第11課 物理學的重大進展教學案
伽利略的研究表明，外力并不是維持運動狀態的原因，而只是改變運動狀態的原因。這是對古希臘哲學家亞里士多德以來有關運動觀念的重大變革，為經典力學的建立奠定基礎。
2.對天文學發展的重大貢獻
他是利用望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人。他用自己制造的望遠鏡發現月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說的月球表面是光滑的；木星有四顆衛星，很相似于行星繞著太陽轉，他看到銀河是由無數恒星組成的，還觀察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現象。
1632年伽利略出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。他的這些發現和觀點，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學說的正確，對哥白尼學說的傳播和天文學的發展做出了重要貢獻。
他的發現以及他開始的科學研究方法，是人類思想史上偉大的成就之一，標志著物理學的真正開端。
二、經典力學的建立
1.經典力學建立的標志
17～18世紀，近代自然科學中突出發展起來的是經典力學，又稱牛頓力學。
提問：在經典力學領域中，最重要的成就是什么？
物體機械運動的三大定律和萬有引力定律的發現，這些成就構成了經典力學的基本內容。物體機械運動的三大定律和萬有引力定律的發現也是經典力學建立的標志。
1687年，他出版了《自然哲學的數學原理》，在該書中他首先給力學的基本要領如質量、動量、慣性、力及向心力下了定義。指出物體引力與彼此吸引的物體的質量體積成正比，而與兩物體間距離的平方成反比。此外，牛頓還確立了著名的運動三定律，即慣性定律、比例定律（即加速度與力成正比）、作用和反作用相等定律。牛頓力學把天上和地上的運動統一起來，把萬有引力定律和運動三定律視為宇宙間一切力學運動有普遍規律，從力學的角度證明了自然界的統一性，實現了人類自然界認識的第一次綜合。
2.經典力學的顯著特征及影響
經典力學是人類對自然規律第一次進行的理論性概括和總結，它形成了一個以實驗為基礎、以數學為表達形式的牛頓力學體系。最顯著的特征之一就是注重實驗，另一個顯著特征是它的數學化。
提問：經典力學主要影響有哪些？預見性和標志著近代科學的形成。
海王星和冥王星的發現是經典力學預見性的主要體現。經典力學最顯著的特征之一就是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間內在的邏輯聯系，并由此得出重要的結論。另一個顯著特征是它的數學化，這種數學化的根源是自然內在的數學關系。自然的數學結構是近代科學的先驅們深信不疑的真理。經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。
牛頓三大運動定律和萬有引力定律建立后，光學、電磁學等與力學的進一步統一，大大推動了物理學的發展。但是牛頓力學體系本身還有不完善之處，隨著科學的發展需要新的科學來解釋。于是在19世紀末20世紀初物理學發展的新階段即物理學界出現了一種嶄新的革命性的理論──相對論。
三、從經典力學到相對論
1.愛因斯坦與相對論的提出
x射線、放射性和電子的發現是19世紀末物理學界的重大事件。經典物理學所研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發現所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。以量子論和相對論的建立為標志的物理學革命，為物理學開辟了新天地。