2023年人民版必修三专题七.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 专题七 近代以来科学技术的辉煌 专题概述:本专题讲述了近代以来世界科学技术发展的基本脉络,以及世界科学技术发展进程中的重大事件、重要现象及相关人物。17 世纪牛顿力学体系的建立,反映了宏观物体低速运动的客观规律;20 世纪初爱因斯坦的相对论反映了高速运动物体的客观规律,提示了时间和空间的可变性。哈维的血液循环理论、施莱登和施旺创立的细胞学说以及达尔文的进化论探索了生命发展的过程。第一次工业革命和第二次工业革命的开展,把人类分别推进到蒸汽机时代和电气时代。科学发展和技术相结合推动了人类社会的进步。20 世纪四五十年代开始的第三次科技革命使人类进入到信息时代。人类运用自然规律为
2、人类生产和生活服务,极大地改变了人类的时间和空间概念。近代物理学的奠基人和革命者 课程标准: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 学习要求:1了解经典力学的主要内容,概述牛顿对经典力学的主要贡献,认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位;知道爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论、普朗克的量子理论的主要内容,认识相对论、量子论提出的意义。知识与能力 知道经典力学的主要内容;伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献;认识经典力学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;了解爱因斯坦建立相对论和光的量子理论、
3、普朗克提出量子假说等史实;认识相对论、量子论提出的意义。过程与方法 学会运用阅读法、观察法、讨论法、推理法、概括法、实验法等来学习了解近代物理学的相关问题。情感、态度与价值观 感受伽利略、爱因斯坦等科学家不迷信权威、为科学而不断探索创新的进取精神。课时:2 课时 物 理 学 领科学革命 生 物 学 领经典力学体系 的创立和发展 现代物理学 理论的发展 进化论理论(达尔文与赫胥相 对 论 量子理论 技术革命 万能原动机与“蒸汽机时代”(瓦特)电力的广泛应用与“电气时代”(法拉第、西门子等)现代信息技术与信息时代 学习必备 欢迎下载 教学重点:伽利略对物理学发展的重大贡献;牛顿经典力学的建立;量子
4、论的诞生;相对论的提出。教学难点:如何理解物理学各阶段发展的原因?一、经典力学体系 1、背景 文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来,近代科学诞生。伽利略对亚里士多德力学观的否定(1)亚里士多德的学说 亚里士多德的力学观: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。如:“推箱子”的例子(2)经典力学的奠基者-伽利略:创立了自由落体定律 2、创立 自然哲学的数学原理 基本理论:牛顿力学三定律(惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律)、万有引力定律 影响意义 理论的综合:牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明,从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理
5、论大综合。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。实践的验证:根据万有引力定律,人们准确地算出地球的平均密度和扁平率,正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律,人们还发现了海王星、冥王星。二、现代物理学理论的发展(一)、量子力学 1.背景 19 世纪末 20 世纪初,电子和放射性的发现,促进人们对物质的认识深入到了原子内部。但大量的实验表明,微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。这就需要人们对微观世界开展研究。2、过程:(1)斯蒂芬:1879 年,奥地利物理学家斯蒂芬通过实验发现了黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。(2)普朗克:随后,德国物理学家普朗克发现了热辐射过程中的能量
6、分布规律。3、标志:1900 年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,能量也是由一份份“能量原子”构成的。4、发展:(1)爱因斯坦:1905 年,他把普朗克的量子理论推广到光学中,成功地解释了光电效应,得出了光具有波粒二象性的结论。(2)德布罗意:1823 年,他提出物质波理论,认为微观粒子也具有波动性,将量子论发展到一个新的高度。(3)奥地利和德国的物理学家:数年之后,他们在量子理论的基础上,建立了量子力学。5、意义:(1)它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动的各个层面进行深入探讨。(
7、2)理子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。总结:量子力学标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺。探究:牛顿力学与量子论的关系。客观规律世纪初爱因斯坦的相对论反映了高速运动物体的客观规律提示把人类分别推进到汽机时代和电气时代科学发展和技术相结合推动了人学领经典力学体系的创立和发展现代物理学理论的发展量子理论相对论学习必备 欢迎下载 19 世纪末 20 世纪初,电子和放射性的发现,打开了原子的大门,使人们对物质的认识深入到了原子内部。但大量的实验表明,微观粒子的运
8、动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。牛顿力学所研究的是具有相当的直观性,全都看得见、摸得着的所谓宏观物体,无法正确描述原子内部世界里各种粒子,经典物理学已陷入危机,面临着挑战。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微观世界。(二)、相对论 1.狭义相对论(1)创立:1905 年,爱因斯坦发表了论动体的电动力学,创立了狭义相对论。(2)内容:时间和空间都与物质运动有关;时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。(3)意义:否认了牛顿力学的绝对时空观;继承和发展了牛顿力学;奠定了利用原子
