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1、 《近代物理學的奠基人和革命者》教學設計 內容及其解析 本節(jié)課要學的內容是人民版專題七： 近代以來科學技術的輝煌的第一節(jié)指的是近代物理 學的奠基人和革命者，其核心是近代現代物理學的重大突破。 , 理解它關鍵就是要掌握牛頓 經典力學創(chuàng)立和愛因斯坦相對論提出的重大意義。 學生已經學過文藝復興與宗教改革， 促進 了自然科學的興起， 本節(jié)課的內容近代物理學的奠基人和革命者就是在此基礎上的發(fā)展。 由 于它還與必修一中的資產階級革命與必修二中的資本主義經濟發(fā)展有十分密切的聯系 , 所以 在本學科有比較重要的地位，并有對加深必修一和必修二中相關知識理解的作

2、用 , 是本學科 的次要內容。 教學的重點是伽利略對物理學發(fā)展的重大貢獻； 牛頓經典力學的建立； 量子論 的誕生； 相對論的提出， 解決重點的關鍵是理解物理學產生和發(fā)展的時代背景， 并掌握各階 段物理學家主要事跡及其對物理學重大突破的重大意義。 （一）教學目標 【課標要求】 了解經典力學的主要內容， 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】 了解經典力學的三大定律、量子理論、相對論等基礎知識。牛頓、

3、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、互聯網等資源。提高收集、分析相關資料的能力。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。

4、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； 牛頓經典力學的建立；量子論的誕生；相對論的提出。 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

5、 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，而展現在我面前的是完全未探明的真理之海。 ” ——牛頓臨終遺言 （1）基本理論（牛頓力學三定律、萬有引力定律） 第 1 頁 （二）量子力學 19 世 末， 面 典物理學近乎完美的 展， （2）影響意 期以來， 人 一直 彗星是神秘的， 不吉利的災星， 根本不能用科學來 明。 牛 的好 友哈雷用牛 力學算出了 1682 年出 的彗星的 道， 指出它的回 周期是 75—76 年，由此 言它將在 17

6、58 年再次出 。 53 年以后的 1758 年（當 哈雷已去世） ， 彗星果然如期 出 。哈雷慧星的 了萬有引力定律的科學性。 英國著名的哲學家休 曾 ： “我 被放在 有如 院的世界上，每個事件的起源和 由卻 完全 不 我 知道， 我 既沒有足 的智慧 未來， 也沒有能力防止那些使我 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 三百年前， 人 的思想 充斥著迷信和恐懼， 水 什么往低 流？太陽 什么升起落下？ 些今天看來 之極

7、的 ， 在當 卻是根本無法 和把握的。 直到牛 出 ， 人 才 于 束了 種狀 。 ——《大國崛起》解 理 的 合： 牛 力學體系 自然界的力學 象做出了系 、 合理的 明， 從而完成了人 自然界 史上的第一次理 大 合。 典力學體系的建立 志著近代科學的形成。 踐的 ： 根據萬有引力定律， 人 準確地算出地球的平均密度和扁平率， 正確地解 了 潮汐的成因。根據 一定律，人 了海王星、冥王星。 有的物理學家表示： “ 19 世 已 將物理大廈 全部建成，今后物理學家只是修 和完美 座大廈。 ” 量子 確 深奧 懂

8、，甚至 量子 奠基人之一的玻 都 ： “如果 不 量子 而感到困惑，那他就是沒有理解量子 。 ” 1、背景 典物理學是以日常生活中常 的低速運 的物體 研究 象的， 一旦 入光速運 ， 經 典物理學的某些 就 得不準確 2、量子理 （ 生、 展、意 ） 量子力學 志著人 客 律的 ， 開始從宏 世界深入到微 世界。 改 了近代物理學中的 念 ,使物理學乃至整個自然科學的 念 生了重大 革。 今天，我 的 代文明，從 ， ，手機到核能，航天，生物技 ，幾乎沒有哪個 域不依 于量子 。 （三）相 狹 相 表 100 周

9、年，也 全世界只有幾十個人能完全理解他的真 ， 但 并不能掩蓋 相 人 生活的巨大改 。 關于相 ，有人 ： 個形式 美的理 藏了太多令人驚 的內容， 100 年來，人 從中悟出宇宙 出不 的奧秘， 直到今天， 里 有很多內容沒有被我 悟透。 ?? 因斯坦關于相 的比 。 了 一深奧的理 做通俗的 明， 因斯坦曾 趣地 一名男青年 ： “我打個 比方， 比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳 下與女士 情 ， 那么，同 的 你 得哪一個更 ？”男青年 ： “當然坐在火爐上烤的 得 久。 ” 因斯坦 ： “ 就是我的相

10、 內容。 ” 1、狹 相 （1）提出 1905 年， 因斯坦 表了《 體的 力學》 ， 立了狹 相 。 狹 相 的基 ：相 性原理 光速不 原理 （2）主要內容 第 2 頁 和空 都與物 的運 有關，隨著物 運 速度的 化而 化。 （ 3）意 否 了牛 力學的 空 ； 承和 展了牛 力學；奠定了利用原子能的理 基 2、廣 相 （ 1）提出 1916 年， 因斯坦又建立了廣 相 。 （2）主要內容 廣 相 ， 物 存在的 空 不是平坦的， 而

11、是彎曲的， 空 的 構取決于物 的 量及其分布情況，空 彎曲的程度體 引力 度。 （ 3） 廣 相 第一次 述了四 空和物 的分布相 系的重要思想。 3、相 與牛 力學的關系： 相 打破了牛 以來 的 空 ， 但并非全 否定牛 力學。 牛 力學反映的是宏 物體低速運 的客 律， 而狹 相 反映的是物體高速運 的客 律， 是 牛 力 學的 承和 展。牛 力學是相 的一種特例（物體低速運 狀 ） ，包括在相 體系 中。 4、相 建立的意 相 的 意 例——相

12、 能修正 GPS（全球定位系 ）全球定位系 ——— GPS 的 用也已普及化了， 多城市的公共汽 、出租 上都安裝了它。早期的 GPS 接收器確 定物體位置的 差是在 15 米范 內， 個 差可以用 因斯坦相 來修正。 因斯坦相 的建立， 是 近代物理學理 框架的重大突破， 它不 揭示了空 、 的 可 性， 空的 化和 空 構同物 的運 和狀 密不可分。 種全新的 空 、 運 和物 的形成， 是人 思想 展史中的一次根本性 革， 整 個自然科學和哲學都 生了極其深 的影響。 量子 和相 是 代

13、物理學的兩大支柱，量子 的形成 志著人 于客 律的 ， 開始從宏 世界深入到微 世界。 量子力學和狹 相 合形成原子核物理學， 指 制造 原子 、 和建立核 站。 量子力學 子技 、 半 體技 和激光技 等奠定了理 基 。 物理學的 展 了我 什么 的啟示？ 尊重事 ，不迷信 威，敢于 疑，勇于探索 新， 踐出真知?? 本課小結 物理學的 展： 典力學的重要奠基者──伽利略 近代物理學革命： 典力學的建立－牛 代物理學革命：相 和量子 的建立 第 3 頁