人教版高中历史必修3《四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展》优质课教案_1
【整合】人教版历史必修三 第4单元《 第11课 物理学的重大进展》教案3
第四单元近代以来世界的科学发展历程单元设计文艺复兴以来，由于人的思想从宗教束缚中解放出来，重视实践和理论的结合，促进了科学技术的迅速发展，尤其是欧洲的自然科学取得了巨大成就。
在物理学、生物学、化学等众多领域，理论研究取得了很多划时代的成果。
本单元共分三课，为我们系统地介绍了近代以来自然科学在理论研究方面取得的划时代成果和人类社会的三次科技革命，及其对人类生活和社会进步的巨大作用。
第一课“物理学的重大进展”，主要内容包括伽利略在自然科学领域的重大贡献及其意义，经典力学的建立及其积极意义，相对论和量子论的主要内容。
第二课“破解生命起源之谜”，介绍生物学的进步及其影响。
第三课“从蒸汽机到互联网”，主要介绍三次科技革命的进程和对人类社会的影响。
在学习本单元过程中要突出了解这一时期科学家取得的重要成果以及对人类生活和社会进步的作用，同时也要关注这些科学巨匠勇于探索、执著追求的科学精神。
本单元的重点有：（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）简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。
（3）以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。
（4）知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
（5）以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。
第11课物理学的重大进展整体设计本节概述联合国大会指出“物理学是认识自然界的基础”“物理学是当今众多技术发展的基石”“物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础”，可见物理学在认识世界、改变人类社会、提高人的科学素质等方面有着重大的作用。
近现代物理学发展史是一部一代代物理学家精心实验观察、大胆质疑、开拓创新、发现真理、坚持真理、推动人类文明前进的历史。
伽利略以其勤奋、执著和智慧开创了科学实验的道路，开启了物理学的科学研究大门；牛顿站在巨人的肩膀上，集前人之大成奠定了经典物理学的基石；20世纪以相对论和量子力学为基础的现代物理学的发展，使人类的视野既深入到微观世界，又延伸到宇宙深处。
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专题四近代以来世界的科学发展历程第11课物理学的重大进展◆学习目标1.伽利略、牛顿对经典力学建立所作的贡献；2.经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。
◆学习重难点2.本课难点：物理学在近代西方产生的因素；科学研究的方法和精神。
◆学习过程活动一：自主阅读课本，构建基础知识框架一、导入英国哲学家休谟说：“我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的不幸事件发生。
我们被悬挂在永恒的疑惧之中……”。
——《大国崛起》解说词三百年前，人类的思想还充斥着迷信恐惧，……直到牛顿的出现，人类才终于结束了这种状态。
——《大国崛起》解说词设计意图：通过提供史料，让学生讨论人类为何恐惧，从而引出牛顿等科学家的贡献使人类变得自信。
二、.经典力学体系的建立1.阅读课本，构建知识设计意图：通过学生自主阅读课本，将16世纪和17世纪的科学成就列举出来，发挥学生的能动性。
2.结合史料，深入探讨（1）话题1：近代物理学的研究方法有何特点史料1：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
……伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。
这就是伽利略的发现的重大意义。
——爱因斯坦《物理学的进化》史料2：科学中,理论(数学论证)和实验在每一时刻都手牵手地前行着,新的思想被检验和证实,新的实验和发现得到了理论的解释——(美)斯莫林《物理学的困惑》设计意图：在教师的引导下，学生阅读史料，小组讨论，主动构建出科学家们在研究科学时的方法。
（2）话题2：为什么偏偏是西方？史料1：科学革命是西方文明的独特产物，或者换句话，只有在西方，哲学家一科学家与匠人才实现联合，互相促进，……为什么这一划时代的发展会出现在西方？一个原因在于文艺复兴时期，人文主义的学术成就……不过，若无西欧特有的社会氛围，人类学识上的这些成果独自原不可能引起科学革命……文艺复兴时期工匠地位的提高，使工匠与学者之间的联系得到加强……地理大发现和海外地区的开辟也促进了科学的发展……与之相似，商业和工业的发展导致技术上的进步，技术进步转而又促进了科学的发展。
人教版高一历史必修三第四单元 近代以来世界的科学发展历程第11课物 理学的重大进展课件(共45张PPT)
近代物理学是以牛顿的理论为基础，认为时 间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。
19世纪末，物理学的研究一方面深入到物质 内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。物 理学出现了一系列新的发现，如X射线、放射性和 电子的发现。无法用经典物理学来解释，暴露了 经典物理学的局限性。物理学只有来一番彻底的 变革，才能适应科学研究的新形势。 20世纪初，爱因斯坦提出的相对论是物理学 领域的一次重大革命。它和量子论一起，构成了 现代物理学的基础。
——伽610年，伽利略用望远 镜发现有4颗卫星围绕着木 星转。这一发现震动了整个 欧洲和全球科学界。 伽利略是第一位利用望 远镜观察天体的人。目前人 类发现的16颗木星卫星中， 有４颗叫“伽利略卫星”。
