第一節 近代物理學的奠基人和革命者教案
第一節 近代物理學的奠基人和革命者教案
知識與能力
知道經典力學的主要內容；伽利略、牛頓對經典力學建立的主要貢獻；認識經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內容；了解愛因斯坦建立相對論和光的量子理論、普朗克提出量子假說等史實；認識相對論、量子論提出的意義。
過程與方法
學會運用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實驗法等來學習了解近代物理學的相關問題。
情感、態度與價值觀
感受伽利略、愛因斯坦等科學家不迷信權威、為科學而不斷探索創新的進取精神。
教學重點：伽利略對物理學發展的重大貢獻；牛頓經典力學的建立；量子論的誕生；相對論的提出。
教學難點：如何理解物理學各階段發展的原因？
一、經典力學體系
1、背景
文藝復興運動使科學從神學的桎梏中被解放出來，近代科學誕生。
伽利略對亞里士多德力學觀的否定
(1)亞里士多德的學說
亞里士多德的力學觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。如：“推箱子”的例子
(2)伽利略的貢獻——創立了自由落體定律
2、創立 《自然哲學的數學原理》
基本理論：牛頓力學三定律(慣性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律)、萬有引力定律
影響意義
理論的綜合：牛頓力學體系對自然界的力學現象做出了系統、合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。
實踐的驗證：根據萬有引力定律，人們準確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據這一定律，人們還發現了海王星、冥王星。
二、現代物理學理論的發展
1、量子力學
背景
19世紀末20世紀初，電子和放射性的發現，促進人們對物質的認識深入到了原子內部。但大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規律進行描述。這就需要人們對微觀世界開展研究。
概況
誕生：19xx年，德國物理學家普朗克提出了量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。
發展：19xx年，愛因斯坦提出了光具有波粒二象性的結論，1923年，法國物理學家德布羅意又提出物質波理論。
成熟：在這個基礎上，奧地利、德國的物理學家建立了量子力學。
意義
量子理論彌補了經典物理學在微觀的粒子世界方面認識的空缺，把人類對客觀規律的認識從宏觀世界推進到微觀世界，改變了人們看世界的角度和方式；量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統觀念，使物理學乃至整個自然科學的觀念都發生了重大變革。
2、相對論
(1)狹義相對論
創立：19xx年，愛因斯坦發表了《論動體的電動力學》，創立了狹義相對論。
內容：時間和空間都與物質運動有關；時間和空間隨著物質運動速度的變化而變化。
意義：否認了牛頓力學的絕對時空觀；繼承和發展了牛頓力學；奠定了利用原子能的理論基礎。
愛因斯坦的狹義相對論是建立在兩個基本假設基礎之上的。第一個假設是相對性原理，即物體運動狀態的改變與選擇任何一個參照系無關；第二個假設是光速不變原理，即對任何一個參照系而言，光速都是相同的。從兩個基本假設出發，愛因斯坦得出如下新的結論：運動物體在運動方向上長度縮短；運動著的時鐘要變慢；任何物體的運動速度都不可能超過光速；同時性是相對的，在一個慣性系中同時發生的事情，在另一個運動著的慣性系中測量便不是同時發生的；如果物質速度比光速小得多，相對論力學就變為牛頓力學，比起牛頓力學來，相對論力學具有更普遍的意義。物體的能量等于物體的慣性質量乘以光速的平方。