第一课 近代物理学的奠基人和革命者
一、内容及其解析
本节课要学的内容是人民版专题七：近代以来科学技术的辉煌的第一节指的是近代物理学的奠基人和革命者，其核心是近代现代物理学的重大突破。,理解它关键就是要掌握牛顿经典力学创立和爱因斯坦相对论提出的重大意义。学生已经学过文艺复兴与宗教改革，促进了自然科学的兴起，本节课的内容近代物理学的奠基人和革命者就是在此基础上的发展。由于它还与必修一中的资产阶级革命与必修二中的资本主义经济发展有十分密切的联系,所以在本学科有比较重要的地位，并有对加深必修一和必修二中相关知识理解的作用,是本学科的次要内容。教学的重点是伽利略对物理学发展的重大贡献；牛顿经典力学的建立；量子论的诞生；相对论的提出，解决重点的关键是理解物理学产生和发展的时代背景，并掌握各阶段物理学家主要事迹及其对物理学重大突破的重大意义。
二、目标及其解析
1．教学目标
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。
2．目标解析
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就是指了解经典力学的三大定律与万有引力定律，并认识经典力学体系建立的意义。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义，就是指要了解狭义相对论和广义相对论的提出及其主要内容、意义、量子论诞生和发展及其意义，知道这相对论与量子力学诞生的背景，知道这是物理学上的革命。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是经典力学诞生的历史背景及对相对论的认识理解，产生这一问题的原因是对经典力学产生的背景教材没有提及，但分散在必修一和必修二的相关章节中，学生一时难以联系掌握。对相对论的认识理解主要是相对论理论性太强，且太抽象无法具体理解把握。要解决这一问题，就要引导学生回顾所学，概括归纳相关时代因素，对相对论最好能以实例说明。其中关键是抓住经典力学诞生的背景及相对论提出的意义。
四、教学过程设计
问题一：伽利略的主要贡献？
设计意图：了解伽利略对经典力学创立的奠基作用
师生活动：学生阅读，归纳总结
1、 科学实验与数学相结合，进行科学研究，开创近代科学研究
2、 创立了自由落体定律
3、 确定了匀速运动和匀加速运动的概念
---伽利略有关运动观念的变革，为经典力学的建立奠定基础。
例题一：自然科学的发展经历了由古代科学向近代科学的转变过程。下图是意大利某著名物理学家及其发明的望远镜，其被誉为“近代科学之父”，是基于他(A)
A.以实验事实为根据并强调严密逻辑体系
B.研究行星运动取得重大成果
C.用数学方法和逻辑体系描述宇宙运动
D.对宇宙的认识动摇宗教神学的基础
问题二：经典力学的建立──牛顿（17—18世纪）
设计意图：联系以前内容，分析经典力学建立的背景、了解其内容及意义
师生活动：
问题1、建立的背景
经济：资本主义生产方式的产生，生产力的发展；社会的需要推动了科技创新。
政治：资产阶级革命运动的展开
思想：文艺复兴的促进作用。
问题2、建立的标志（基本内容）
教学建议：举例子理解定律
经典力学体系：物理运动三大定律、万有引力定律
问题3、经典力学体系建立的意义是什么？
1、牛顿力学体系正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律，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论大综合。
2、经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。
3、使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度。
4、在以后的生产和科学实验中得到广泛的应用和论证。（例如：潮汐的成因；牛顿力学和热学引发了第一次工业革命）
5、 具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义：（如：海王星、冥王星的发现）
6、 物理学的发展：（光学、电磁学与力学进一步统一）
例题二：“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自已理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现(D)
A.推动了天文学的发展
B.促进了人类的思想解放
C.使人类彻底摆脱了神学的影响
D.使人类开始关注现实世界
问题三：爱因斯坦相对论的建立（19世纪末20世纪初）
设计意图：知道相对论及其意义
师生活动：相对论比较深奥难懂，建议以一些现实的例子和有趣的比喻来解读。
问题1、狭义相对论 1905年创立
问题2、广义相对论 1916年建立
问题3、相对论建立的意义？
1、相对论的建立是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻揭示了空间和时间本质属性
2、这是一种全新的时空观，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
3、这种时空观，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。
相对论与量子论，构成了现代物理的基本理论框架
例题三：1945年，当爱因斯坦得知美国的原子弹给广岛、长崎人民带来的灾难后，痛心疾首，悔恨自己当初的一大理论研究。这一理论是(D)
A.落体定律 B.量子假说的提出
C.经典力学的创立 D.相对论中质能转换的原理
问题四：量子理论的诞生和发展
设计意图：在教学中只是引导学生“知道”和“了解”量子论就可以，不做展开。
师生活动：量子论的意义
１、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。
２、极大的促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
３、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。
４、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。
今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。
例题四：20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)
A.普朗克 B.麦克斯韦 C.玻尔 D.爱因斯坦
五、目标检测题
1.恩格斯评价说：“他用这本书（虽然是怯懦的而且可以说是在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战。从此自然科学”便开始从神学中解放出来……”这里的“他”是指(A)
A.哥白尼 B.伽利略 C.开普勒 D.牛顿
2.19世纪，西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是(C)
A.牛顿 B.达尔文 C.爱因斯坦 D.伽利略
3.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(B)
A.得到了科学实验的验证 B.改变了人类对自然世界的认识
C.推动了技术的重大突破 D.科学地概括出物质运动的定律
4.有人说，17世纪牛顿把“造物主”从无生命现象的研究领域驱逐出去，19世纪，达尔文把“造物主”从有生命现象的研究领域驱逐出去。对此理解正确的是(C)
A.牛顿力学体系把天上和地上的物体运动概括在一个理论中
B.达尔文进化论是对生物学的一次伟大综合
C.牛顿和达尔文的成就分别在不同领域给神学以致命打击
D.科学以其威力迅速战胜神学是必然的
5.19世纪末在物理学领域出现的的所谓“物理学危机”说明(C)
①人们对自然的认识在不断深入 ②经典力学并不是什么“经典”，并不科学
③ 经典力学的绝对时空论是不正确的 ④物理学将面临一场重大革命
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
6.“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进知”指的是(D)
A.牛顿力学体系的建立 B.进化论 C.自由落体定律 D.量子论
六、本课小结
物理学的进展：
经典力学的重要奠基者──伽利略
近代物理学革命：经典力学的建立－牛顿
现代物理学革命：相对论和量子论的建立
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