1、1新知识预习探索 新知预习 一、经典力学1背景文艺复兴运动对科学研究产生了重要影响。2伽利略(1)成就：发现了自由落体定律等物理学定律。(2)意义：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。3牛顿(1)成就：1687年，出版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等。(2)特征：以实验为基础、以数学为表达形式。(3)意义：创立了11 经典力学体系，对解释和预见12物理现象具有决定性意义。思考讨论1“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”(1)你认为说
2、这句话的科学家应是谁？(2)他有何突出贡献？提示：(1)牛顿。(2)贡献：1687年，出版了自然哲学的数学原理一书，提出了物理运动三大定律和万有引力定律等，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。二、相对论的创立1背景19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。2创立20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了13相对论。3内容(1)狭义相对论：物体运动时，14质量会随着物体运动15速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生16尺缩效应和17钟慢效应。(2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的 18 运动
3、情况，也取决于物体本身的19分布状态。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 20 绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。(3)它发展了 21 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。思考讨论21999年12月，在20世纪最后一期的时代周刊中，评选出了一位“世纪人物”。时代周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”，“以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头”。(1)这位“世纪人物”应是指谁？(2)他在1921年因何成就获诺贝尔物理学奖？提示：(1)爱因斯坦。(2)研究光电效应方面的成就。三、量子论的诞
4、生与发展1背景(1)19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子大门，人们对物质的认识深入到了22原子内部。(2)实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。2诞生1900年，德国物理学家 23 普朗克提出了 24 量子假说，宣告了量子论的诞生。3发展(1)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了25光电效应。(2)丹麦物理学家26玻尔提出了有关原子的量子理论。(3)20世纪30年代，27量子力学建立起来。4意义(1)量子论使人类对 28 微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。(2)它与 29 相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学
5、在认识宏观世界和微观世界方面的不足。(3)它与相对论的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。2新课堂互动探究主题一 经典力学的确立及其特点、意义探究讨论材料一 抛射体45度时射程最远仅用数学便得到如此严格的证明，这使我心中充满又惊又喜的感觉大炮和迫击炮轰击时，最大射程(即炮弹发射的最远距离)，是在仰角45度时获得的但是要理解为什么发生这种情况，这比从别人那里得到证据甚至反复实验得到的证据重要的多通过探索原因而达到对某一效应的理解会使人顿开茅塞，从而使理解和确证其他事实无须再借助实验，目前的例子恰好证明了这一点伽利略关于两门新科学的对话材料二 长
6、期以来，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现1758年这颗彗星果然如期出现，因此被命名为哈雷彗星。百度文库请分析：(1)根据材料一及所学知识指出，伽利略在科学研究上的重要贡献是什么。有何重要意义？(2)根据材料及所学知识，哈雷彗星发现的重要前提条件有哪些？(3)哈雷彗星的发现说明了科学研究的巨大威力是什么？【答案】(1)贡献：发现了数学在科学研究中的重要作用，开创了实验与数学相结合的科学研究方法。意义：为经典力学的建立奠
