第20课 20世纪科学巨匠爱因斯坦教学案

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第20课 20世纪科学巨匠爱因斯坦教学案

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文 章来源
莲山 课件 w w w.5Y k J.C om

 
 
清单一 对现代物理学的贡献
 相对论 

1.原因
(1)从小对几何兴趣深厚,大学时候广泛阅读物理学大师的著作,对物理学兴趣与日俱增。
(2)工作后利用业余时间继续研究物理学。
2.提出
1905年,提出狭义相对论,后又建立广义相对论。
3.意义
(1)解决了经典物理学的难题,改变了人们对宇宙的看法。
(2)揭示了时空、物质、运动和引力之间的统一性,奠定了系统、科学的物质观和时空观。
(3)与量子理论一起构成了现代物理学的两大支柱,对其他学科产生了历史性的影响。
(4)揭示出人类可以将物质的部分质量直接转化为巨大的能量,扩展了物理学的应用领域。
[深化认知]
爱因斯坦揭示出人类可以将物质的部分质量直接转化为巨大的能量,即E=mc2公式,为人类利用核能提供了理论依据。基于这一理论,后来人们发明了原子弹等各种核弹;同时和平利用核能的核电站等也迅速发展起来。
 
清单二 对世界和平的贡献
 和平捍卫者 

1.一战期间
多次表明坚定的反战立场,参与发起反战团体“新祖国同盟”。
2.二战前
成为德国纳粹分子的迫害对象,移居美国。
3.50年代
“冷战”加剧,与罗素联合发表《罗素—爱因斯坦宣言》,反对核战争,呼吁世界和平。
[深化认知]
爱因斯坦在科学上做出了杰出贡献;具有强烈的正义感、社会责任感和科学良心。他的理论对人类开发核能提供可能,人们也据此造出核武器。爱因斯坦深刻认识到科学这把“双刃剑”的威力,并对此作出反思,积极投身反对核战争的运动。

清单三 其它
 爱好音乐的人与科学巨匠的遗言 

1.简单生活
把自己看做一个平凡的人,一直过着简朴的生活。
2.高尚的品格
为人善良、纯朴,对人谦逊。他的伟大人格赢得了世人的尊重。
3.音乐爱好者
爱因斯坦从小就学习小提琴,爱好音乐,古典音乐一直是他生活中的伴侣。
4.看淡荣誉
爱因斯坦获得了许多奖励,但他从来没有把这些荣誉看得很重。他去世前把自己在普林斯顿的房子给了秘书,并留下遗言:“不许把这房子变成博物馆。”
[深化认知]
爱因斯坦崇高的人生品格表现在:乐于奉献的精神,对社会有崇高的责任感;忧他人之忧,乐他人之乐,淡泊名利;生活节俭,热爱生活,挚爱人类。评价爱因斯坦,既要看到他对人类做出的巨大贡献,还要看到他人格的魅力。
                                
 

探究点 牛顿经典力学与爱因斯坦相对论的关系 

[史料探究]
材料一 爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一,也许就是最伟大的成就,它不是发现一个孤岛,而是发现了新的科学思想的新大陆。
——英国皇家学会会长汤姆逊
材料二 在我们这一时代的物理学家中,爱因斯坦将位于最前列。他现在是,将来也还是人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星。很难说,他究竟是同牛顿一样伟大,还是比牛顿更伟大;不过,可以肯定的是,他的伟大是可以同牛顿相比拟的。按照我的见解,他也许比牛顿更伟大,因为他对于科学的贡献,更加深刻地进入了人类思想基本概念的结构中。
——法国物理学家朗之万
(1)爱因斯坦的相对论包括哪些?如何理解爱因斯坦的“伟大是可以同牛顿相比拟的”?
[答案] 包括狭义相对论和广义相对论。理解:相对论解决了经典物理学的难题,改变了人们对宇宙的看法;揭示了时空、物质、运动和引力之间的统一性,奠定了系统、科学的物质观和时空观;成为现代物理学的两大支柱之一,对其他学科产生了历史性的影响。爱因斯坦因此成为继牛顿之后最伟大的科学家。
(2)相对论的出现是否意味着牛顿的经典力学彻底失去其存在价值?
[答案] 不是。相对论反映的是物体高速运动的客观规律,而牛顿力学反映的则是宏观物体低速运动的客观规律,相对论并不是对经典力学的全盘否定,而是对它的继承、完善和发展,经典力学至今仍然具有存在价值。
[结论形成]
牛顿经典力学与爱因斯坦相对论的关系
 
