物理学的重大进展课标要求：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；知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。导入：
上个月就，天津大学校长李家俊精心剪下“牛顿苹果树”的一根枝条，该枝条经过冷藏、嫁接、培育后，将在天津大学新校区落地生根。8年前，天
津大学原校长，也就是现任的南开大学校长龚克从牛顿的故居引进了“牛顿苹果树”枝条，而后将其栽植于天津大学老校区内。今天，我们不出国门
，也能见到嫡传的“牛顿苹果树”。一棵普通的苹果树为什么值得人们如此大的关注呢？据说三百年前，牛顿也正是被苹果砸中了脑袋才发现了万有
引力的，取得了物理学上的重大突破。今天，就让我们一起来回首三百多年的物理学重大进程。请同学们打开教材，阅读教材55页第1自然段的内
容。教师板书本课题目。说到牛顿，大家对他的第一印象是什么？学生回答。我们不妨来看一下他的生平。材料：牛顿1642年伽利略逝世的这
一年出生，只有三磅重；喜欢别出心裁的做些小工具、小技巧、小发明、小实验。26岁担任剑桥大学教授；29岁被接纳为皇家学会会员；60
岁当选为皇家学会主席并担任了24年,62岁受封为爵士。1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞辰300周年，对牛顿的一生做出了如下的评价，
他说：“只有把他的一生看做是为真理而斗争的舞台才能理解他。”看样子牛顿确实很牛。那么牛顿是怎样评价自己的呢？请大家看一段材料。材料
一：我不知道世人是对我是怎样看的，不过我只觉得自己好像是在一个海滨玩耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的石头，但真理的大海，我还没有发现。
——[英]牛顿（1）结合教材第一子目，指出牛顿捡到了哪些美丽的石头？看来牛顿很谦虚，戒骄戒躁。学生作答（1687年，《
自然哲学的数学原理》，提出了物体运动三大定律和万有引力定律）。形成了一个以实验为基础，以数学为表达方式的牛顿力学体系，即经典力学。
三大定律分别是牛顿第一定律，也就做惯性定律，加速度定律和作用与反作用定律。今天，老师就给大家举个例子，请看实验。大家会发现，摩擦力
越小，小车运动得越远。如果没有摩擦力呢？小车就会一直运动下去。这就说明了即使小车没有受力，它还是照样运动。这就是牛顿第一定律：力不
是维持物体运动的原因，只是改变物体运动的原因。牛顿第一定律并不能用实验证明，因为我们不可能保证平面绝对光滑，而是在实验的基础上，通
过观察、推理、归纳得出来的。这恰恰是科学家丰富的想象力和科学分析相结合的伟大之处，他们透过现象抓住了问题的本质。历史的奇妙之处往
往就在偶然的时候创造奇迹。牛顿被苹果树砸中了脑袋，他才发现了万有引力定律。假如你被苹果树上掉下的苹果砸中了脑袋，你会发现万有引力定
律吗？为什么？学生作答。用牛顿自己的话说，他之所以站得高，看得远，是因为他站在巨人的肩膀上。当然这里面有牛顿谦虚的成分，我想问同学
们，牛顿指的巨人是谁？学生：伽利略，还有吗？学生：亚里士多德。亚里士多德，同学们在第5课，西方人文主义思想的起源中学过。他提出了
一个著名的口号“吾爱吾师、吾更爱真理”。亚里士多德被称为古希腊最博学的人。他认为力是维持物体运动状态的原因。我给了粉笔盒一个推力，
它就运动，否则，它静止。此外，他还认为物体下落的速度与物体的质量成正比。亚里士多德的观点影响了西方一千多年，西方人深信不疑。虽然，
亚里士多德的观点有很多不足之处，但毕竟他认识到了力与物体的运动存在着关系，为伽利略的继续研究指明了方向。伽利略为什么能够发现亚里士
多德错误呢？学生作答。文艺复兴运动不仅发现了人的价值，也发现了世界，首先在天文学领域发生了革命，训练了人的思维，那就是未经检验的东
西就不是真理。通过两个铁球同时落地实验和理想实验都证伪了亚里士多的观点。此外，请看资料回放，伽利略利用自制的望远镜，发现了许多用肉
眼无法看见的星体，如太阳黑子、月球上的陨石坑等等。证明了哥白尼的“日心说”，否定了教会的“地心说”。虽然被判终身监禁，但他还是被称