他又发现太阳上有黑子，月球上 有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公 转的“日心说”找到了有力证据。宗 教法庭把他软禁在家，不准外出。８ 年多后，伽伽利略临死前仍不屈服， 坚定地说：“地球确实在围着太阳 转！”他的努力没有白费，越来越多 的人开始探索星空和科学！
相对论建立的意义
相对论的提出是物理学领域的一次重大革 命，它否定经典力学的绝对时空论，深刻地揭 示了空间、时间的本质属性即：揭示了时空的 可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空 观、运动观、物质观。 它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一 个新的高度。
探究3：挑战教会权威的科学家还有哪些？
哥白尼提出太阳中心学说， 掀起天文学的革命，从根本上 动摇了宗教神学的理论基础。
哥白尼
信奉“日心 说”的布鲁诺被 教会以火刑处死。
牛顿说：“我之所以有这样的成就，是因 为我站在巨人的肩膀上。” 探究1：例举牛顿所站过的巨人？其中谁被 称为经典力学的奠基者？为什么？ 探究2：经典力学诞生的标志？有何特点？ 探究3：有人说“牛顿赶走了上帝”，你是 如何理解的？
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星 和
但并非全盘否定牛顿力学。
它 的
牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的
伽 利
客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速
略 卫
运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发 星
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。
普朗克：量子论
• 1900年，为了解决热辐射理论上的 疑点，普朗克提出了量子假说。 • 1905年，爱因斯坦发表《关于光的 产生和转化的一个试探性观点》， 提出了光的量子理论。 • 1913年，玻尔提出原子的量子理论。
决定性意义，它的建立标志着近代科学的形 成。
主题二：析要点，深化思维
2、探讨牛顿在近代物理学方面的成就所产生的时
代价值。
木
材料一 ：
星 和
通过牛顿开辟的科学方法，人类可以在实验室里它的发 伽
现事物的真相和原理，揭示规律，然后运用这个原理利从 略
事于技术发明，最后再将技术转化为现实的生产力。卫星
正是因为遵循了 科学、技术和 生产这个全新的模
科学精神·人文情怀
近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展
课程标准: 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。
主题一：理教材 梳理史实
近代以来物理学发展历程
时 时间 物理学
代
家
16世 伽利略 纪
近 代
科学精神 人文情怀
小结：物理学的进展历程——
经典力学
相对论力学 、量子力学
经典力学的 奠基
17世纪初
经典力学的 建立
17世纪后期
相对论
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课前三分钟一、课程导入斯蒂芬·威廉·霍金（1942.1.8-2018.3.14）英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
1963年，霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症）。
主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。
时空坐标纵向成线知识梳理一、物理学的重大进展1.经典力学：(1)背景。
①_____________不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。
②伽利略开创了以_________为根据的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。
(2)标志：1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》一书。
(3)作用：对解释和预见物理现象具有决定性意义。
根据万有引力定律，人们发现了海王星。
文艺复兴运动实验事实2.相对论：(1)背景：19世纪经典物理学陷入危机，面临巨大挑战。
(2)标志：20世纪初，_________提出相对论。
(3)意义。
①否定了经典力学的___________，深刻揭示了时间和空间的本质属性。
②发展了_________，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。
爱因斯坦绝对时空观牛顿力学3.量子论：(1)背景：19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到原子内部。
(2)诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了_________。
(3)发展：20世纪30年代，_________建立起来。
(4)意义。
①人类对_________的基本认识取得革命性的进步。
②相对论和量子论推动了物理学自身的进步，改变了人们认识世界的角度和方式。
量子假说量子力学微观世界二、生物进化论的创立1.背景：(1)文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击了基督教神学。
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(1)考查重点: 牛顿经典力学 的意义。 (2)新视角考 查:中西方科 技产生的背景 和不同命运的 比较。
们出现的背景,以及二人科技成果命运不同的原
因。[2014·全国Ⅰ卷,40]
相对论 量子论