7、定了基础，标志着物理学的真正开端。(2)文艺复兴运动解放了人们的思想，自然科学研究开始摆脱教会的束缚。牛顿力学体系的形成，提出了万有引力定律。以实验为基础，以数学为表达形式的科学研究方法的出现。(3)对于解释和预见物理及天文现象，具有决定性意义。要点归纳经典力学的特征和历史地位及影响1特征：(1)注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。(2)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。(3)研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人们对物质世界的认识
8、在不断深入。2地位和影响：(1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类在认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。(2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，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技术革命，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。我来试试1(2015广州模拟)观察右图，艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律。此图反映了牛顿的力学体系()A还不被人们所接受，人们的思想还被神学禁锢着B使人们彻
9、底摆脱了神学的束缚C具有惊人的科学预见性D有力地冲击了欧洲宗教的“上帝创造宇宙”说【答案】D主题二 相对论和量子论对物理学的发展探究讨论材料一(英国)皇家学会会长汤姆逊致辞说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就。”1921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得十分不易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获诺贝尔奖。吴国盛科学的历程材料二 能量子钻进物体的表面层把它的全部能量给予了单个电子一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面
10、时已经失去了它的一部分能量。此外还必须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P(这是物体的特性值即逸出功)。那些表面上朝着垂直方向被激发的电子，将以最大法线速度离开物体。爱因斯坦文集请分析：(1)材料一为什么说相对论是“最伟大的成就之一”？“相对论始终没有获诺贝尔奖”说明了什么问题？(2)根据材料二回答，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么？在这方面他有何贡献？(3)为什么说相对论和量子论使人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度？【答案】(1)原因：相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性，提出了全新的时空观、运动观和物质观；发展了牛顿力学，将其概括
11、在相对论力学之中，将物理学发展到一个新的高度。问题：相对论脱离人们的正常思维和感受，不被人们理解和接受。(2)理论基础：普朗克于1900年提出的量子假说，量子论宣告诞生。贡献：用量子理论成功解释了光电效应。(3)相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。要点归纳经典力学、量子论和相对论之间的关系经典力学、量子论和相对论是近现代物理学的核心，如何正确理解它们各自的内容以及三者之间的内在联系，是本部分的重点和难点。1牛顿力学的创立改变了自古以来人们的认识论和方法论，为相对论的提出奠定了基础。2量子论和相对论的提出，使人们对物质
12、世界的认识深入到微观世界和宏观世界。相对论反映的是物体高速运动的客观规律，而量子论则是研究微观世界粒子运动规律的科学。量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基本理论框架，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。3相对论是对牛顿力学的继承和发展，否定了牛顿力学的绝对时空观，但并非全盘否定。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，是相对论的一种特例，包含在相对论力学之中。我来试试2 1931年，法国物理学家保罗朗之万曾说：“在我们这一时代的物理学史中，(他)的地位将在最前列因为他对于科学的贡献更深入到人类思想基本概念的结构中。”他评论的这位科学家是()A伽利略 B牛顿C普朗克D爱因斯
13、坦【答案】D3新思维随堂自测基础巩固1爱因斯坦认为：“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。”这主要是因为伽利略()A捍卫了哥白尼日心说 B发现了自由落体定律C发明了天文望远镜 D奠定了实验科学基础【解析】本题考查学生理解分析能力。伽利略的主要贡献是开创了以实验事实为基础的近代科学研究方法。故选D项。【答案】D2中秋节是钱塘潮的最佳观赏期，人山人海，潮起潮落，美丽壮观。苏东坡有千古名句“八月十八潮，壮观天下无”。对于潮汐现象，下列说法正确的是()A可以运用伽利略的自由落体定律来解释B可以用牛顿的经典力学体系来论证C可以用普朗克的量子
