第11课_物理学的重大进展.docVIP

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。 【教学目标】 一、知识与能力： 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；理解经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位；相对论和量子论诞生的原因、意义；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。 二、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。 三、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。 【重点与难点】 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。 【教学过程】 【导入新课】 1632年，伽利略撰写的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》科学巨著出版后，立刻引起教会的恐慌，把伽利略投入监狱。教皇乌尔班八世的御用工具——宗教裁判所在1633年6月21日宣布对伽利略的判决：“我们判决你在宗教法庭监狱内服刑，刑期由我们掌握，为了有益于补赎，命令你在今后3年内，每周背诵7篇赎罪诗篇……”这一纸胡言，竟使伽利略蒙冤300多年，致死都没有撤销判决，甚至死后还被禁止举行殡礼，不准葬入圣太克罗斯墓地。 那么，是什么原因导致宗教裁判所对伽利略作了如此判决？我们应如何看待伽利略在科学领域的贡献？ 【讲述新课】 近代科学诞生的历史背景是什么？ (1)资本主义工业和商品经济的发展为近代自然科学的发展奠定了物质基础并成为主要动力。 (2)新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。 (3)自然科学自身发展的需要。 (4)文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。 (5)优秀科学家实践和刻苦钻研，也促进了科学的发展。 一、经典力学： 1、经典力学的重要奠基者──伽利略 （1）背景：文艺复兴运动的影响，即解放了人们的思想，推动了科学研究。 16世纪末17世纪初，随着文艺复兴运动的扩展和人的思想的解放，意大利科学家伽利略认为研究自然界必须进行系统地观察和实验。他将科学实验与数学相结合，进行科学研究，并强调追究事物之间的数学关系。 （2）成就： A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。 希腊学者亚里士多德认为地球上的物体运动有天然运动和受迫运动。他认为物体的受迫运动是推动者加于被推动者的，推动者一旦停止推动，运动就会立即停止。 伽利略首先运用理想实验的方式进行逻辑推理，从推理中发现物体下落的快慢和它的重量无关。伽利略设想，如果亚里士多德的观点是正确的，那么，让轻重不同的两个物体下落时，重的物体下落快，轻的物体下落慢。可是，把它们绑在一起让其下落会出现什么情形呢？按照亚里士多德的观点，绑在一起后的物体会比原来重的物体更重，所以它们就比重的物体下落得快。可是，从另一方面分析，绑在一起后，由于重的物体要带动轻的物体运动，它们应该比重的物体下降得慢一些。这显然是两个互相矛盾的结论。无论如何，绑在一起的两个物体只能以一个速度下落，而推理的过程又是完全正确的，因此推理的前提必然是错误的。伽利略由这个推理得出结论：物体下落的快慢与重量无关，所有物体下落快慢都是相同的。 据说1590年的一天，26岁的伽利略为了证实自己论断的正确，他来到比萨斜塔的七层阳台上，将一个约4.5千克重的石块和约0.45千克重的小石块同时放下，结果两石块同时落地。在场的数以百计的学者和观众，亲眼目睹了这一精彩的场面，伽利略用活生生的事实向人们展示了轻重相差悬殊的两个物体同时落地的现象。从而推翻了亚里士多德的错误理论，发现了物体下落的真正运动规律——自由落体定律。 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。他的发现以及他开始的科学研究方法，是人类思想史上伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。 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。 公元前4世纪，亚里士多德创立了“地心说”。亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距离天层，各个天层自己都不会运动，是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的地球，巍然不动地居于宇宙中心。