(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律,把时间与空间看做是绝对不变的,这些定律有一个适用的前提,即物体运动是在低速情况下发生的。
(2)爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观,指出时间和空间随着物质的运动而变化,物质质量随着运动速度的增加而增大。爱因斯坦还提出质能转化原理,即E=mc2公式,加深了人们对物质和运动的认识。
(3)但并不是说,牛顿在历史上的光辉被相对论抹掉了,而是相对论发展了牛顿力学,把牛顿力学概括在相对论力学之中,牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例,在我们日常生活中仍发挥重要作用。
 

一、选择题(每小题4分,共24分)
1.菲利普—费尔南德兹—阿迈斯托在评价某科学家时指出:在他的宇宙里,“每一种现象都是带有欺骗性。物质和能量可以相互转换,双胞胎以不同的速度衰老,平行线可以交叉,光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是(  )
A.伽利略        B.达尔文
C.牛顿  D.爱因斯坦
解析:选D 材料反映出这位科学家的理论与人们的日常经验不一致,很明显这位科学家是爱因斯坦,故答案为D。
2.1919年11月7日,历来谨慎的英国《泰晤士报》出现醒目的标题文章:《科学中的革命》,两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”,爱因斯坦迅速成为万人敬仰的科学英雄。促成这一现象的原因最可能是(  )
A.狭义相对论的提出,改变了牛顿力学的时空观念
B.广义相对论第一次提出了思维时空和物质分布相联系的思想
C.光量子假说的提出,解决了经典力学无法解决的光电效应
D.英国天文学家通过天文观测证实爱因斯坦的光线弯曲预言
解析:选D 狭义相对论的提出是1905年,广义相对论是1915年,故A、B两项错误,1905年,提出了光量子假说,解决了经典物理学无法解释的光电效应,故C项错误;1919年11月6日召开的英国皇家天文学会和皇家学会联合举行的大会上天文学家罗伊尔的一项宣布:“星光确实按照爱因斯坦引力理论的预言发生偏折”,故D项正确。
3.普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就:“这个原理在物理世界观上所引起的革命,只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是(  )
A.相对论        B.日心说
C.量子假说  D.万有引力定律
解析:选A 材料说明爱因斯坦的成就是划时代的成就,为人类社会做出了重大的贡献,由此可推断这是爱因斯坦提出的最重要的理论——相对论。
4.爱因斯坦1931年2月16日在美国加利福尼亚理工学院的演讲中指出:“你们只懂得应用科学本身是不够的,关心人的本身,应当始终成为一切技术在奋斗的主要目标……用以保证我们科学思想的成果会造福于人类,而不致成为祸害。”你认为,下列对此言论理解最准确的是(  )
A.科学工作者必须懂得“科学是一柄双刃剑”
B.从事科学工作的人必须关注人类本身的身心发展
C.学校的科学教育必须坚持以关心人的福祸为出发点
D.科学工作者必须坚持用科学造福于人类
解析:选D “用以保证我们科学思想的成果会造福于人类,而不致成为祸害”可见爱因斯坦认为科学工作者必须坚持用科学造福于人类,故D项正确;因为“科学是一柄双刃剑”,所以爱因斯坦认为有良知的科学工作者必须使科学造福人类而不是带来灾难,故A项错误;B项不是材料的核心意思,故B项错误;爱因斯坦的此言论并没有直接涉及教育问题,故D项错误。
5.爱因斯坦曾经说过:“大多数人都以为是才智成就了科学家,他们错了,是品格。”下列名言与这段话含义一致的是(  )
A.万物并育而不相害,道并行而不相悖
B.不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层
C.时进则进,时退则退,动静不失其时
D.才者,德之资也;德者,才之帅也
解析:选D 爱因斯坦强调“品格”的重要性,因此与之相符的选项为D。
6.爱因斯坦说:“人只有献身社会,才能找出那短暂而有风险的生命的意义。”这句名言表明(  )
①人生价值的实现必须有良好的社会环境 ②人生价值的实现需要发挥主观能动性 ③要实现社会价值必须先实现自我价值 ④人的自我价值和社会价值是统一的
A.②④  B.③④
C.①③  D.①②
解析:选A 本题考查人与社会的关系问题,根据所学知识,可以判断②④正确。
二、非选择题(第7题10分,第8题16分,共26分)
7.阅读下列材料,回答问题。
材料一 1945年夏天,美国先后在日本的广岛和长崎投下了两颗原子弹。“广岛已成焦土!长崎将成死城!”——耸人听闻的大标题,出现在报纸上。有人开始把爱因斯坦叫做“原子弹之父”,因为他写给罗斯福总统的那封信,开启了原子弹的研究和制造之路。
 
