高中物理：6.6《经典力学的局限性》教案 （新人教版必修2）

用心 爱心 专心 课课 题题6 66 6 经典力学的局限性经典力学的局限性 备课时间备课时间上课时间上课时间总课时数总课时数 知识与知识与 技能技能 知道牛顿运动定律的适用范围 了解经典力学在科学研究和生产技 术中的广泛应用 知道质量与速度的关系 知道高速运动中必须考 虑速度随时间的变化 过程与过程与 方法方法 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性 新的理论会不断完 善和补充旧的理论 人类对科学的认识是无止境的 课程课程 目标目标 情感态度情感态度 与价值观与价值观 通过对牛顿力学适用范围的讨论 使学生知道物理中的结论和规律 一般都有其适用范围 认识知识的变化性和无穷性 培养献身于科 学的时代精神 教学重点教学重点牛顿运动定律的适用范围 教学难点教学难点高速运动的物体 速度和质量之间的关系 教学过程教学过程二次备课二次备课 引入新课 引入新课 自从 17 世纪以来 以牛顿定律为基础的经典力学不断发展 取得 了巨大的成就 经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用 从而证 明了牛顿运动定律的正确性 但是 经典力学也不是万能的 向其它科学一样 它也有一定的适用范围 有自己的局限性 那么经典力学在什么范围内适用呢 有怎样的局限性呢 这节课我们就来了解这方面的知识 进行新课 进行新课 请同学们阅读课文 阅读时考虑下列问题 1 经典力学取得了哪些辉煌的成就 举例说明 2 经典力学在哪些领域不 能适用 能说出为什么吗 举例说明 3 经典力学的适用范围是什么 自己 概括一下 4 相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学 应该怎 样认识 5 怎样理解英国剧作家萧伯纳的话 科学总是从正确走向错误 学生阅读教材 并思考上面的问题 分组讨论 代表发言 学生 A 经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用 在不同参考系中 不能适用 在强引力的情况下 经典的引力理论也是不适用的 学生 B 因为微观粒子 如电子 质子 中子 在运动时不仅具有粒子性 而且还具有波动性 经典力学不能说明这种现象 所以它不再适用 同时在 高速运动领域 由于物体运动速度太快 要导致质量发生变化 而经典力学 认为质量是不变的 所以经典力学在高速运动领域内也不再适用 学生 C 从上面分析知 牛顿运动定律的适用范围是 宏观物体 低速运 动 教师总结 经典力学在微观领域 高速运动的情况下不再适用 那么对这些领 域的问题又应如何研究呢 下面给大家简单介绍一些近代物理知识 从经典力学到相对论的发展 以牛顿运动定律为基础的经典力学中 空间间隔 长度 s 时间 t 和质量 m 这三个物理量都与物体的运动速度无关 一根尺子静止时这样长 当它运动时 还是这样长 一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态 其快慢保持不变 一个物体静止时的质量和运动时的质量一样 这就是经典力学的绝对时空观 到了 19 世纪末 面对高速运动的微观粒子发生的现象 经典力学遇到了困难 在新事物面前 爱因斯坦打破了传统的时空观 于 1905 年发表了题为 论运 用心 爱心 专心 动物体的电动力学 的论文 提出了狭义相对性原理和光速不变原理 创建 了狭义相对论 狭义相对论指出 长度 时间和质量都是随物体的运动速度而 变化的 长度 时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式 l l0 通称尺缩效应 t 钟慢效应 2 2 1 c v 2 2 0 1 c v t m 质 速效应 上式中 各式里的 v 都是物体的运动速度 c 2 2 0 1 c v m 是真空中的光速 l0和 l 分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物 体的长度 t 和 t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间 m0和 m 分 别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量 但是 当宏观物体的运动速度远小于光速时 v c 则上面的一些结果就变 为 l l0 t t0 m m0 因而对于宏观低速运动的物体 使用牛顿定律来处 理问题 还是足够精确的 继狭义相对论之后 1915 年爱因斯坦又建立了广义相对论 指出空间 时 间不可能离开物质而独立存在 空间的结构和性质取决于物质的分布 使人 类对于时间 空间和引力现象的认识大大深化了 狭义相对论 和 广义相 对论 统称为相对论 四 课堂小结 让学生概括总结本节的内容 五 作业 板书设计 一 经典力学的广泛应用 经典力学在两次工业革命中发挥出巨大作用 二 经典力学与狭义相对论 物体的质量随物体的运行速度而变化 物体运动的位移与时间与参考系的选择有关 当物体的速度远小于光速 C 3 108 时两者结论是一致的 三 经典力学与量子力学 微观粒子运动的波动性不能用经典力学来解释 但量子力学能 正确