第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教案3(編輯修改稿)
2025-01-12 00:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 人類認(rèn)識自然找到了一條正確的途徑和方法，因此，現(xiàn)在人們稱伽利略為物理學(xué)之父。正是由于伽利略創(chuàng)立的科學(xué)方法，物理學(xué)研究才走上正確道路。 ② 伽利略在天文學(xué)上的發(fā)現(xiàn)和觀點，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確。 過渡 ： 伽利略是力學(xué)的奠基者，他在世時曾預(yù)言“一門廣博精深的科學(xué)已經(jīng)啟蒙。我在這方面的工作只是它的開始，那些比我更敏銳的人所用的方法與手段將會探索到各個遙遠(yuǎn)的角落?！蹦莻€比他更敏銳的人就是牛頓。 在 伽利略研究的基 礎(chǔ)上，英國科學(xué)家牛頓進(jìn)一步研究，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)體系。 牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué) （ 1）標(biāo)志： 1687年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》， 提出物體運動三大定律和萬有引力定律。 慣性定律、比例定律、作用與反作用相等定律。 （ 2）特點： 以實驗為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。 經(jīng)典力學(xué)最顯著的特征之一就是注重實驗，實驗可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要的結(jié)論。另一個顯著特征是它的數(shù)學(xué)化，這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。 （ 2）意義： ①經(jīng)典力學(xué)體 系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。 ② 經(jīng)典力學(xué)體系 具有科學(xué)性和預(yù)見性 ：牛頓力學(xué)體系對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象具有決定性意義，根據(jù)牛頓力學(xué)體系，人們發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。 【備課資料】天王星和海王星的發(fā)現(xiàn) 18 世紀(jì)以前，人們都以為土星就是太陽系的邊界。隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步，人類對太陽系的認(rèn)識有了突破。 1781 年，英國天文學(xué)家赫舍爾在用望遠(yuǎn)鏡觀察天空時，發(fā)現(xiàn)在土星之外的金牛座群星中有一顆既不像恒星又不是彗星的星星，后來英國天文學(xué)家麥斯克雷弄清楚了它是一顆前所未知的行星，新行星以希臘神話中的薩都恩神（土星以此命名）的父親、天 神烏蘭納斯來命名新行星，中文譯為天王星。其后人們按照當(dāng)時的觀測編制了天王星的運行表。但到了 1830 年，人們發(fā)現(xiàn)它的實際運行情況與運行表所推算的數(shù)值存在著明顯的差別，根據(jù)萬有引力理論，這種“越軌”現(xiàn)象使天文學(xué)家們考慮到在它的附近可能有一顆未知的行星干擾著它的運動，根據(jù)萬有引力定律，人們可以從天王星的行為中推算出這顆未知行星的位置。 1845年 10月，英國劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯首先得出了計算結(jié)果，但未被引起重視。 1846 年 8 月，法國天文學(xué)家勒維烈經(jīng)過自己的計算，公布了這顆未知行星的軌道參數(shù)。三個多星期后，德國天文學(xué)家 加勒根據(jù)勒維烈計算的數(shù)據(jù)果真找到了這顆行星，這就是海王星。海王星的發(fā)現(xiàn)是牛頓力學(xué)在天文學(xué)運用上的偉大勝利，它標(biāo)志著天體力學(xué)已趨于成熟。 經(jīng)典力學(xué)體系的形成對近代科學(xué)的發(fā)展有和影響？ （導(dǎo)與練思維啟迪 1） 【質(zhì)疑與思考】： 以牛頓的理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對正確、無所不能的呢？ 牛頓力學(xué)體系的建立既有巨大的意義，也有其局限之處。經(jīng)典力學(xué)體系建立在日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)之上，認(rèn)為存在絕對靜止和絕對時間，然而，隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，物理學(xué)出現(xiàn)一系列新現(xiàn)象，無法用經(jīng)典力學(xué)來解釋高速運動的微觀粒子發(fā)生的 現(xiàn)象，這使其陷入危機，面臨著挑戰(zhàn)。愛因斯坦的相對論正是在次背景下產(chǎn)生的。 狹義相對論發(fā)表 100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 二、愛恩斯坦創(chuàng)立相對論： 歷史背景： （ 1） 19 世紀(jì)科學(xué)得到了飛速發(fā)展； （ 2）經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中遇到的一些問題，如高速運動的微觀粒子等。 經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，時間和空間與物質(zhì)運動無關(guān)，存在著絕對的靜止和絕對的時間。這與人們的一
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