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1、专题七近代以来科学技术 的辉煌科学勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放经典力学、相对论和经典力学、相对论和 量子论、进化论量子论、进化论三次科学技术革命三次科学技术革命科技历程科技历程专题综述专题综述 ：20102010年江苏省普通高中学业水平测试年江苏省普通高中学业水平测试：1 1、了解伽利略、牛顿对建立经典力学所作、了解伽利略、牛顿对建立经典力学所作 的贡献。的贡献。 2 2、了解爱因斯坦创立相对论、普朗克提出、了解爱因斯坦创立相对论、普朗克提出 量子论量子论3 3、理解相对论、量子论提出的意义、理解相对论、量子论提出的意义 本
2、课内容本课内容：第一框：巨人肩上的思索第一框：巨人肩上的思索第二框：认识史上的飞跃第二框：认识史上的飞跃第三框：驱走乌云的太阳第三框：驱走乌云的太阳量子理论；量子理论；第四框：爱因斯坦的第四框：爱因斯坦的“ “时空时空” ”相对论；相对论；牛顿力学体系；牛顿力学体系；一、牛顿力学体系；一、牛顿力学体系；自主学习自主学习：牛顿力学产生前有哪些学说？：牛顿力学产生前有哪些学说？亚里士亚里士 多德多德伽利略伽利略力学观力学观：必须有力作用在物体上，物体才能必须有力作用在物体上，物体才能 运动；没有力的作用，物体就会静止。运动；没有力的作用，物体就会静止。“ “物体下落的速度和重量成比例物体下落的速度
3、和重量成比例” ”的学说。的学说。力学观力学观：如果运动物体不受阻碍，它将速度如果运动物体不受阻碍，它将速度 保持不变地持续运动下去。保持不变地持续运动下去。自由落体定律自由落体定律。15901590年，伽利略在比萨斜塔上做了年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同两个铁球同 时落地时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物物 体落地下的速度和重量成比例体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这的学说，纠正了这 个持续了个持续了19001900年之久的错误结论。年之久的错误结论。16091609年，伽利略创制了天文望远镜。年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月
4、球表面凹凸不平，并绘制了第一 他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一 幅月面图。幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿伽利略的手稿天文学方面：自制望远镜。天文学方面：自制望远镜。证明了哥白尼的证明了哥白尼的“ “日心说日心说” ”的正确性的正确性 。 哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教 哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教 神学的理论基础神学的理论基础 地心说地心说中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个封闭的中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣 地耶
5、路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上， 此即所谓的此即所谓的“宇宙帐篷说宇宙帐篷说”。后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐 后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐 深入人心，托马斯深入人心，托马斯阿奎那将亚里士多德理论融入基督教阿奎那将亚里士多德理论融入基督教 神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙中心神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙中心 的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球被置于上的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球被置于上 帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝的
6、怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上 帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的 一举一动。一举一动。认识：认识：伽利略是意大利伽利略是意大利 的科学家，他的发的科学家，他的发 现和他开始的科学现和他开始的科学 研究方法，是人类研究方法，是人类 思想史上伟大的成思想史上伟大的成 就之一，就之一，标志着物标志着物 理学的真正开端。理学的真正开端。 一、牛顿力学体系；一、牛顿力学体系；自主学习自主学习：阅读第一框第：阅读第一框第2 2、3 3段，完成有关段，完成有关 牛顿力学体系相关内容的表格。牛顿力学体系相关内容的表格。形成条件
7、形成条件主要内容主要内容形成标志形成标志前人的基础（伽利略、笛卡尔等）；前人的基础（伽利略、笛卡尔等）；注重试验；注重试验；牛顿运动的三定律牛顿运动的三定律（惯性、加速度、作（惯性、加速度、作 用力和反作用力定律）用力和反作用力定律）、万有引力定律、万有引力定律16871687年年自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理探究活动：请同学们联系书本第一、二框，分析牛探究活动：请同学们联系书本第一、二框，分析牛 顿力学体系在近代自然科学理论发展中的历史地位。顿力学体系在近代自然科学理论发展中的历史地位。 牛顿的运动三定律牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，构成了近代力学体系的基础， 成为整个近代
