高考历史一轮选修四专题四杰出的中外科学家.ppt
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1、专题四杰出的中外科学家一、李四光与地质力学一、李四光与地质力学1.1.贡献贡献(1)(1)发现发现第四纪冰川遗迹第四纪冰川遗迹:19211921年年,李四光发现了第四纪冰川李四光发现了第四纪冰川遗迹遗迹,成为中国第四纪冰川地质学和气候学研究上的一个里成为中国第四纪冰川地质学和气候学研究上的一个里程碑。程碑。(2)(2)奠定中国地质力学的基础奠定中国地质力学的基础自自2020世纪世纪2020年代起年代起,先后出版了先后出版了中国地质学中国地质学地质力学地质力学概论概论,创立了地质力学。创立了地质力学。组织实施新中国的地质普查勘探工作组织实施新中国的地质普查勘探工作,发展了新中国的地质发展了新中国
2、的地质事业。事业。李四光用力学研究地壳现象李四光用力学研究地壳现象,创立了创立了“构造体系构造体系”的基本理的基本理论。论。(3)(3)推动中国石油资源的开采推动中国石油资源的开采2020世纪世纪5050年代后期至年代后期至6060年代年代,在李四光理论的指导下在李四光理论的指导下,我国相继我国相继找到找到大庆油田大庆油田、大港油田、胜利油田、华北油田等大型油田、大港油田、胜利油田、华北油田等大型油田,摘掉了中国摘掉了中国“贫油贫油”的帽子。的帽子。2.2.评价评价(1)(1)李四光是我国杰出的李四光是我国杰出的地质学家地质学家、地质力学的创立者和新中、地质力学的创立者和新中国地质事业的开拓者
3、和奠基人。国地质事业的开拓者和奠基人。(2)(2)李四光为我国科技工作者树立了榜样李四光为我国科技工作者树立了榜样,在中国科学史上具有在中国科学史上具有不可替代的位置。不可替代的位置。问题:周恩来为什么称李四光问题:周恩来为什么称李四光“是一面旗帜是一面旗帜”?提示:提示:是因为他早年参加辛亥革命是因为他早年参加辛亥革命,是一位民主主义革命者是一位民主主义革命者,新新中国成立后中国成立后,毅然回国毅然回国,是社会主义事业的建设者是社会主义事业的建设者,是新中国科是新中国科技工作者的典型代表和榜样。技工作者的典型代表和榜样。二、牛顿:宇宙定律的发现者二、牛顿:宇宙定律的发现者1.1.成就成就(1
4、)(1)物理学领域物理学领域发现了发现了万有引力定律万有引力定律,综合并表达了经典力学的三个基本定综合并表达了经典力学的三个基本定律:惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律。律:惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律。16871687年发表年发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理,从而诞生了天体力学。从而诞生了天体力学。“牛顿力学牛顿力学”体系的建立标志着近代科学体系的形成。体系的建立标志着近代科学体系的形成。(2)(2)天文学领域天文学领域用万有引力定律说明力学规律支配天上的星体运动和地面上用万有引力定律说明力学规律支配天上的星体运动和地面上的物体运动。的物体运动。采用数学的方法采
5、用数学的方法,计算和解决天体运动问题。计算和解决天体运动问题。(3)(3)数学领域数学领域发现了二次项定理。发现了二次项定理。创立了创立了微积分微积分,开辟了数学新纪元。开辟了数学新纪元。(4)(4)光学领域光学领域发现白光是由不同颜色的光组成。发现白光是由不同颜色的光组成。制成第一架制成第一架反射望远镜反射望远镜。提出了光的提出了光的“微粒说微粒说”。2.2.评价评价(1)(1)是英国伟大的物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家。是英国伟大的物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家。(2)(2)建立起力学理论体系建立起力学理论体系,成为成为宇宙定律宇宙定律的发现者。的发现者。(3)1689(3
6、)1689年当选为英国议会中的大学代表年当选为英国议会中的大学代表,其后其后,把兴趣由科学把兴趣由科学转向政治、神学等问题。转向政治、神学等问题。三、爱因斯坦追寻空间和时间的本质三、爱因斯坦追寻空间和时间的本质1.1.提出狭义相对论提出狭义相对论(1)(1)标志:标志:19051905年年,论动体的电动力学论动体的电动力学的发表。的发表。(2)(2)内容内容空间、时间、物质和物质运动之间紧密相连空间、时间、物质和物质运动之间紧密相连,不可分割。不可分割。空间和时间在本质上是统一的空间和时间在本质上是统一的,随随物质的运动物质的运动而变化。而变化。(3)(3)影响:震动了物理学界影响:震动了物理
