第19课物理学的长足进步学习本单元一要抓住近代以来科学技术的发展这一基本线索，从物理学、生物学、蒸汽机的改进和电气技术的应用、互联网的诞生四个方面掌握本单元的内容；二要结合物理学、生物学等相关学科的知识，运用科学技术是第一生产力的观点，全方位剖析科技发展给人类社会带来的巨大进步。[学习目标]课程标准重点难点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。1.掌握经典力学、相对论和量子论的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。(重点)2．理解经典力学与相对论及量子论之间的关系。(难点)一、牛顿与经典力学1．背景(1)由于封建主义的禁锢，欧洲中世纪科学技术的发展十分缓慢。(2)随着资本主义萌芽的产生、新航路的开辟和殖民扩张的推动，16世纪末，欧洲开始进入近代科学技术的发展时期。(3)17世纪下半叶，牛顿在开普勒发现三大行星运行规律的基础上，总结伽利略的力学研究成果，先后发现了物体运动三定律和万有引力定律。2．创立：1687年，《自然哲学的数学原理》出版，标志着以实验为基础、以数字为表达形式的经典力学体系的形成。3．主要内容(1)物体运动三定律，是机械运动的基本规律，主要包括惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律。(2)万有引力定律则认为，宇宙间的一切物体都有互相吸引的力，并给出计算两个物体之间吸引力的公式。4．地位和影响(1)经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个重要里程碑。(2)牛顿的力学理论，对此后两个世纪科学的发展，产生了深刻的影响。[思维点拨]经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；二是数学化。这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。1．牛顿力学体系的特征及其局限性是什么？提示(1)特征①注重实验。实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系，并由此得出重要的结论。②力学体系的数学化。主要运用他创立的微积分做计算工具，这种数学化源于自然界内在的数学关系。(2)局限性：牛顿经典力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上。在牛顿力学体系中，存在着绝对的静止和绝对的时间。这种绝对的时空观符合人们的日常经验，但无法解释高速运动的物体运动的规律和微观世界中的粒子，这说明牛顿力学体系面临着危机和挑战。二、爱因斯坦和相对论1．背景：随着科学实验的进步，经典力学无法解释研究中出现的一些新问题。2．创立：20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，进而创立了相对论。3．内容(1)狭义相对论：光速是物质运动的极限速度。物体的质量、空间和时间随着物体运动速度的变化而变化，证明了时间和空间是物质运动的基本属性。这就将伽利略和牛顿以来的绝对时空观发展到相对论时空观。(2)广义相对论：揭示了四维时空同物质的统一关系，从而在更深层次上否定了绝对时空观。4．意义(1)相对论的创立，为物理学的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命。(2)创立了新的时空观，进一步丰富和发展了经典力学，并把它概括在相对论理论之中。(3)相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的认识能力和思维模式的发展。[误区警示]爱因斯坦的相对论并未全面否定牛顿力学体系。爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，至今仍指导着物理学的发展。相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。2．爱因斯坦的相对论和牛顿力学之间具有怎样的关系？提示(1)牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律；(2)相对论否定了牛顿力学的绝对时空观，同时也继承和发展了牛顿力学，将其概括在相对论之中。三、量子论的创立1．背景：随着现代科学的发展，特别是电子和放射线的发现，使人们的研究开始进入原子内部。2．发展进程(1)1900年，德国物理学家普朗克提出了著名的“量子假说”。(2)1905年，爱因斯坦提出了光量子论。(3)丹麦物理学家玻尔把...
