高二人民版历史必修3导学案 专题7 第1课 近代物理学的奠基人和革 命者

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1、专题七 近代以来科学技术的辉煌专题导引本专题主要讲述近代以来人类在物理学、生物学、信息技术等领域取得的重大科技成 就。在物理学领域先后出现了牛顿的经典力学、爱因斯坦的相对论、普朗克的量子论等重 大成就；在生物学领域，达尔文提出了生物进化论观点，沉重打击了封建神学上帝造人说； 第二次世界大战后，电子计算机与通信技术的发展，推动了互联网的诞生；随着科技的进 步，生产的动力也发生了深刻的变化，蒸汽机和电气技术就是最主要的成果。这些科技成 果有力地推动了社会的进步。 1.理清基本线索：一是归纳各个领域的科技成就，二是注意科学是不断完善的、技术 是不断进步的。 2.加强联系比较：一是将科技成就与同时期的

2、政治、经济相联系，分析相互间的联系 与影响。 二是联系科技成就产生的历史背景，并据此把握科学技术对人类社会发展的推动作用。三是利用自己在数学、物理、生物等学科学过的相关知识，结合教材列表归纳这一时 期所涉及的重大成就。 四是把同时期的中外科技成就进行比较。第 1 课 近代物理学的奠基人和革命者情景问题切入 英国皇家学会会长汤姆逊曾说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之 一，也许就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。 ” 但就是这项伟大的发明却始终没有获诺贝尔奖。原来当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威 胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果

3、评选委员会只好让爱因斯坦作 为光电效应原理的建立者获奖。学习目标引领课标（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。重点经典力学、相对论、量子论的主要内 容及其意义。难点物理学大发展的影响。整体结构感知 本课第一目“认识史上的飞跃” ，主要讲述了牛顿力学体系建立的过程、主要内容及其影响。 本课第二目“驱走乌云的太阳” ，主要讲述了经典物理学的新发展量子理论的诞生及其 意义。 本课第三目“爱因斯坦的时空 ， ”主要讲述了爱因斯坦对近代物理学的重大突破和 发展、相对论的提出及其地位。 图示如下：自主预习梳理【答案】

4、 亚里士多德 自由落体定律 英国 惯性 加速度 作用力和反作用力 近代力学体系 开普勒 天体力学 微积分 自然哲学的数学原理 11自然界 万有引力定律 天文学 普朗克 爱因斯坦 量子力学 121314151617自然界 物质运动 近代物理学 论动体的电动力学 物质运动 牛顿181920212223力学 1916 匀速 四维时空 物质分布 近代物理学理论 空间 242526272829时间 人类思想 现代物理学303132重难疑点探究 1.近代科学诞生的历史背景 （1）新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。14 世纪以后，手工 工场发展迅速，生产中的技术改造与机器的逐步采用，向人们

5、提出很多新的问题，需要自然科学予以解决，以促进生产力的更大发展。同时，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他 们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。 （2）自然科学自身发展的需要。经过中世纪前期的漫长黑夜，自然科学逐渐复兴。资 本主义生产方式的产生和发展，不仅向自然科学提出大量的研究课题，还提供了丰富的经 验材料以及新的科学实验条件。 （3）文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。文艺复兴运动从思想上解放了人和人 性，人的自我意识觉醒，形成了人文主义的思想潮流，把人从宗教神学的桎梏下解放了出 来，激发了人对宇宙、自然和人自身的探究。随着经院哲学的衰落，宗教自然观对人思想 的束缚被突破

6、，这也为科学的发展提供了有力的思想武器。科学在宗教的衰落中成长，科 学的成长又加速了宗教的衰落。在此期间，地理大发现也有重要意义，它以实践证实了地 圆学说，为建立新的天文学和地理学奠定了基础，对近代科学技术的发展有不可估量的意 义。 2.牛顿力学体系建立的原因 （1）具备了较好的经济基础。当时英国资本主义经济的迅速发展，为牛顿在科学方面 的贡献创造了条件。 （2）具备了较好的知识条件。开普勒和伽利略的研究成果，特别是伽利略的实验观察 方法，为牛顿在科学方面的成就提供了很好的知识条件。 （3）英国资本主义制度确立后，资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切的要求， 这为牛顿在力学方面的贡献提供了较

7、好的机会。 （4）牛顿在科学领域的探索精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。 3.相对论提出的意义 （1）它在很大程度上解决了 19 世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不 同运动状态的物质，创立了一个全新的时空观、运动观和物质观，极大地扩展了物理学应 用的领域。 （2）相对论打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。 （3）它将牛顿力学体系概括在相对论力学之中，推动了物理学发展到一个新高度。 （4）它不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思想都产生了不可磨灭 的影响，是人类思想发展史上的一次根本性变革。 典型例题示例 【例 1】 （2011新课标卷文综3

8、5）哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最 伟大的科学家，其理论的共同之处是（ ） A.得到了科学实验的验证 B.改变了人类对自然世界的认知 C.推动了技术的重大突破 D.科学地概括出物质运动的规律 【解析】 相对论未得到科学实验验证，A 项不适合爱因斯坦；“日心说”未推动技 术的重大突破，C 项不适合哥白尼；哥白尼的“日心说”有缺陷，不能算科学地概括出物 质的规律，排除 D 项；B 项强调这三人的天文学和物理学贡献对人类认知的推动作用。故 选 B 项。 【答案】 B 【例 2】 （2011安徽文综21）日本福岛核泄漏事故引起全球关注。反思近代科 技发展的历程，下列说法正确的是（ ） A.人类