7、学界,使爱因斯坦名扬欧洲。使爱因斯坦名扬欧洲。2.2.提出广义相对论提出广义相对论(1)(1)标志:标志:19161916年发表论文年发表论文广义相对论基础广义相对论基础。(2)(2)内容:万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的内容:万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀引起的。性质不均匀引起的。(3)(3)意义:相对论与意义:相对论与量子理论量子理论构成了现代物理学的两大支柱构成了现代物理学的两大支柱,促促进了物理学的革命性变化。进了物理学的革命性变化。3.3.物理学其他领域物理学其他领域(1)(1)建立起质能关系式建立起质能关系式E=mcE=mc2 2,为原子能的利用
8、提供了理论依据。为原子能的利用提供了理论依据。(2)(2)以量子理论解释以量子理论解释光电效应光电效应、辐射过程、固体比热、辐射过程、固体比热,发展了量发展了量子统计。子统计。(3)1921(3)1921年年,因其因其光子理论光子理论获得诺贝尔物理学奖。获得诺贝尔物理学奖。4.4.为人类和平进步而斗争为人类和平进步而斗争(1)(1)第一次世界大战爆发后第一次世界大战爆发后,公开发表反战宣言。公开发表反战宣言。(2)(2)第二次世界大战中建议第二次世界大战中建议美国美国研制原子武器研制原子武器,后又对原子弹轰后又对原子弹轰炸广岛、长崎表示强烈不满。炸广岛、长崎表示强烈不满。(3)(3)战后战后,
9、为反对核战争和美国国内法西斯主义进行不懈斗争。为反对核战争和美国国内法西斯主义进行不懈斗争。问题问题1 1:牛顿力学体系建立的意义是什么:牛顿力学体系建立的意义是什么?提示:提示:(1)(1)正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律,它把过它把过去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律和天体运动规去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律和天体运动规律概括在一个统一理论中律概括在一个统一理论中,实现了自然科学的第一次理论性的实现了自然科学的第一次理论性的大综合。这是人类对自然界认识的一个飞跃。大综合。这是人类对自然界认识的一个飞跃。(2)(2)是整个物理学
10、和天文学的基础是整个物理学和天文学的基础,也是现代一切机械、土木建也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。筑、交通运输等工程技术的理论基础。问题问题2 2:狭义相对论和牛顿时空观的关系是怎样的:狭义相对论和牛顿时空观的关系是怎样的?提示:提示:(1)(1)牛顿时空观是牛顿时空观是“绝对时间绝对时间”和和“绝对空间绝对空间”的理论。的理论。(2)(2)爱因斯坦创立的爱因斯坦创立的“狭义相对论狭义相对论”则认为时空与运动是相对则认为时空与运动是相对的。的。(3)(3)狭义相对论并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏狭义相对论并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观低速运动和物
11、体运动的客观规律观低速运动和物体运动的客观规律,而狭义相对论反映的是物而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律体高速运动的客观规律,是对牛顿力学的继承和发展。是对牛顿力学的继承和发展。问题问题3 3:狭义相对论和广义相对论影响是什么:狭义相对论和广义相对论影响是什么?提示:提示:(1)(1)狭义相对论的创立狭义相对论的创立,改变了牛顿力学的时空观念改变了牛顿力学的时空观念,揭揭露了物质和能量的相当性露了物质和能量的相当性,为原子能的利用奠定了理论基础为原子能的利用奠定了理论基础,是是近代物理学领域的一次伟大革命。近代物理学领域的一次伟大革命。(2)(2)广义相对论改变了人们对宇宙的认识广义相
12、对论改变了人们对宇宙的认识,在广义相对论的指导在广义相对论的指导下下,天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨蓬勃开展起来。天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨蓬勃开展起来。联系必修联系必修3 3分析近代自然科学产生和发展的原因。分析近代自然科学产生和发展的原因。(1)(1)商品经济的发展和资本主义生产关系产生、发展。商品经济的发展和资本主义生产关系产生、发展。(2)(2)资产阶级民主政治的建立。资产阶级民主政治的建立。(3)(3)思想的解放为近代科技的发展解除了精神枷锁。思想的解放为近代科技的发展解除了精神枷锁。(4)(4)面向现实世界面向现实世界,重视实践、崇尚理性的科研精神蔚然成重视实践、崇尚理