(1)相对论弥补经典力学对时空认识的不足。 [2013·江苏卷,17] (2)爱因斯坦热兴起的原因:第二次工业革命 中科学带动技术和生产的发展,引起人们对科 学的重视;相对论的提出是科学领域的重大革 命;观测结果证实了爱因斯坦的理论;大战结 束有利于相对论传播。[2013·全国Ⅱ卷,40]
(3)启示:一个国家的科学技术能否得到顺利发展,受当时的社会环境 影响较大。
随堂训练
编者选题表
知识点
经典力学 相对论的创立 量子论的诞生与发展
综合
即学即练 学以致用
题号
易
中
1、2
3
4
5
6
一、选择题 1.有位科学家素有“近代力学之父”和“现代科学之父”之美誉,他以 系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观,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。此科学家( ) A.改变了亚里士多德以来的运动观念 B.构建起完整的经典力学理论体系 C.深刻揭示了时间和空间的本质属性 D.成功解决了热辐射理论上的疑点
第11课 物理学的重大进展
高考导航(教师备用)
考查方向 经典力学
角度
考情分析
(1)牛顿经典力学体系促进了史学研究的发展,考
查牛顿经典力学体系的意义。[2018·北京
卷,37] (2)牛顿承袭前人的科学研究创立的理论体系揭 示了基本的宇宙法则。[2017·江苏卷,15] (3)科学革命引发了观念形态的革命,“科学革 命”的代表人物是牛顿。[2015·江苏卷,15] (4)恩格斯称赞“日心说”否定了宗教神学崇信 的“地心说”是自然科学的独立宣言。[2013· 全国测不准原理为切入点考查量子 论的内容。[2018·江苏卷,17]
高中历史第四单元近代以来世界的科学发展历程第11课物理学的重大进展课件新人教版必修3
2.建立 (1)标志：1687年，牛顿出版了《 自然哲学的数学原理 》一书。 (2)内容：物体运动 三大定律 和万有引力定律等。 (3)特征：①以 实验 为基础。②以数学为表达形式。
3.意义 经典力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义。后来，根据万__有__ 引力定律 ，人们发现了海王星等。
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。
[教你读史] ①指出了牛顿经典力学对启蒙思想所产生的影响。②指出牛顿经典力学对 近代自然科学所产生的影响，是人类对自然规律的第一次总结与概括，是 近代物理学发展的理论基础。 [问题思考] 据史料一、二并结合所学知识，归纳牛顿经典力学的意义。 答案 牛顿力学打击了神学，促进了人们的思想解放，对人类自身的信心 和启蒙运动产生了积极影响。牛顿力学体系在自然哲学领域中具有基础性 地位，标志着近代科学的形成。
解析 根据“100多年来”以及所给图片中的信息“E＝mc2”可知，这是 爱因斯坦的相对论。
12345
解析
答案
4.普朗克年轻时曾向他的老师表示，要献身于理论物理学。老师劝他说：
“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将
一生献给这门学科，太可惜了。”打破该老师看法的是
A.万有引力定律的发现 C.电力的发现与应用
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。
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第11课物理学的重大进展一、教学目标1、知识与能力：1）识记伽利略、牛顿、爱因斯坦、普朗克等物理学家对物理学发展所作出的重大成就；2）理解经典力学在近代自然科学理论发展中的地位；相对论和量子论诞生的原因、意义；3）探究经典力学体系的特点，比较相对论、量子论与牛顿力学的关系。
思考“日心说”与“地心说”相比的进步性，探究经典力学体系的特点、影响。
2、过程与方法：1）、引导学生回忆初中物理知识来促进本课的学习。
2）、通过学生预习（围绕4个物理学家，自制小课件）、课堂展示本课主要内容，促进同学的互相学习。
教师给予必要的补充。
3、情感态度与价值观：1）、科学真理需要勇于探索、执着追求的精神；2）、科学理论在不断完善、创新，人类对客观规律的认识不断深入。
二、重点与难点1、重点：经典力学的建立；相对论的提出。
2、难点：物理学各阶段发展的原因；对科学发展创新性的理解。
【教学过程】导入新课：以“伽利略做比萨斜塔实验”导入讲述新课：一、经典力学：探究1、经典力学体系建立的历史背景是什么？1、经典力学的重要奠基者──伽利略阅读第1目内容归纳：伽利略在研究方法、物理学和天文学上分别有什么成就？有何意义？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。
【合作探究】1：你认为伽利略能够确定自由落体定律的关键途径是什么？你有何启示？途径：实验、计算。
启示：实践是检验真理的唯一标准。
（3）、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。
自由落体定律的发现是伽利略把科学实验和理性思维相结合解决物理学问题的典范。
它不仅发现了物体下落运动的客观规律，而且为人类认识自然找到了一条正确的途径和方法，因此，现在人们称伽利略为物理学之父。
高中历史 第四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展课件 新人教版必修3
[易错提醒] 伽利略发现的自由落体定律不是近代科学形成的 标志。伽利略发现的自由落体定律等物理学定律，开创了近代 科学，为经典力学的创立奠定了基础。牛顿力学体系的建立是 近代科学形成的标志。 [轻巧识记] 经典力学
[概念阐释] 相对论 相对论是关于时空和引力的基本理论，分为狭义相对论(特殊相 对论)和广义相对论(一般相对论)。前者讨论的是匀速直线运动 的参照系(惯性参照系)之间的物理定律，后者则推广到具有加 速度的参照系中(非惯性参照系)，并在等效原理的假设下，广 泛应用于引力场中。