为具有近代科学精神的第一人。为什么？因为，他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，为经典力学的创立和发展奠定了基础。
什么是近代科学？简单地说，就是以实验观察为依据，并以数学加以精确的科学。它使经验上升到理论。那么近代科学革命是怎么产生的呢？我们
来看两段材料，请同学们根据材料归纳出近代科学革命发生的原因。大家需要注意材料中的关键词。材料二：圣经神话成为构成宇宙体系的依据。
随着资本主义经济的发展、文艺复兴和宗教改革运动的开展，欧洲的先哲们从怀疑教会推崇的“地心说”开始，首先在天文学领域对教会的神学世界
观发起了猛烈的冲击，他们通过观察和实验，提出了许多新的理论，从而促使了近代物理学的产生和发展。材料三：远洋贸易引发了对造船业和航
海业的巨大需求……天文学也由于明显的实用价值而得到认真的研究。……1662年英王查理二世颁发特许状，成立了“伦敦皇家自然知识促进
会”。依据材料二、材料三归纳科学革命产生的原因？答案：经济发展、思想解放、科学精神与方法和制度保障。这就是牛顿经典力学发生的
背景。那经典力学有什么影响呢？请看三段材料。材料四：三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下
？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。——《大国崛起》解说词
材料五：“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”
——《大国崛起》解说词材料六：“牛顿系统解决了力学问题，为之后的机器设计作出了伟大的贡献。”答案：科学（天上地下有统一规律）、
思想（启蒙运动）、经济（第一次工业革命）。狭义相对论发表110周年，全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论
对人类生活的巨大改变。相对论从何而来呢？经典力学认为，时间和空间与物质运动无关，存在着绝对的时空观。但是，随着物理学的发展，经典
力学面临着很大的挑战。大家请阅读教材第55页最后一段的内容，了解相对论的内容。学生作答。相对论很难理解，请看56页学思之窗。狭义相
对论—钟慢效应和尺缩效应。后来，美国物理学家用实验证明了相对论的正确性。《自然》记载：美国物理学家用实验证明，住在楼上的人要比他
楼下的邻居老得快，因为时间在高处比在低处流逝得快。于是他们得出一个有趣的结论：人在地球上所处的位置越高，人老得越快。这再次验证了相
对论的正确性。在我们现实生活中的穿越剧也体现了爱因斯坦的相对论理念。材料七：美国《时代》周刊将爱因斯坦评为“世纪人物”，认为
相对论不仅揭开了原子和宇宙的秘密，而且对社会和文化也产生了深远影响：“相对论间接地为道德、艺术和政治方面的新相对主义铺平了道路。”
自然科学、社会文化等多角度理解相对论的影响，以突破难点。如果我们说相对论完善的是牛顿经典力学，那么量子论则发现了微观世界。19世纪
经典物理学达到巅峰状态，在人们心中已近乎达到完美的程度。普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”老师：“年轻人，物
理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”但是，普朗克毅然全身心投入到物理学的研究中。从
这段对话中可以感受到普朗克的什么精神？学生：敢于挑战，勇于执着的科学精神。科学的发展过程就是不断突破权威、不断探索创新的过程，也需
要忍受孤独和寂寞。学生自主学习量子论的标志，内容和意义。量子论使物理学研究从宏观世界深入到了微观世界。播放苹果手机的视频，学生讲述对苹果产品的生活体验。科技改变了人们的生活、改变了人类、改变了世界。结合所学知识，分析牛顿、爱因斯坦等科学家取得重大成就的原因？学生作答。时势造英雄，科学家的出现抓住了时代的脉搏，正是有了他们物理学取得了重大进展，使得科技改变了人们的生活、改变了人类、改变了世界。这就是物理学的神奇魅力。 |
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