8、物理学的重要支柱。成为整个近代物理学的重要支柱。 牛顿力学体系牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合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。一次理论大综合。标志着经典力学体系的形成，标志着近代科学标志着经典力学体系的形成，标志着近代科学 的形成。的形成。具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义。具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义。A A、准确算出了地球的平均密度和扁平率；、准确算出了地球的平均密度和扁平率； B B、正确地解释了潮汐的成因；、正确地解释了潮汐的成因； C C、发现了海王星、冥王星；、
9、发现了海王星、冥王星；英国著名诗人亚历山大英国著名诗人亚历山大 波普曾写过一首赞美波普曾写过一首赞美 牛顿的诗：牛顿的诗：自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。 上帝说：上帝说：“ “让牛顿去吧让牛顿去吧!”!”于是，一切成为光明于是，一切成为光明 。 我之所以我之所以 能比别人看得远能比别人看得远 些，是因为我站在些，是因为我站在 巨人们的肩上。巨人们的肩上。牛顿牛顿提醒注意：提醒注意：（1 1）经典力学的重要奠基者；）经典力学的重要奠基者；（2 2）经典力学的建立；）经典力学的建立； 伽利略；伽利略；牛顿；牛顿；巩固：哥白尼、伽利略和牛顿等人巩固：哥白尼、伽利
10、略和牛顿等人, ,对近对近 代欧洲的科学革命都卓有贡献。对他们代欧洲的科学革命都卓有贡献。对他们 主要成就的正确认识是（主要成就的正确认识是（ ）A.A.他们的理论肯定了人们用理智了解宇他们的理论肯定了人们用理智了解宇 宙运行的原则宙运行的原则B.B.他们的学说使巫术等迷信行为销声匿他们的学说使巫术等迷信行为销声匿 迹迹C.C.他们的理论为人类辩证地看待世界提他们的理论为人类辩证地看待世界提 供了途径供了途径D.D.他们的研究成果带来了医学和化学的他们的研究成果带来了医学和化学的 重大突破重大突破1919世纪末，物理学界发生了三个重大事件，世纪末，物理学界发生了三个重大事件， 这就是这就是X
11、X射线、放射性和电子的发现。射线、放射性和电子的发现。 提出提出质疑与思考：质疑与思考：经典力学体经典力学体 系是最完美的物理学理论吗？系是最完美的物理学理论吗？高速运动的微观粒子发生的现象，是经典高速运动的微观粒子发生的现象，是经典 力学无法解释的！力学无法解释的！ 1919世纪科学技术得到飞速发展。世纪科学技术得到飞速发展。 链接：链接：1919世纪，经典力学遇到了无世纪，经典力学遇到了无 法解释的新问题。法解释的新问题。2020世纪初，这些世纪初，这些 问题迎刃而解得力于（问题迎刃而解得力于（ ） A.A.分子论与电磁感应定律分子论与电磁感应定律 B.B.进化论与细胞学说进化论与细胞学说
12、 C.C.相对论与量子论相对论与量子论 D.D.控制论与信息论控制论与信息论 二、量子理论；二、量子理论；自主学习自主学习：量子理论的诞生、发展是怎样的？：量子理论的诞生、发展是怎样的？（1 1）诞生：）诞生：1900.1900.普朗克普朗克. .关于正常光谱能量分布定律的理论关于正常光谱能量分布定律的理论“ “物体在发射辐射和吸收辐射时，以一定数值的整数倍物体在发射辐射和吸收辐射时，以一定数值的整数倍 进行能量交换。正如物质是由一个个原子组成的一样，能进行能量交换。正如物质是由一个个原子组成的一样，能 量也是由一份量也是由一份 能量原子能量原子 构成的，这就是构成的，这就是 量子量子”。 （
13、2 2）发展：）发展：19051905年，爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电年，爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电 效应，效应，指出光具有波粒二象性；指出光具有波粒二象性；19231923年，德布罗意提出了物质波理论，年，德布罗意提出了物质波理论，认为微观粒认为微观粒 子具有波动性；子具有波动性； 思考：量子论的提出，有思考：量子论的提出，有 其怎样的历史意义？其怎样的历史意义？量子理论量子理论让人们从根本改变了近让人们从根本改变了近 代物理学的传统观念，使物理学乃代物理学的传统观念，使物理学乃 至整个自然科学的观念都发生了重至整个自然科学的观念都发生了重 大变革。大变革。在量子论基础上发
14、展起来量子在量子论基础上发展起来量子 力学力学成为反映自然界基本规律的成为反映自然界基本规律的 理论体系，指导着人们向物质运理论体系，指导着人们向物质运 动的各个层面进行深入探讨。动的各个层面进行深入探讨。 量子力学标志着人类对量子力学标志着人类对 客观规律的认识，开始客观规律的认识，开始从从 宏观世界深入到微观世界宏观世界深入到微观世界 。三、相对论；三、相对论；自主学习自主学习：爱因斯坦的相对论主要内容有哪些？：爱因斯坦的相对论主要内容有哪些？（1 1）19051905年提出了狭义的相对论：年提出了狭义的相对论：指出时间和空间都与物质的运动有关，随指出时间和空间都与物质的运动有关，随 着物
15、质运动速度的变化而变化。着物质运动速度的变化而变化。（2 2）19161916年提出了广义相对论：年提出了广义相对论：指出空间和时间不是独立的存在，它们是指出空间和时间不是独立的存在，它们是 物质存在的形式。物质存在的形式。 爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱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：因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“ “我打个我打个 比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园比方，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？你觉得哪一个更长？” ”男青年说：男青年说：“ “当然坐在当然坐在 火炉上烤的时间觉得长久。火炉上烤的时间觉得长久。” ”这故事形象说明了时间和空间相对性。这故事形象说明了时间和空间相对性。狭义相对论发表100周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。 思考：相对论的提出，有怎样思考：相对论的提出，有怎样 的历史意义？的历史意义？（1 1）相对论的提出，是对近代）相对论的提出，是对近代 物理学理论框架的重大突破；物理学理论框架的重大突破；（深刻揭露了空间和时间（深刻揭