2．建立 (1)提出：1687 年，牛顿出版了《_自__然__哲__学__的__数__学__原__理____》。 (2)内容：物体运动三大定律和_万__有__引__力__定__律__等。 (3)特征：以实验为基础、以_数__学___为表达形式。 3．地位及作用：对解释和预见物理现象，具有决定性意义。后 来，根据万有引由于它们的引力质量而引起的相 互吸引力所遵循的规律。 ◆②指：以牛顿运动定律和万有引力定律为基础，研究速度远 小于光速的宏观物体的运动。牛顿力学体系可以推算出天体运 行的轨道。
(1)根据史料一并联系所学知识，分析牛顿经典力学形成的原因 和特征。 (2)史料二中“哈雷用牛顿力学算出了 1682 年出现的彗星的轨 道”，这体现出经典力学的什么特点？ 提示：(1)原因：牛顿高超的数学才能；“站在巨人的肩膀上”； 时代的需要。 特征：注重实验；数学化；研究人们日常生活中易于理解的宏 观世界。 (2)以实验为基础；以数学为表达形式。
4．意义 (1)相对论的提出是_物__理__学____领域的一次重大革命。 (2) 它 否 定 了 经 典 力 学 的 绝 对 时 空 观 ， 深 刻 地 揭 示 了 _时__间__和__空__间____的本质属性。 (3)它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物 理学发展到一个新的高度。
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第四单元近代以来世界的科学发展历程第11课物理学的重大进展【教学目标】了解伽利略、牛顿对建立经典力学所作的贡献；【教学重点】了解伽利略、牛顿对建立经典力学所作的贡献【课时安排】1课时导入：材料：文艺复兴和宗教改革把人的想象力释放了出来，扩散和深入到了对宇宙万物的探讨中去，自然哲学则天然地和科学实验结合起来。
——陈乐民、周弘《欧洲文明的进程》人类社会先后开始在18世纪后期开始进入“蒸汽时代”，19世纪晚期步入“电气时代”，20世纪末跨入“信息时代”。
单元框架构建第四单元近代以来世界的科学发展历程物理学（经典力学、相对论、量子论）生物学（进化论）三次科技革命（蒸汽机、电力、计算机）具体过程：一．近代物理学：经典力学1.奠基：伽利略阅读材料结合课本，回答伽利略对建立经典力学的贡献？材料一：凡是运动的物体，一定有推动者在推着它运动。
若你看到一个东西在移动，你就会寻找一个推动它的东西。
当没什么东西推它时，它就会停止移动，是一个推着一个，不能无限制地追溯上去，“必然存在第一推动者”。
落体的速度与重量成正比。
——亚里士多德材料二：1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
提问：伽利略在经典力学和天文领域的成就是建立在什么基础上？2．建立者：牛顿材料：“一门广博精深的科学已经启蒙。
我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法与手段将会探索到各个遥远的角落。
”——伽利略提问：更敏锐的人？方法与手段？各个遥远的角落？(播放视频)艾萨克･牛顿：数学表达，实验验证；1687年《自然哲学的数学原理》创立了物体运动三定律和万有引力定律；标志着经典力学理论体系的建立。
小结：牛顿的主要科学成就数学：提出二项式定理和微积分的初步算法。
物理学：1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光由七色光组成，进一步说明物体颜色的形成原理；2）提出了光的“微粒说”。
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《物理学的重大进展》教学设计教学目标知识与技能1．识记：伽利略的贡献和他的科学研究方法；经典力学体系的建立过程；相对论的基本内容，知道它是物理学的一次重大革命；普朗克量子论的诞生。
2．理解：16世纪末17世纪初物理学方面取得突出成就的历史条件；相对论、量子论诞生的原因、影响。
3．运用：比较“日心说”和“地心说”，讨论其进步性；归纳量子论的发展过程。
1．运用问题探究和自主实验，了解物理学成就的取得与近代科学研究方法形成之间的联系。
2．运用历史比较的方法，认识物理学的发展历程。
情感态度与价值观1．了解近代自然科学不断突破、取得成就的过程，认识科学无止境，科学真理的魅力在于它的不断完善和不断创新。
2．一切科学成就的取得都是科学家们艰辛努力的结果，认识科学家们勇于探索、执着追求的精神。
教学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。
教学难点物理学各阶段发展的原因；对科学发展创新性的理解。
教学过程教学过程导入新课邓小平同志曾经说过，科学技术是第一生产力。
当我们走进世界近代科学的殿堂，便会更深刻地感受到这一结论的伟大之处。
伽利略、牛顿、爱因斯坦……这些在世界科学史上闪耀着璀璨光芒的科学巨匠，以他们伟大的科学发现使人类逐步从农业文明进入工业文明，又从工业文明跨入信息社会的新时代，给整个人类社会带来了广泛而深刻的革命性变化。
同时他们那种敢于坚持真理、不畏强权的科学精神也为我们后人树立了榜样。
联想质疑近代自然科学在物理学领域取得了哪些主要成就？新课学习近代物理学有哪些重大成就？是哪些科学家研究的结果？近代物理学经历的三个发展阶段：一、经典力学的奠基和建立——伽利略和牛顿；二、从经典力学到相对论——爱因斯坦；三、量子论的诞生和发展——普朗克。
一、经典力学的奠基者——伽利略引导学生阅读这一目，找出伽利略贡献的背景，内容，意义。
（让学生带着问题阅读和思考，，培养学生的阅读能力和思考能力。
人教版高一历史必修三第四 单元近代以来世界的科学发展历程第11课物 理学的重大进展课件(共30张PPT)
2、经典力学的奠基者——伽利略（意大利）
（1）伽利略的成果 A、物理方面： 突出成果——创立自由落体定律 B、天文学方面： 制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说”的正确 性 （2）伽利略的贡献 观察实验和逻辑论证 A、他的发现和他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端.