材料二 当E=mc2第一次活生生地呈现在全世界面前时,是沾着鲜血、蒙受着耻辱的。轰隆一声巨响,天空中出现一个大火球,它比1 000个太阳还要热、还要亮。这1 000个太阳,没有给人世间带来温暖和光明,却在世界上投下了1 000个阴影。
材料三 爱因斯坦为之感到痛苦,他觉得,这是他平生最大的错误,他开始为防止核战争而努力。后来,当原子能广泛地应用于人类生活中时,它也成为一位伟大科学家对人类做出重大贡献的标志。
你从这三则材料可以得出什么结论?你怎样看待这个结论?(10分)
解析:本题属探究性题目。解题关键是根据题目设问,灵活地运用知识来回答。
答案:结论:科学是一把双刃剑,可以造福人类,推动社会进步,但如果运用不当也会带来负面效应。看待:科学成果能否发挥其积极作用,关键在于运用它的人;我们应充分发挥科技推动人类进步的一面,防止和避免其危害人类的一面。
8. 阅读下列材料,回答问题。
材料一  现在拥有的破坏性武器使地球上不存在任何一块可以免于突然性的总毁灭的地方。逃脱这一命运的唯一希望在于通过超国家的方式来确保和平。必须创建
一个能够通过司法仲裁解决国家间冲突的世界政府。这个政府必须建立在所有政府与国家都一致同意的含义明确的宪章基础上,并由该宪章赋予其对进攻性武器的唯一处置权。
——爱因斯坦《迈向一个世界政府》(1946)
材料二 参加第二届联合国大会的五十五国政府的代表无疑会意识到这样一个事实:最近两年之中——从取得对轴心国势力的胜利开始——在阻止战争方面,或是在就控制原子能以及在为重建遭受毁坏地区进行经济合作达成协议的方面,都没有取得明显的进展。
联合国不应因这些而受到谴责。任何一个国际组织所具有的力量都不会比宪章赋予它的势力更强大,也不会比它的成员国对它所希望的更强大。事实上,只要世界各国人民和政府意识到联合国仅仅是达到最终目标——确立为保持和平而被赋予充分的立法权和行政权的超国家的权威——的过渡组织,联合国就是一个极其重要和有用的机构了。
——爱因斯坦《致联合国大会的公开信》(1947)
(1)据材料,概括爱因斯坦对当时世界形势的认识及解决办法。(10分)
(2)结合材料谈谈你对爱因斯坦的认识。(6分)
解析:本题考查爱因斯坦维护和平的知识。第(1)问联系二战后美苏“冷战”导致世界军事的紧张等内容回答,依据材料归纳出“通过超国家”的方式解决的办法。第(2)问从爱因斯坦爱好和平的角度进行阐述。
答案:(1)形势:世界面临(破坏性)核武器的威胁;当时的联合国不具备实现国际安全的军事力量与法律基础。办法:在联合国框架基础上,建立一个世界政府。(或由联合国过渡到世界政府)
(2)是一位反战和平的倡导者;是一位敏锐的、持批评态度的观察者;关注时事并提出积极构想。

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