第11课《物理学的重大进展》教案

第11课《物理学的重大进展》教案

【课标要求】

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。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。

【教学重点、难点】

重点：伽利略对物理学发展的重大贡献；经典力学的建立；

相对论的提出；量子论的诞生。

难点：物理学各阶段发展的原因；对科学发展创新性的理解。

【教学方法】讲授法、问题探究法、案例教学法

【教学过程】

【导入新课】（略）

【讲述新课】

近代科学诞生的历史背景是什么？（教师引导学生集体回答）

一、经典力学篇

【合作学习】学生用2分钟时间阅读教材54页——55页内容，回答伽利略为人类认识自然创立了什么新研究方法？在物理学和天文学方面有那些贡献，分别产生了哪些重要影响？

1.经典力学的奠基者——伽利略

（1）成就：①创立科学的研究方法：实验和观察。

②物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。

③天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。

（2）意义：①大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。

②伽利略在天文学上的发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。

2、牛顿创立经典力学

【自主学习】阅读教材第55页相关内容，总结牛顿经典力学创立的标志、特点及意义。

（1）标志：1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出物体运动三大定律和万有引力定律。

（2）特点：以实验为基础，以数学为表达形式。

（3）意义：①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。

②经典力学体系具有科学性和预见性：牛顿力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，根据牛顿力学体系，人们发现了海王星。

二、20世纪的物理学革命——相对论篇

【质疑与思考】：以牛顿的理论为代表的经典物理学理论是不是就绝对正确、无所不能的呢？据此总结相对论创立的背景。

1、历史背景：

（1）19世纪科学得到了飞速发展；

（2）经典力学无法解释研究中遇到的一些问题，如高速运动的微观粒子等。

2、相对论的提出及主要内容：

（1）提出：20世纪初，爱因斯坦提出了著名的相对论，引发了20世纪物理学的一场重大革命。

（2）内容：相对论包含狭义相对论和广义相对论。

狭义相对论认为，物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。

广义相对论认为，空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。（学生了解，能抓住特点即可）

3、意义：

（1）相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。

（2）爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。

【问题】基于以上问题的探讨，请说明相对论与牛顿力学的关系？

相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。

【过渡】19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”

老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”

【质疑与思考】：那么，物理学是不是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展呢？

三、量子论篇

采用学生自学的形式，让学生自己去归纳学习要点。

【自主学习】请同学们应用经典力学篇和相对论篇的方式，自主完成对量子论提出的背景、诞生的标志、发展的表现、量子论与量子力学的影响的总结。（限时3分钟）

1、诞生的背景：

2、量子论的诞生、发展和量子力学：

3、量子论和量子力学的影响：

4、教师小结：相对论和量子论是现代物理学的两大支柱，共同构成了经典物理学的基础。这两种理论的提出，解决了经典物理学在微观领域及宏观世界方面所面临的问题。，改变了人们看世界的方式和角度，它们不仅对物理学本身，对自然科学，而且对人类的思维都产生了重大影响。

【精神启示】通过对伽利略、爱因斯坦、普朗克等人事迹的学习，给我们的学习和生活有什么启发？

第11课《物理学的重大进展》板书设计

一、经典力学篇

1.经典力学的奠基者——伽利略

（1）成就：①创立科学的研究方法：

②物理学：

③天文学：

（2）意义：

2、牛顿创立经典力学

（1）标志：

（2）特点：

（3）意义：

二、20世纪的物理学革命——相对论篇

1、历史背景：

2、相对论的提出及主要内容：

（1）提出：

（2）内容：相对论包含狭义相对论和广义相对论。

3、意义：

4、相对论与牛顿力学的关系

三、量子论篇（自学，归纳要点）

1、诞生的背景：

2、量子论的诞生、发展和量子力学：

3、量子论和量子力学的影响：

4、小结：