B、为经典力学的创立奠定了基础.
《自然哲学的数学原理》 1687年，牛顿出版了力学经典著作《自然哲学的数学 原理》，建立起了完整的力学理论体系，实现了物理学 史上的第一次大飞跃。
剑桥大学牛顿数学桥 数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。相传，这 座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一 根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究 竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了 原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木 桥架起来。
他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9 月23日，柏林天文台台长在收到科学家勒维列来信的当晚，用望 远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星— 海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿 力学又创造了新的奇迹。
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，年轻的德国人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。”
物理学真的已经完成了吗？
二、相对论的创立
一、背景： 经典力学存在局限性，面临着危机和挑战
①建立在绝对时空观的理论之上 ②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象
高中历史 第四单元 第11课 物理学的重大进展课件 新人教版必修3
爱因斯坦
普朗克
天主教宣扬只有地球有天体 绕着转动，地球是中心。
哥白尼提出日心说，掀起天文学 的革命
哥白尼（1473--1543）
信奉“日心说” 的布鲁诺(1548-1600)被教会以火刑 处死。
近代科学开端的标志： 天文学革命
近代科学正式形成的标志： 经典力学体系的建立
一、经典力学:近代
1、背景：
伽利略曾在 意大利比萨斜塔 上作过自由落体 的实验。结果两 个重量相差10倍 的球同时落地， 从而证明了亚里 士多德的观点是 错误的。
2、伽利略：奠基者
（1）成就：
A 物理学：外力改变运动状态 自由落体定律 B 天文学：自制望远镜，证实“日心说”
C 开创近代科学研究方法：观察实验、逻辑论证。 （2）意义： ①开创近代科学 ②为经典力学的创立和发展奠定了基础。
量子力学和狭义相
对论结合形成原子 核物理学，爱因斯 坦于20世纪初提出 质量能量公式 E=MC2，为核能的 开发提供了依据。
阅读课文，思考：图中人物分别是谁？他们对近 代物理学的发展所作出的最重大贡献分别是什么？
伽利略
牛顿
爱因斯坦
普朗克
为经典力学 形成经典 提出相对论， 提出量子假说、 奠定基础 力学体系 发展牛顿力学 量子论诞生
2、成就：
A、狭义相对论 B、广义相对论
3、相对论和经典力学的关系
（1） 并非全盘否定牛顿力学。 （2） 牛顿力学：宏观物体低速运动规律， 狭义相对论：宏观物体高速运动的客观规律，继承发展。 （3）牛顿力学是相对论的一种特例（低速状态）
经典力学 狭义相对论 广义相对论
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 因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个 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，同样的时间你觉 得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉 上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就 是我的相对论内容。”
人教版高二历史必修三第四单元第11课 物理学的重大进展课件(共20张PPT)
材料一。1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大 关注，写信给罗斯福总统建议美国务必抢在法西斯德国之 前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳 出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一 生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如 此，我宁可当个修表匠！”
材料二。普朗克1918年获得诺贝尔物理学奖，是德 国科学界的领袖。1913年亲赴瑞士礼聘尚是一介书 生的爱因斯坦并称其是“当代哥白尼”。爱因斯坦 对普朗克执弟子礼 。纳粹横行期间，普朗克与大多 数德国知识分子一样保持了沉默。对此，爱因斯坦 表示永不原谅，从此不再与普朗克联系。
第四单元 近代以来世界的科学发展历程
第11课.物理学的重大进展
一、近代科技产生发展的原因:
1.经济：商品经济的发展和资本主义生产关系的产 生、发展(前提和根本推动力)
2.政治：资产阶级民主政治的建立提供了自由发展 的空间 (有利条件)
3.思想：思想的解放扫清了精神枷锁 (思想条件) 4.科学家勇于探索的精神(人的因素)
请思考：材料反映了爱因斯坦的什 么品质？对我们有何启示？
1.有高度的社会责任感，有知识分子的良知 2.反映了他对普朗克的不满，说明了爱因斯坦 敢于坚持真理，敢于向权威挑战
3.科学发明要为人类和平与发展事业做贡献
……
探究三：普朗克对现代物理学的贡献？
1.背景：
①19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现 ②实验表明微观粒子的运动不能用经典力学 的理论进行描述
3.请回答：根据材料和所学知识，探讨牛顿取得成就的 时代特征（1643-1727）。
①经济上：资本主义经济有了一定的发展(手工工场时期 ②政治上：资本主义制度在英国确立
