2019年(春)高中物理 6.6《经典力学的局限性》教学设计2 新人教版必修2.doc
高中物理6.6《经典力学的局限性》教案(新人教版必修2)
6.6经典力学的局限性★新课标要求（一）知识与技能1、了解经典力学的局限性，知道它只在宏观、低速现象领域成立。
2、知道狭义相对论的基本原理和强相互作用及弱相互作用。
（二）过程与方法牛顿通过思考物体在接近光速运动时的现象，认识到长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化，这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
（三）情感、态度与价值观认识到牛顿力学的局限性，只适用低速，不适用于高速；只适用于宏观世界，不适用于微观世界。
经典力学具有局限性。
★教学片段一、提出问题：1、速度有无极限。
2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。
3、时间和空间是否是绝对一成不变的。
4、牛顿建立的经典力学已相当完善，爱因斯坦为什么还要提出相对论。
相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论。
牛顿的局限1)绝对时空观，认为时间与空间无关，时空与运动无关，是绝对的物理量。
2)当一些问题牛顿解释不了时，它就只好用上帝的万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
二、伽利略相对性原理:在彼此作匀速直线运动的惯性系中，一切力学现象都具有相同的规律。
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描述物理规律都是等价的。
或在所有惯性系中,物理规律都具有相同的形式。
三.狭义相对论的基本原理1905年，出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦（1879──1955）发表了狭义相对论。
这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物──速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。
这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
1、相对时间狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。
爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。
使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。
人教版必修2物理：6.6 经典力学局限性 教案设计
经典力学的局限性【教学目标】知识与技能：1．知道牛顿运动定律的适用范围。
2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。
3．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 过程与方法：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。
情感、态度与价值观：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】牛顿运动定律的适用范围【教学难点】高速运动的物体，速度和质量之间的关系。
【教学内容】【教学过程】【情景导入】1．应用万有引力定律可以发现未知天体，比如太阳系中的海王星和冥王星就是应用万有引力定律发现的，试简要说明科学定律对人类认识世界的作用。
1．牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就．2．力学和热力学的发展及其与生产的结合，使机器和蒸汽机得到改进和推广，引发了第一次工业革命． 3．低速与高速：通常物体的运动，行驶的汽车、发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等，都为低速运动．接近光速的运动，成为高速运动，微观粒子在一定条件下的速度可接近光速．4．微观粒子不仅有粒子性，而且有波动性．为了解释微观粒子的运动，建立了量子力学． 5．万有引力属于弱引力．简答：经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，是科学形态上的重要变革，它把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。
2．量子力学的研究表明，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的能量等物理量只能取分立的数值，粒子的速度和位置具有不确定性，粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。
这表明现代物理学的发展，使经典力学失去了价值，试分析判断以上说法是否正确。
简答：量子力学的建立，并不是对经典力学的否定，对于宏观物体的运动，量子现象并不显著，经典力学仍然适用，所以现代物理学的发展，更好地完善了物理学体系，并没有使经典力学失去价值，经典力学仍将在它的适用范围内大异彩。
高中物理第六章经典力学的局限性教案新人教必修
6．经典力学的局限性三维目标知识与技能1．知道牛顿运动定律的适用范围；2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用；3．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。
过程与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。
情感、态度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。
教学重点牛顿运动定律的适用范围。
教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。
教学方法探究、讲授、讨论、练习教具准备多媒体课件教学过程［新课导入］经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。
牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。
著名物理学家杨振宁曾赞颂道：“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。
”是的，从地面上物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝，修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船……所有这些都服从经典力学的规律。
经典力学在如此广阔的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性和经典力学的魅力。
但是，像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性，它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。
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。
［新课教学］一、从低速到高速请同学们阅读教材“从低速到高速”部分，回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成的两个公式。
1．低速与高速（1）低速运动经典力学中各种物体的运动，速度都远小于真空中的光速。
高中物理 6.6经典力学的局限性导学案 新人教版必修
