《經(jīng)典力學(xué)的限性》學(xué)設(shè)計【標(biāo)析1通過實例，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價值與意義，認(rèn)識經(jīng)典力學(xué)的實用范圍和局限性。2初步了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀，知道相對論對人類認(rèn)識世界的影響。3初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人類對于物質(zhì)世界的認(rèn)識?！静奈?.教材的地位和作用《經(jīng)典力學(xué)的局限性》是人教版、物理必修二、第六章第六節(jié)的內(nèi)容，是第六章的最后一節(jié)是學(xué)習(xí)完經(jīng)典力學(xué)以后所做的介紹性質(zhì)內(nèi)容它可以拓展學(xué)生的知識面、展示科學(xué)探究的無限可能，建立科學(xué)思想、科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)科學(xué)精神，在情感、態(tài)度與價值觀方面發(fā)揮應(yīng)有的教育功能。2.教材的編寫思路本節(jié)教材先介紹高速運動的物體運動時牛頓力學(xué)體系不成立給出了質(zhì)量隨速度變化關(guān)系接下來介紹從宏觀到微觀的變化介紹了量子化現(xiàn)象最后接紹從引力弱到強引力廣義相對論的基礎(chǔ)把這么多內(nèi)容安排到一節(jié)重點不在對相對論和量子力學(xué)知道多少而在于讓學(xué)生體會任何科學(xué)都有局限性并不是牛頓力學(xué)過時了，要理解各自成立的條件。1頁

3.教材的特點圖文并茂本節(jié)較多地采用了圖文結(jié)合的呈現(xiàn)方式可以增強學(xué)生的感悟能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，避免僅用文字表述帶來的枯燥無味現(xiàn)象。通過“科學(xué)漫步”讓學(xué)生了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀不同。“科學(xué)足跡”中介紹了牛頓的科學(xué)生涯?！厩槲霰竟?jié)課授課對象是高一的學(xué)生：1.知識基學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運動定律和萬有引力定律于經(jīng)典力學(xué)的基本理論及其應(yīng)用學(xué)生對于經(jīng)典力學(xué)的時空觀也有了基本認(rèn)識學(xué)習(xí)本節(jié)前聽說過相對論和量子力學(xué)，但缺乏正確地認(rèn)識。2.能力基高一學(xué)生正是思維活躍求知欲強在思維方式上由初中形象思維為主向高中抽象思維為主過渡，已具備了一定的分析、解決問題等能力，自主學(xué)習(xí)意識不斷增強對事物的探究有熱情本節(jié)主要介紹相對論時空觀和量子化現(xiàn)象本節(jié)內(nèi)容十分抽象此學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時要具有經(jīng)典力學(xué)的時空觀知識和高度的概括和抽象理解能力?！緦W(xué)程課題6.6經(jīng)典學(xué)的局性

課型

新授課1時）2頁

教學(xué)目標(biāo)

知識與能1.解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就。2.識經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍。3.會科學(xué)理論總是在不斷發(fā)展的。過程與法1.養(yǎng)就某一觀點或結(jié)論收集例證的能力。2.養(yǎng)獲取和評價信息的能力。情感、度與價值觀1.受物理學(xué)家充滿著艱巨性和創(chuàng)造性的科學(xué)探究過程。2.會科學(xué)家們忘我的獻(xiàn)身精神和刻意追求的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。教學(xué)重難點

教學(xué)重：教學(xué)難：

經(jīng)典力學(xué)的適用范圍各理論之間的關(guān)系教學(xué)方法教學(xué)手段

探究、授、討論、習(xí)錄像資料，多媒體課件教學(xué)活動展示【前預(yù)習(xí)案】案[新課導(dǎo)入

學(xué)生活動學(xué)生訂正答案3頁

一．經(jīng)力學(xué)的成就歷程展示各科學(xué)家圖片讓學(xué)生回答他們的主要事跡.師同學(xué)們回答了這些對經(jīng)典力學(xué)做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家事跡那么經(jīng)典力學(xué)經(jīng)歷怎樣的發(fā)展歷程呢？（展示圖標(biāo)）

學(xué)生回答重大

成

就

時

間阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動定律伽利略闡明了運動的相對性原理伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體運動規(guī)律、慣性原理帕斯卡發(fā)現(xiàn)帕斯卡原理馬德堡半球?qū)嶒?、驗證大氣壓力發(fā)現(xiàn)胡克定律——彈簧彈力和形變的關(guān)系牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理明了運動定律和萬有引力定律師：都采用怎樣的研究方法？（圖標(biāo)展示）亞里士笛

公元前三世紀(jì)16091619163216381653166316781687

學(xué)生觀看伽利略

惠更斯

牛頓多德

卡兒國

古希臘，

法

荷蘭，

英國，意大利，別

約公元前

國，1629～1695～17271564～年生384～元前1596～年4頁

年

活年代322年1650年歸納與主

觀察實驗實驗觀觀察、思維、

實驗、數(shù)學(xué)推演繹合與要的科學(xué)

假設(shè)、數(shù)學(xué)推理察數(shù)學(xué)