③思想上：启蒙运动逐渐兴起,社会尊重人才
人教版高中历史必修3《四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展》优质课教案_29
在1604年，意大利物理学家伽利略在实验中发现：物体下落时的距离与所用时间的平方成正比，而物体下落的速度与物体的重量无关，这就是著名的落体定律。他还通过实验证实了匀速运动定律和匀加速运动定律。
伽利略的研究表明，外力并不是维持运动状态的原因，而只是改变运动状态的原因。这是对古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动观念的重大变革，为经典力学的建立奠定基础。
2、量子论的意义
爱因斯坦在丹麦物理学家玻尔提出氢原子结构的理论以后，利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。
在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。同时，也标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。
1916年，爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式。在广义相对论中，引力是被考虑的主要问题。广义相对论指出：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布，使人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。
为了使学生更好的理解相对论可以引用一个爱因斯坦解释相对论的幽默。这个幽默是：震撼世界的相对论，是科学发展史上划时代的里程碑。创立相对论的阿尔伯特•爱因斯坦晚年时一群青年学生请他解释什么是相一个对论，他生动而幽默地打了一个比方：“当你和一个美丽的姑娘坐上两个小时，你会感到好象坐了一分钟；但要是在炽热的火炉边，哪怕只坐上一分钟，你却感到好象是坐了两小时。这就是相对论。”
人教版历史必修三：第11课《物理学的重大进展》ppt课件
C.达尔文
【解析】选B。本题考查学生再认再现能力。 1687年,牛顿出版
了著名的力学著作《自然哲学的数学原理》,建立起一个完整
的力学体系。
2.(2013·天津学业水平测试)经过科学家的计算,1846年人们 终于发现了海王星。其计算的理论依据是( A.哥白尼“日心说” C.牛顿万有引力定律 )
B.伽利略自由落体定律 D.爱因斯坦相对论
第四单元 近代以来世界的 科学发展历程
第11课 物理学的重大进展
1.通读课文,勾画并记忆以下知识点： (1)伽利略的物理学成就和牛顿创立经典力学体系。 (2)相对论的提出及其对的建立。 (4)重点掌握相对论和量子理论对物理学的发展。
2.在掌握近代以来世界科学发展脉络的基础上,探究思考：
二、相对论的创立
1.背景：19世纪,经典力学面临着挑战。 爱因斯坦 提出。 2.创立：20世纪初的德国物理学家_________ 3.内容： 质量 会随着物体运动速度增大 (1)狭义相对论：物体运动时,_____ 而增加,同时,空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变 化。
(2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情
系,即经典力学体系,标志着近代科学的形成和人类科学时代的
开始。 (3)牛顿力学和热学引发了第一次工业革命,使人类社会进 入“蒸汽时代”。 (4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则,为法国 启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础;打击了神学,促进人 类思想不断解放。
主题二
20世纪初物理学的发展
【探究讨论】 材料一 17世纪牛顿创立的经典力学符合人们的日常经验,也
【解析】选B。材料表明的是潮汐现象,是由天体引力所致。近 代经典力学体系包含了万有引力定律,能对这一自然现象作出 科学解释。
人教版高中历史必修三 第四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大突破 课件(共41张PPT)
科学基础：从亚里士多德到伽利略
伽利略斜面实验仿制品--美国芝加哥博物馆
伽利略斜面实验的卓越之 处不是实验本身，而是实 验所使用的独特的方法在 实验的基础上，进行理想 化推理，它标志着物理学 的真正开端。
“追求真理的可靠途径是把实验放在任 何推理的前面，我们相信后者将会含有 （至少是隐含）谬误，而一个合理的实 验不可能与真理相对立。”伽利略1640
问题：
• 宇宙是未知的，万物皆有变数，理论公式多都无法为确 定您又为何如此肯定上帝不掷骰子？
• 您认为您在索尔维会议上和玻尔进行的大辩论，您们双 方共同的目的是什么？
二、20世纪的重大突破-------量子力学和相对论
1、19世纪的准备 2、爱因斯坦的成就 3、普朗克的量子力学----索尔维会议
关于经典力学
• 牛顿三大定律：研究物体的运动状态，以及力与运动之间关系的定律，
第一定律，通常叫做惯性定律：切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有 外力迫使它改变这种状态为止。
第二定律，主要说明力与运动之间的关系： 物体的加速度跟作用力成正比，跟物体 的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
• 你怎么看待这个结果？ • 你认为谁更伟大？
科学三要素
科学的目的
寻找规律
科学的方法
逻辑化、实证性、定量化
科学三要素
科学的目的
寻找规律
科学的方法
逻辑化、实证性、定量化
科学的精神
我并非比别人更有天赋，我只是比一般人更有好 奇心，在找到答案之前不会放弃。——A.爱因斯坦
对权威的盲目崇拜是对真理最大的敌人。 -------A .爱因斯坦
人教版高中历史必修3《四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展》优质课课件_6
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
宏观尺度
相对论
?