9、面临的核威胁最初源于爱因斯坦的相对论 B.原子弹的使用是反法西斯战争胜利的决定因素 C.科技发明是近百年间众多人为灾难的主要原因 D.第三次科技革命诸多技术源于二战中的军事发明【解析】 人类面临的核威胁最初源于原子弹而非爱因斯坦的相对论，A 项偷换概念； 反法西斯战争胜利的决定因素在于反法斯同盟的建立而非原子弹的使用，排除 B 项；科技 是双刃剑，本身不会带来灾难，关键在于人的作为，排除 C 项；第三次科技革命诸多技术 源于二战中的军事发明，比如原子科技、航天科技的发展与二战中的原子弹、导弹有密切 关系，故选 D 项。 【答案】 D 【例 3】 （2011广东卷文综22）1919 年英国泰晤士

10、报曾刊登标题文章 “科学革命” ，两个副标题是“宇宙新理论” 、 “牛顿观念的破产” 。具有“科学革命”意义 的理念是（ ） A.日心说 B.量子论 C.相对论 D.经典力学 【解析】 审题扣住关键词，由“牛顿观念的破产”可知该理论解决了牛顿经典力学 的危机，为现代科学革命的两大支柱：相对论和量子论，故排除 A 、D 两项。 由“宇宙新 理论”可知为相对论，相对论主要是宏观领域的理论，而量子论主要是微观领域的理论。 【答案】 C 【例 4】 （2011江苏历史20）菲利普-费尔南德兹阿迈斯托在评价某科学家时 指出：在他的宇宙里， “每一种现象都是带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以 不

11、同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。 ”这位科学家是（ ） A.伽利略 B.达尔文 C.牛顿 D.爱因斯坦 【解析】 “物质和能量可以相互转换” ，指的是爱因斯坦的质能关系公式即物质的能 量等于该物质的质量与该物质运动速度平方的乘积。 “双胞胎以不同的速度衰老”说明时间 是可变的，指的是爱因斯坦的相对论。 【答案】 D 随堂巩固演练 1.（2010天津卷11）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】 测量目标：历史知识/知道重要的历史事实、历史概念和历史评

12、价。考试内容： 相对论和量子论。分析：知道爱因斯坦对量子理论的贡献即可。 2.（2010福建卷 20）右图是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。据此判断，下列 标题中最适合于这份海报的是（ ） A.“超越时空的梦想” B.“探索与发现：海王星” C.“普朗克的假说与验证” D.“比萨斜塔亚里士多德力学学说的终结” 【答案】 B 【解析】 此题融历史、地理、物理学知识与研究性学习于一体。对图 片信息的解读要求较高，第一层信息月亮受地球引力影响绕着地球转，第二层信息月亮运 行同时还受其它星体引力的影响，科学家们正是根据万有引力定律预测和计算才发现了海 王星的，故选 B。此题用排除法也比较容易选出

13、 B。 【启示】加强对历史图片信息的解读和 课本知识的迁移能力的训练 3.（2010江苏卷20） “把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。 ”这一理论的诞生主 要是由下列哪一问题引起的（ ） A.研究热辐射 B.揭示时空本质属性 C.解释光电效应 D.预测未知行星方位 【答案】 A 【解析】 “这一理论”指的是量子论，而这一理论主要是由研究热辐射理论引起的。故 正确答案为 A。 4.（2010苏州质检）牛顿曾经说过：“我所以有这样的成就，是因为我站在巨人的肩膀 上的缘故。 ”由于伽利略、开普勒等前人的努力，牛顿才有

14、可能用已经准备好了的材料建立 一座宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是（ ） A.力学中的哲学原理的发表 B.科学的经典力学原理的发表 C.力学和数学的原理的发表 D.自然哲学的数学原理的发表 【答案】 D 【解析】 基础知识的掌握是历史学习中最基本的要求，本题考查对牛顿经典力学建立标 志的掌握。由上图可知牛顿的经典力学是建立在伽利略的成就之上的，其标志是自然哲学的数学原 理的发表。 5.史学界认为经典力学体系的建立标志着近代科学的形成，主要是因为它（ ） A.包括运动三大定律 B.提出了万有引力定律 C.具有相当高程度的科学性和预见性 D.建立了一套实验观察和数学精确表达的科学研究方

15、法 【答案】 D 【解析】 在解题时注意从牛顿经典力学体系形成的基本特征认识近代科学形成的标志、 依据。A、B、C 三项都是牛顿力学体系的内容或意义，与题干要求不符。 二、非选择题 6.阅读下列材料： 爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有高思维能力和创造力的人所能发现 的惟一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思维。 请回答： （1） “牛顿时代”是什么样的时代？ （2）牛顿有什么贡献？ （3）有人认为相对论的建立使牛顿在历史上的光辉被抹掉了。你认为这种观点是否正确？ 为什么？ 【答案】 （1）17 世纪中叶至 18 世纪 20 年代，处于资本主义手工工场时期，资产阶级 文化在逐渐发展。 （2）提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律，是人类认识史上对自然规律的第一次 理论性的概括和综合。（3）不正确。因为牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，牛顿在科学史上有着杰出 的贡献。牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。 课后强化作业 一、选择题 1.（2011山东实验中学打靶题）有人说：“1417 世纪，西方出现了近代科学的曙光， 而中国则呈现出传统科技的晚霞。 ”能支持该说法的一组是（ ） A.牛顿经典力学的提出