14、理论来证明D可以用爱因斯坦的相对论来解释【解析】本题考查学生获取材料和解读信息的能力。由于月球和太阳的引潮力作用，使海洋水面发生周期性涨落的潮汐现象。结合所学可知，牛顿的万有引力定律可对潮汐现象作出科学的解释，故选B项。【答案】B3文艺复兴后，欧洲自然科学在许多领域中的理论研究取得了很多划时代的成果。下列搭配中你认为不正确的是()A伽利略他的发现以及他开始的科学方法，标志着近代科学的形成B牛顿经典力学体系的建立标志着人类认识自然规律的第一次综合C爱因斯坦相对论的提出是物理学思想的一次重大革命D普朗克量子论的创立是物理学发展中的一场革命【解析】牛顿万有引力定律的提出标志近代科学形成。【答案】A4
15、有学者指出：现在美国遗产词典将“科学”定义为“对自然现象的观察、鉴定、描述、实验研究与理论分析”。从本质上来说，这就是伽利略的方法。对该学者这种说法的正确认识是()A我们今天科学研究的具体方法仍然超越不了伽利略B伽利略的贡献在于开创了现代科学研究的基本方法C自从有了伽利略，人类才开始进行科学研究D伽利略已经给“科学”下了精确的定义【解析】伽利略开创了观察和实验的科学研究方法，对后世科学研究产生了重大影响。其他三项说法明显不对。【答案】B5普朗克，1918年获诺贝尔物理学奖，德国科学界领袖，1913年曾亲赴瑞士，礼聘尚是一介书生的爱因斯坦，并称其为“当代哥白尼”。爱因斯坦因此对普朗克执弟子礼。纳
16、粹横行期间，普朗克与大多数德国知识分子一样，对纳粹暴行保持沉默。对此，爱因斯坦表示永不原谅，从此再未与普朗克进行联系。这是因为爱因斯坦()A成就已远远超过普朗克B坚持“吾爱吾师，但吾更爱真理”C已移居美国，联系不便D科学研究繁忙，无暇顾及【解析】由材料所述可知，爱因斯坦是因不满普朗克对纳粹暴行保持沉默，而与之绝交，表现了他坚持真理，敢于向权威挑战。【答案】B6从经典力学到相对论的发展表明()任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现 人类对自然界的认识是随着时代的前进而不断发展的 人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 科学的发展是无止境的A BCD【解析】本题的认识都是正确的，本题选A项。
17、【答案】A同步真题1(2015江苏卷)“科学革命引发了观念形态的革命：宗教神秘主义的面纱和覆盖真相的无知之幕被理性之手撩开一角，传统的权威受到撼动，人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来，重新审视自身的价值和能力。”此处“科学革命”的代表人物是()A牛顿B达尔文C爱因斯坦 D普朗克【解析】从题干材料信息可知，这一“科学革命”挑战了宗教神学的权威，使人类第一次用新的视角认识自然，重新审视自身的价值和能力，符合牛顿经典力学体系的影响，A项正确。【答案】A2(2015四川卷)1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移居美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。悉知该消息时，法国物理学家保罗朗之万评
18、价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。”在此，朗之万()A谴责纳粹德国迫害犹太科学家B担心欧洲大陆的战争威胁日益临近C意识到世界科学中心即将转移D觉察到科学家全球流动为大势所趋【解析】从题干材料看，爱因斯坦作为伟大的科学家，其移居美国的重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样，说明朗之万意识到了世界科学中心即将转移，故C项正确。A、B、D三项都是对材料的错误解读，故排除。【答案】C3(2015福建卷)16、17世纪欧洲学者质疑、改变和放弃了欧洲所继承知识中最神圣化的认识。科学革命的思想巨变使他们重新考察和描述宇宙的性质及其力量。在这里，对宇宙的性质及其力量作
19、出“革命”性描述的理论是()A进化论 B万有引力定律C量子论 D相对论【解析】17世纪牛顿提出的万有引力定律是对宇宙的性质及其力量认识的一大飞跃，故B正确。进化论、量子论和相对论的提出均不符合题干中的时间要求，故A、C、D可排除。【答案】B4(2015重庆卷)1727年春，伏尔泰参加了牛顿的葬礼，随后访问了牛顿的外甥女凯瑟琳并聆听了苹果坠地的故事。该故事通过伏尔泰的著作迅速传遍世界，成为家喻户晓的科学佳话。这则材料可以用来说明()A科学团体推动了欧洲启蒙运动的发展B跨国文化交流促进了科学思想的传播C18世纪早期英国启蒙运动已接近尾声D18世纪早期法国思想自由度逊于英国【解析】法国著名启蒙思想家伏尔泰参加牛顿的葬礼，访问了牛顿的外甥女并聆听了苹果坠地的故事，而伏尔泰又通过著作使苹果坠地的故事传播到世界各地，说明跨国文化交流可以促进科学思想的传播，故选B项。A、C、D三项不能在材料中反映出来，排除。【答案】B5“根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。对于门外汉来说，这些观点通常用不能理解的数学公式解释表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是()A开创了以实验为基础的近代科学B预见海王星存在的准确性C弥补经典力学对时空认识的不足D发现能量辐射的运动原则【答案】C