经典力学
量子论
常规尺度
当今物理学图像
微观尺度
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
材料1：
1949—1976
物体的属性只有通过实验才能为我们所了解……在实验哲学中，我们必须把那
些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看做是完全正确的，或者是非常接近
于正确的。
——《自然哲学的数学原理》（第三编）
材料2：
问题： 根据材料结合
教材，你认为牛顿 在科学研究中注重 了哪些科学方法的 运用？
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
序言
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
序言
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
四种 元素
重物 先落地
运动物体停止
地球是静止的 是宇宙的中心
地球 球体
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
阅读教材回答下列问题
1、相对论的主要观点是什么 2、量子论的发展历程
必修三 第四单元
第11课 物理学的重大进展
1949—1976
光线引力偏折 • 1919英国全日食观测
光谱线引力偏移 • 1925美国天文台观测
人教版高中历史必修3《四单元 近代以来世界的科学发展历程 第11课 物理学的重大进展》优质课课件_8
他们分别是什么人？有什么贡献？
第11课 物理学的重大进展
一、经典力学
1、奠基者——伽利略
（1）科学新发展的背景
经济： 资本主义发展为其提供了物质基础 思想：文艺复兴运动的影响
科技工作者： 科学家勇于探索的精神
（2）贡献
A.外力与物体运动的关系；
①物理学方面
B.发现自由落体定律等定律；
② 天文学方面 (3)意义：
提出了相对论， 发展了牛顿力学。
二、从经典力学到相对论──爱因斯坦
（1）相对论建 立的背景
19世纪物理学研究不断发展 物理学危机
经典力学无法解释高速运动微观粒子发 生的现象
（2）相对论的内容
狭义相对论
物体运动时，质量会随着物体运动速 度增大而增加，空间和时间也会随着 物体运动速度的变化而变化。
相
打破经典力学的绝对时空观
D．开创了从实验中认识自然的方法
5.海王星的发现根据的是什么？
（B ）
A、哥白尼日心说的推算
B、牛顿理论的推测
C、法拉第演说计算
D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
6.现代自然科学和现代技术革命的基础是
A 牛顿力学
B 相对论
C 量子假说
D 量子理论、相对论
（D ）
“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎可以以不同
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
（ D）
A.伽利略
B.达尔文
C.牛顿
D.爱因斯坦
2.一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量……第一个
说明了星星的运动和图像。”这位科学家应该是
（B ）
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《物理学的重大进展》教学设计
第一部分：基本说明
1.教学模块：高中历史必修3
3.教材版本：人教版
4.课时安排：1课时（40分钟）
第二部分：课前分析
1.教材分析
本课是人教版高中历史必修三第四单元《近代以来世界的科学发展历程》中的第一课。
近现代物理学发展史是一部一代代物理学家精心实验观察、大胆质疑、开拓创新、发现真理、坚持真理、推动人类文明前进的历史。
伽利略以其勤奋、执著和智慧开创了科学实验的道路，开启了物理学的科学研究大门；牛顿站在巨人的肩膀上，集前人之大成奠定了经典物理学的基石；20世纪以相对论和量子力学为基础的现代物理学的发展，使人类的视野既深入到微观世界，又延伸到宇宙深处。
现代物理学的广泛应用使人类文明进入到一个日新月异迅猛发展的时代。
可以说物理学奠定了现代人类文明发展的基础。
2.学情分析
高二学生在初高中物理课都学过这四位物理学家及其成就，对该部分内容比较熟悉；且日常生活与物理科学都密切相关；而心理学研究表明，高中学生的辩证思维、批判性思维均有所发展，能够探究有一定难度的问题，有利于引导学生从多角度、多层次理解物理学进展与社会发展之间的关系；本课内容贴近生活，但是本身的理论成就又比较深奥难懂，所以学生有兴趣未必有能力理解。
第三部分：内容设计
一、教学目标
1.通过时空定位，理清近现代物理学发展的基本脉络，知道伽利略、牛顿、爱因斯坦和普朗克等物理学家的成就。
2.运用史料分析，理解中世纪物理学发展的阻碍因素，探究经典力学体系的特点、影响以及近现代物理学取得重大进展的原因。
3.通过对近代以来物理学家精神品质的归纳，认识到科学理论是不断完善、创新的，人类对客观规律的认识是不断深入的。
二、教学重难点
1.重点：经典力学的科学意义和历史意义；近现代物理学取得成大进展的原因。