13、性的科研精神蔚然成风风,有利于科学技术的发明和发展。有利于科学技术的发明和发展。主题主题 1 1 李四光和地质力学李四光和地质力学(2012(2012温州模拟温州模拟)阅读下列材料:阅读下列材料:材料一第一次世界大战时期材料一第一次世界大战时期,为了寻找石油为了寻找石油,美国的美孚石油美国的美孚石油公司曾耗资几百万美元在中国西北地区打了公司曾耗资几百万美元在中国西北地区打了7 7口探井口探井,后因收获后因收获甚微而离去。甚微而离去。2020世纪世纪2020年代初年代初,美国斯坦福大学一位教授在中美国斯坦福大学一位教授在中国作了一番地质调查后国作了一番地质调查后,发表文章发表文章,断言:断言:“
14、中国贫油。中国贫油。”材料二材料二19531953年底年底,毛泽东和周恩来把李四光请到中南海毛泽东和周恩来把李四光请到中南海,询问询问中国天然石油的前景如何中国天然石油的前景如何,李四光分析了我国的地质条件李四光分析了我国的地质条件,认为认为中国的陆地一定有石油中国的陆地一定有石油,并指出并指出“美孚的失败美孚的失败,并不能证明中国并不能证明中国没有石油可采没有石油可采”。探究探究1 1:材料二中:材料二中,毛泽东和周恩来把李四光请到中南海询问中毛泽东和周恩来把李四光请到中南海询问中国天然石油前景的背景是什么国天然石油前景的背景是什么?提示:提示:背景:新中国成立初期背景:新中国成立初期,石油
15、严重短缺;国民经济恢复石油严重短缺;国民经济恢复后开始工业化建设后开始工业化建设,使国家对石油的需求越来越大。使国家对石油的需求越来越大。探究探究2 2:李四光认为中国的陆地一定有石油的理论依据是什么:李四光认为中国的陆地一定有石油的理论依据是什么?结合史实说明李四光观点的正确性。结合史实说明李四光观点的正确性。提示:提示:他创立的地质力学理论。史实:根据李四光的地质力学他创立的地质力学理论。史实:根据李四光的地质力学理论理论,从从2020世纪世纪5050年代后期至年代后期至6060年代年代,地质部门、勘探部门经过地质部门、勘探部门经过共同努力共同努力,相继找到了大庆、胜利、华北等大油田相继找
16、到了大庆、胜利、华北等大油田,在国家建设在国家建设急需能源的时候摘掉了中国急需能源的时候摘掉了中国“贫油贫油”的帽子。的帽子。材料三李四光地质科学奖是为纪念李四光对我国科学事业和材料三李四光地质科学奖是为纪念李四光对我国科学事业和地质事业的巨大贡献而设立的地质事业的巨大贡献而设立的,旨在继承和发扬他从国家建设旨在继承和发扬他从国家建设需要出发需要出发,积极从事科学、技术和教育实践积极从事科学、技术和教育实践,不断开拓创新不断开拓创新,勇勇于攀登科学高峰的精神和爱国主义精神于攀登科学高峰的精神和爱国主义精神,鼓励广大地质工作者鼓励广大地质工作者为社会主义现代化建设和科技进步多做贡献。李四光地质科
17、学为社会主义现代化建设和科技进步多做贡献。李四光地质科学奖每两年评选一次。奖每两年评选一次。中国科学院网站中国科学院网站探究探究3 3:依据材料说明我国为什么要设立李四光地质科学奖:依据材料说明我国为什么要设立李四光地质科学奖?提示:提示:是为了纪念李四光对我国科学事业和地质事业的巨大贡是为了纪念李四光对我国科学事业和地质事业的巨大贡献献,旨在继承和发扬他从国家建设需要出发旨在继承和发扬他从国家建设需要出发,积极从事科学、技积极从事科学、技术和教育实践术和教育实践,不断开拓创新不断开拓创新,勇于攀登科学高峰的精神和爱国勇于攀登科学高峰的精神和爱国主义精神主义精神,鼓励广大地质工作者为社会主义现
18、代化建设和科技鼓励广大地质工作者为社会主义现代化建设和科技进步多做贡献。进步多做贡献。李四光创立地质力学理论的原因李四光创立地质力学理论的原因1.1.李四光两度出国留学。获得有关地质方面的丰富理论知李四光两度出国留学。获得有关地质方面的丰富理论知识。识。2.2.担任中央研究院地质研究所所长并且被选为中国地质学担任中央研究院地质研究所所长并且被选为中国地质学会会长会会长,多次赴欧美讲学、参加学术会议和考察地质构造多次赴欧美讲学、参加学术会议和考察地质构造,开阔开阔了眼界。了眼界。3.3.李四光为中国地质科学事业的发展不辞艰辛、呕心沥血。李四光为中国地质科学事业的发展不辞艰辛、呕心沥血。他从事科研
19、他从事科研,不依赖洋人不依赖洋人,不迷信权威。不迷信权威。4.4.对第四纪冰川的深入研究为研究地质构造提供了重要依对第四纪冰川的深入研究为研究地质构造提供了重要依据。据。5.5.李四光运用力学的观点李四光运用力学的观点,对中国和东亚的地质结构进行对中国和东亚的地质结构进行了系统的研究了系统的研究,先后发表了一系列著作先后发表了一系列著作,创立了地质力学理论。创立了地质力学理论。主题主题 2 2牛顿和爱因斯坦牛顿和爱因斯坦材料一正是在物理学领域材料一正是在物理学领域,牛顿进行了最有意义的研究。在牛顿进行了最有意义的研究。在这方面这方面,他以伽利略的研究为基础他以伽利略的研究为基础,将后者的成果发