9、能的理论基础。爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。第一个假设是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关;第二个假设是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。从两个基本假设出发,爱因斯坦得出如下新的结论:运动物体在运动方向上长度缩短;运动着的时钟要变慢;任何物体的运动速度都不可能超过光速;同时性是相对的,在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个运动着的惯性系中测量便不是同时发生的;如果物质速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,比起牛顿力学来,相对论力学具有更普遍的意义。物体的能量等于物体的惯性质量乘以光速的平方。2.相对论与牛顿力学的关系:相对论
10、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。3.广义相对论(1)提出:1916 年,爱因斯坦又建立了广义相对论。(2)主要内容:广义相对论认为,物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场强度。(3)意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。4.相对论建立的意义 爱因斯坦相对论的建立,是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅揭
11、示了空间、时间的可变性,时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成,是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学,指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。探究:牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系(1)关系:时空观 力学观 运动规律适用范围 牛顿力学 传统绝对时空观 牛顿力学 宏观世界 低速运动 爱因斯坦认为时空会随物体
12、速度变相对论力学 微观世界 客观规律世纪初爱因斯坦的相对论反映了高速运动物体的客观规律提示把人类分别推进到汽机时代和电气时代科学发展和技术相结合推动了人学领经典力学体系的创立和发展现代物理学理论的发展量子理论相对论学习必备 欢迎下载 相对论 化而变化;空间结构和性质取决于物质的分布;(包含牛顿力学)高速运动(2)文字说明: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;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。延伸拓展:它的出现是否表明牛顿力学
13、失去了光辉?牛顿力学体系正确反映了宏观物体低速运动的客观规律,是人类认识史上的一个飞跃,牛顿提出的三个定律,是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今指导着我们的物理学思想。牛顿在科学史上作出了杰出贡献。爱因斯坦的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。物理学的发展给了我们什么样的启示?尊重事实,不迷信权威,敢于质疑,勇于探索创新,实践出真知 板书设计 作业布置 课后反思 追寻生命的起源 课标要求: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。学习要求:2.简述达尔文、赫胥黎进化论的主要观点,认识生物进化论的历史意义,概括科学与宗教在人类起源问题
14、上产生分歧的根源。教学目标:(1)、知识与能力:掌握近代生物学的基本知识,了解植物分类法;细胞学说;进化论学说。能用初步分析和评价历史现象和历史人物。能够收集资料,整理资料,运用资料阐明自己的观点。学习合作与交流。(2)、过程与方法:学习中要认真阅读教材和相关资料,要把学习过的生物学知识迁移到历史学习中来。通过合作学习,自主学习,探究学习,历史材料学习等方式参与教学,积极思考,仔细探究。体验科学进步的过程。感知科技发展的脚步。既能独立学习探究,又能交流合作。采用调查,讨论,合作,交流,习作,实验,等多种形式学习和感知、理解生物学发展的历史。(3)、情感态度与价值观:通过学习理解生物的巨大进步,
15、了解进步带来的世界性影响,树立继承和发展科学的信念。学习科学家献身科学的勇气,严谨的科学态度,锲而不舍的钻研精神。注重个人品质,修养的培养。课时:2 课时 重点难点:重点:达尔文进化论产生的历史条件及进化论思想的影响。客观规律世纪初爱因斯坦的相对论反映了高速运动物体的客观规律提示把人类分别推进到汽机时代和电气时代科学发展和技术相结合推动了人学领经典力学体系的创立和发展现代物理学理论的发展量子理论相对论学习必备 欢迎下载 难点:达尔文进化论思想的内容。教学过程 一千年话题谁创造了万物。(1)古代关于生命起源的传说:上帝造人、女娲抟土造人、黑泥塑人、怪鸟蛋孵化成人、鱼变成人。(2)现代对生命起源的
16、认识:生命起源于其他星体,后来才被带到地球上来。生命起源于地球自身的演化过程,由 C、H、O、N等元素逐步演变而成。据圣经记载:第一天,上帝创造了昼夜;第二天,上帝创造了天空;第三天,上帝创造了陆、海及植物;第四天,上帝创造了日月;第五天,上帝创造了动物;第六天,上帝创造了男人亚当;第七天,亚当问上帝,为什么世间万物独有我如此孤独?于是上帝取他的肋骨制造了女人夏娃。思考:中世纪长期占统治地位的学说是什么?为什么?(学说:神创说,认为世界万物,包括人类,都是由至高无上的创世神创造的。原因:生产力落后,对自然界的认识非常有限;生物知识缺乏;统治阶级巩固统治的需要,宣扬神秘主义,推行愚民政策;宗教盛
17、行,推行精神独裁。)二、达尔文的进化论 1.历史条件:(1)社会环境:政治上:资产阶级革命的影响;经济上:资本主义经济的发展和工业革命的推动;思想上:文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。(2)科学基础:科学技术的进步和生物学知识的积累。林耐制定动植物分类法 哈维建立血液循环理论 施莱登、施旺共创细胞学说 巴斯德奠定微生物学的基础 拉马克提出初步的进化论思想(奠定基础)(3)自身实践:达尔文的科学探索。2.确立标志:1859 年物种起源的发表 3.主要观点:自然界中生物的物种是不断进化的,是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择,适者生存。自然选择:生物是进化的,一切生物都经历了
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