2.难点：理解近现代物理学的成果及意义。
三、教学过程
新课导入：同学们，被誉为“现代最伟大的物理学家之一”的霍金于2018年3月14日去世，一度引发了人们对物理学的致敬。
今天我们要学习的内容就是近现代物理学的发展。
这四位科学家大家知道是谁吗？（伽利略、牛顿、爱因斯坦、普朗克）让我们一起走进历史知识殿堂，感受物理学的魅力！
新课讲授
（一）“重大进展”前的举步维艰
第五届索尔维会议发轫于爱因斯坦和波尔关于量子力学的大辩论。
时值1927年，恰逢牛顿逝世200周年,牛顿的理论此时遭到了物理学界强烈的质疑。
而在黑暗的中世纪，每一场辩论都可能以生命为代价，每一次对权威的质疑都需要坚定信念、鼓足勇气……
介绍两位科学家的悲惨命运：
1.海佩蒂亚，亚历山卓希腊时期女数学家、物理学家，发明了天体观测仪及比重仪。
因其是异教徒，公元415年被狂热基督教徒用贝壳挖肉杀死。
2.阿斯科里，意大利科学家，因其认为大地是球形，并提出了“地球”的概念，1327年被宗教裁判所处以火刑。
出示材料：
骑士阶级以及与它相勾结的天主教，基于十分庸俗而凶恶的专制主义和神秘主义，阻挠着对自然事实做执着的考察与探讨。
——[日]汤浅光朝:《解说科学文化史年表》
引发思考：阻碍中世纪欧洲科学发展的因素有哪些？
预设答案：教会淫威、神学思想、专制主义。
（二）“重大进展”时的勇攀高峰
1.经典力学的奠基者——伽利略
出示材料：
凡是运动的物体，一定有推动者在推着它运动。
若你看到一个东西在移动，你就会寻找
一个推动它的东西。
当没什么东西推它时，它就会停止移动，是一个推着一个，不能无限制地追溯上去，“必然存在第一推动者”。
落体的速度与重量成正比。
——亚里士多德
引发思考：亚里士多德关于运动的观点建立在什么基础上？
预设答案：直觉、观察、思辨、演绎。
介绍“比萨斜塔”实验的故事：据说，1590年伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
引发思考：伽利略关于运动的观点是建立在什么基础上？
出示图片：伽利略的折射式望远镜、伽利略观察到的月亮。
预设答案：观察、实验、逻辑。
介绍伽利略的命运：1633年以“反对教皇、宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终生监禁。
1638年以后，双目逐渐失明。
1642年1月8日逝世。
归纳伽利略的成就：①“发现”：发现了自由落体等物理学定律，改变了传统的运动观念；②“开创”：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；③“奠基”：为经典力学的创立和发展奠定了基础。
2.经典力学的创立者——牛顿
出示牛顿的图片及名言：如果说我看得比别人更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。
（让学生回顾物理课中的牛顿力学三大定律）
归纳牛顿力学体系的突出特征：以实验为基础，以数学为表达。
牛顿力学的应用：①证实地球是个扁球体；②哈雷预测彗星回归周期；③发现海王星。
出示材料：
材料1：牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。
——电视纪录片《大国崛起》解说词
材料2：这些开国元勋们在阐述美国的政治机构设计时，坚持依照平顺运行、自我调节
的宇宙模型。
在这群打下美国江山的人的眼中，确保政治稳定的平衡状态可直接模拟太阳系平衡的自然引力。
伍德罗·威尔逊稍后会写道：“美国宪法臣服于牛顿的理论。
”
——[美]爱德华·多尼克《机械宇宙—艾萨克·牛顿、皇家学会与现代世界的诞生》材料3：牛顿的成就证明，通过观察、实验和理论综合可以推翻一些宗教观念……法国启蒙思想家把牛顿学说中的部分思想上升到意识形态的高度，作为批判当时法国社会唯一有效的罗马教的权威，政治上的专制主义。
——郑晓松《牛顿力学革命之于法国启蒙运动
引发思考：牛顿的学说有何历史意义？
预设答案：①经济：为工业革命提供科学理论基础；②政治：为美国政治机构设计提供参考；③思想：为启蒙运动理性认识提供方法。
3.经典力学的发展者——爱因斯坦、普朗克
引发思考：科学家们有哪些共同的精神品质？
预设答案：敢于质疑批判继承独立思考重视实践淡泊名利勤奋探索
引发思考：除了科学家积极探索，近现代物理学取得重大进展的原因还有哪些？
预设答案：①经济的发展：三次科技革命等；②政治的进步：民主制度的建立等；③政策的完善：重视、奖励、保护等；④思想的解放：三次思想解放运动等（文艺复兴、宗教改革、启蒙运动）……
（三）“重大进展”后的现实反思
观看《刷爆朋友圈的食品谣言》视频，出示高考准考证“丢失”谣言的微信截图。
出示材料：
谁企图在真理和认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。
——爱因斯坦
物理学的重大进展正是在不断挑战、动摇权威！——你们的历史老师
提出共勉：阅读、思考、实践、求真、求善、求美。
四、板书设计
第11课物理学的重大进展
一、“重大进展”前的举步维艰
二、“重大进展”时的勇攀高峰
三、“重大进展”后的现实反思
五、作业布置（略）
六、教学反思（略）。