20、展到辉煌的将后者的成果发展到辉煌的顶点。伽利略主要关心的是地球的运动。牛顿则发现了有关宇顶点。伽利略主要关心的是地球的运动。牛顿则发现了有关宇宙本身的定律。宙本身的定律。材料二伽利略发现材料二伽利略发现,运动中的物体若无一定的外力使它转向运动中的物体若无一定的外力使它转向,便做匀速直线运动:这一发现要求人们必须能解释:为什么行便做匀速直线运动:这一发现要求人们必须能解释:为什么行星不以直线飞离星不以直线飞离,而趋于落向太阳而趋于落向太阳,结果形成其椭圆形的运行轨结果形成其椭圆形的运行轨道;为什么月亮同样地趋于落向地球。道;为什么月亮同样地趋于落向地球。探究探究1 1:根据材料一、二:根据材料一
21、、二,概括指出牛顿经典力学诞生的客观条概括指出牛顿经典力学诞生的客观条件。件。提示:提示:前人的科研成果;科技自身发展的要求。前人的科研成果;科技自身发展的要求。探究探究2 2:牛顿物理分析方法的特征是什么:牛顿物理分析方法的特征是什么?提示:提示:利用数学作完整的推演;注重实验。利用数学作完整的推演;注重实验。材料三材料三19211921年年,爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得相爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得相当不易。当时当不易。当时,有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说,如果给相如果给相对论授奖对论授奖,他们就要退回已获的奖章他们就要退回已获的奖章,结果评选委员
22、会找到了一结果评选委员会找到了一个办法个办法,让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖,相对论相对论始终没有获得诺贝尔奖。始终没有获得诺贝尔奖。吴国盛吴国盛科学的历程科学的历程探究探究3 3:结合材料分析:结合材料分析,应如何看待应如何看待19211921年爱因斯坦获诺贝尔奖年爱因斯坦获诺贝尔奖时所发生的事情。时所发生的事情。提示:提示:这一事件说明人们对任何一种新生事物的认识都是一个这一事件说明人们对任何一种新生事物的认识都是一个极其艰难的过程极其艰难的过程,即使在以尊重真理为最高准则的科学界也不即使在以尊重真理为最高准则的科学界也不例外例外,这一事件
23、也进一步映衬了爱因斯坦敢于打破权威、勇于这一事件也进一步映衬了爱因斯坦敢于打破权威、勇于探索和坚持真理的科学精神。探索和坚持真理的科学精神。一、牛顿力学体系的主要内容及建立的意义一、牛顿力学体系的主要内容及建立的意义1.1.主要内容主要内容牛顿最重要的科学贡献是建立了经典力学的完整体系牛顿最重要的科学贡献是建立了经典力学的完整体系,被被称为牛顿力学。称为牛顿力学。1684168616841686年牛顿写成了科学巨著年牛顿写成了科学巨著自然哲学自然哲学的数学原理的数学原理,在天文学家哈雷的资助下于在天文学家哈雷的资助下于16871687年出版。牛顿年出版。牛顿在这一著作中在这一著作中,系统地阐述
24、了力学的三大定律和万有引力定律系统地阐述了力学的三大定律和万有引力定律,概括了物体机械运动的基本规律。概括了物体机械运动的基本规律。(1)(1)牛顿第一定律牛顿第一定律,又称惯性定律:一切物体在不受外力作又称惯性定律:一切物体在不受外力作用时用时,总是保持匀速直线运动或静止状态总是保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改直到有外力迫使它改变这种状态为止。变这种状态为止。(2)(2)牛顿第二定律牛顿第二定律,又称加速定律:物体运动的加速度与作又称加速定律:物体运动的加速度与作用于物体上所有外力的合力成正比用于物体上所有外力的合力成正比,与物体的质量成反比与物体的质量成反比,加速加速度的方向
25、与外合力的方向相同。度的方向与外合力的方向相同。(3)(3)牛顿第三定律牛顿第三定律,又称作用反作用定律:两个物体间的作又称作用反作用定律:两个物体间的作用力和反作用力总是在同一直线上用力和反作用力总是在同一直线上,大小相等大小相等,方向相反。方向相反。(4)(4)万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。它是牛顿万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。它是牛顿在当时天文学和力学成就的基础上在当时天文学和力学成就的基础上,主要是根据开普勒三定律、主要是根据开普勒三定律、落体运动规律和牛顿第二定律等落体运动规律和牛顿第二定律等,对天体的运动和地面上物体对天体的运动和地面上物体的运动的运动,进行长期观察
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