學(xué)生觀看推理

理

分析驗觀研究方法

三者相結(jié)合

推理察等兩個反面的結(jié)論：①制成了世界①力是維持物①自由落體運動力

上第一架計時①三大動體運動的原律

慣性定學(xué)方面的

擺鐘。

定律萬有因。

②力學(xué)相對性原律主要成就

②測量出重力引力定律。②重的物體比理加速度的值。輕的物體下落得快。師：展示經(jīng)典力學(xué)金字塔建立，牛頓曾經(jīng)說過：如果說我看得遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人們的肩上。師：實踐證明，從地面上的各種物體的運動到天體的運動，從大氣的流動到地殼的變動，從自行車到汽車、火車、飛機等交通工具的運動，從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船，所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律。那么，是不是任何情境下都遵從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律呢？生：不是1.低速到高速5頁

2222師：請同學(xué)們閱讀教材“從低速到高速”部分．回答低速與高速的概念、質(zhì)速關(guān)系。生：低速到高速的概念，通常所見的物體的運動皆為低速運動，如行駛的汽車，發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星及宇宙飛船等．有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速．質(zhì)速關(guān)系是：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，但愛因斯坦的狹義相對論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即

＝

0v－c其中m0為靜止質(zhì)量，m是物體速度為v時的質(zhì)量，c是真空中的光速．例如：(1)v＝．，物體的質(zhì)量約增大到靜止質(zhì)量的1．倍，這時經(jīng)典力學(xué)就不再適用了．(2)如地球以v＝30kms的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時，m=1.0101mo，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計．一條河流中的水以相對河岸的速度v水岸流動中的船以相對于河水的速度v船水順流而下．在經(jīng)典力學(xué)中，船相對于岸的速度即為v船岸v船水+水岸師閱讀教材科學(xué)漫步部分體會時間和空間是什么想一下為什么上述公式不成立.展示牛頓的絕對時空觀和狹義相對論的時空觀師：通過學(xué)習(xí)我們知道經(jīng)典力學(xué)適用于什么？學(xué)生總結(jié)：經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運動的物體2.宏觀到微觀師：請同學(xué)們閱讀教材“從宏觀到微觀”部分，并說明經(jīng)典力學(xué)是適用于宏觀物體還是微觀物體。6頁

生：19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們相繼發(fā)現(xiàn)了電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，發(fā)現(xiàn)它們不僅具有粒子性，面且具有波動性，它們的運動規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)描述．20世紀(jì)20年代，建立了量子力學(xué)，它能夠正確地描述微觀粒子運動的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了重要作用．師：相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，是否表示經(jīng)典力學(xué)失去了意義生：相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，說明人類對自然界的認(rèn)識更加廣泛和深入，而不表示經(jīng)典力學(xué)失去了意義．它只是使人們認(rèn)識到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍：只適用于低速運動不適用于高速運動只適用于宏觀世界不適用于微觀世界。師：通過學(xué)習(xí)我們知道經(jīng)典力學(xué)適用于什么？生：經(jīng)典力學(xué)只適用于微觀粒子3.弱引力到強力(1)實際的天文觀測，行星的運行軌道并不是嚴(yán)格閉合的，它們的近日點在不斷地旋進(jìn)典力學(xué)的解釋令人滿意嗎?什么理論來圓滿地進(jìn)行了解釋?(投影)生：按牛頓的萬有引力定律推算，行星的運動應(yīng)該是一些橢圓或圓，行星沿著這些橢圓或圓做周期性運動，與實際觀測結(jié)果不符．經(jīng)典力學(xué)也能作出一些解釋，但是，水星旋進(jìn)的實際觀測值比經(jīng)典力學(xué)的預(yù)言值多．經(jīng)典力學(xué)的解釋不能令人滿意．愛因斯坦根據(jù)廣義相對論計算出水星近日點的旋進(jìn)還應(yīng)有43的附加值時還預(yù)言了光線在經(jīng)過大質(zhì)量的星體附近時經(jīng)過太陽附近時會發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象且都被觀測證實．7頁

(2)何為天體的引力半徑?生：假定一個球形天體的質(zhì)量不變，并通過壓縮減小它的半徑，天體表面上的引力將會增加引力趨于無窮大時壓縮天體半徑接近的值——“引力半徑只要天體的實際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛因斯坦和牛頓的理論計算出的力的差異并不很大．但當(dāng)天體的實際半徑接近引力半徑時，這種差異將急劇增大．這就是說，在強引力的情況下，牛頓的萬有引力理論將不再適用．師：對于這樣的科學(xué)發(fā)展過程，英國劇作家蕭伯納曾詼諧地說科學(xué)總是從正確走向錯誤種調(diào)佩倒也不失為一種幽默的表述．(3)歷史上的科學(xué)成就與新的科學(xué)成就的關(guān)系是什么?生：歷史上的科學(xué)成就不會被新的科學(xué)成就所否定，而是作為某些條件下的局部情形，被包括在新的科學(xué)成就之中．如：當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)小于光速c時，相對論與經(jīng)典理論的結(jié)論沒有區(qū)別；當(dāng)另一個重要常數(shù)即“普朗克常數(shù)”可以忽略不計時．量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別．相對論和量子力學(xué)都沒有否定過去的科學(xué)，面只認(rèn)為過去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形．[小結(jié)]本節(jié)學(xué)習(xí)了經(jīng)典力學(xué)的局限性：(1)從低速到高速在經(jīng)典力學(xué)中物體的質(zhì)量是不隨運動狀態(tài)改變的而狹義相對論指出，質(zhì)量要隨著物體的運動速度的增大而增大．即從宏觀到微觀：相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并不說明經(jīng)典力學(xué)失去了意義．只說明它有一定的適用范圍：只適用于低速運動，不適用于高速運動；只適用于宏觀世界，不