基础

(物质基础)

b.新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权,对自然科学的迫切需要。(经济上和政治上)c.文艺复兴以来,崇尚科学、知识、注重实验,鼓励探索未知世界。(思想条件)d.新航路开辟,重商主义,殖民扩张,资产阶级为了满足日益扩大的市场需求,迫切需要革新科技来提高生产,征服世界。(生产经验、技术能力)

e.科学家勇于探索的精神。