高中物理 6.6经典力学的局限性导学案新人教版必修6、6经典力学的局限性导学案新人教版必修2学习目标：1、了解经典力学的发展历程和伟大成就。
2、认识经典力学的局限性和适用范围。
3、初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。
4、了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用，知道物理学改变人们世界观的作用。
自主学习：自学课本P48-52（一）从低速到高速在经典力学中，物体的质量是_____________（填变化特点）；在狭义相对论中，物体的质量是_____________（填变化特点），用公式表示为_______ ______；二者在_____________条件下是统一的。
（二）时间与空间1、物体运动的特征就是它的位置随时间而发生变化，生活经验告诉我们：①空间就像_____________；它给物体的运动提供一个_____________，它对物体的运动本身_____________。
也就是说，空间是_____________而存在的。
②时间就像_____________；它计量着物体_____________，而任何物体_____________。
也就是说，时间是____________而存在的。
2、爱因斯坦所提出的时空观认为，在研究物体的_____________，即速度_____________时，物体的长度（即物体所占有的空间）以及物理过程、化学过程，甚至生命过程的持续时间，都_____________。
（三）从宏观到微观经典力学能够很精确地描述宏观物体的运动规律，但对微观粒子的波粒二象性无能为力，_____________能够正确地描述微观粒子运动的规律性。
以上事实说明，经典力学的适用范围：_________ ____。
（四）从弱引力到强引力相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的_____________。
合作探究：地球以C=3104m/s的速度绕太阳公转，它的质量是静止质量的多少倍？当一个物体以v＝0、8C的速度运动时，它的质量是静止质量的多少倍？解：由得；地球绕太阳运转的动质量当v＝0、8C时，动质量目标检测：1、19世纪末20世纪初以来，物理学的研究深入到___________，发现___________、___________、___________等微观粒子不仅有___________，而且有___________，它们的运动规律不能用经典力学来说明。
高中物理 6.6经典力学的局限性学案 新人教版必修2
高中物理 6.6经典力学的局限性学案新人教版必修2]班级姓名学号一、学习目标1.了解经典力学的发展历程和伟大成就.2.认识经典力学的局限性和适用范围.二、教学问题诊断分析问题1.经典力学的适用范围和局限性？问题2.经典力学与近代物理比较？六、目标检测1、经典力学的基础是，牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔区域，包括的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.2、狭义相对论阐述物体时所遵从的规律.3、在经典力学中，物体的质量是的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而，即 .4、经典力学认为位移和时间的测量与参考系，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系，在不同的参考系中是 .5、经典力学有它的适用范围：只适用于运动，不适用于运动；只适用于世界，不适用于世界.6、1915年，爱因斯坦创立了，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿引力理论 .当物体的运动速度远小于光速c（3×108m/s）时，相对论物理学与经典物理学的结论 .当另一个重要常数即“普朗克常数”（6.63×10-34J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论，相对论与量子力学都没有否定经典力学，而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形.配餐作业从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BCA组题1.像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切理论，它具有自己的性.人们认识到经典力学有它的适用范围；只适用于物体的运动，不适用于物体的运动，在的情况下，牛顿引力理论将不再适用.B组题2.继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了经典力学，创立了相对论，这说明（）①世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界③人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识A.①②③④B.①②③C.①③④D.②③3.以下说法正确的是（）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有一定的局限性C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论C组题4.下列说法中正确的是（）A.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变B.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增加而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大C.在经典力学中，物体的质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体的速度的增大而增大D.上述说法都是错误的5.关于狭义相对论和经典力学，下面说法中正确的是（）A.狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论B.狭义相对论和经典力学其实是同一理论C.在物体高速运动时，物体的运动服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律D.上述说法都是错误的。
人教版高中物理必修二教案：6.6 经典力学的局限性
经典力学的局限性班课教案【学习目标】1. 速度的相对性2. 从低速到高速的认识3. 从宏观到微观4. 从弱引力到强引力知识回顾：1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？（课程完结总结性问题）答：.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，而在狭义相对论中，质量要随着物体运动速度的增大而增大.2..狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？（课程完结总结性问题） 答：m=2201c vm .m 0:物体静止时的质量，m:物体速度为v 时的质量，c 是真空中的光速.3.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量在不同参考系中有何区别？（课程完结总结性问题）答：在经典力学中，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的.知识点一、静电力学的局限性狭义相对论(special relativity)适用于惯性系，从时间、空间等基本概念出发将力学和电磁学统一起来的物理理论。
1905年由A.爱因斯坦创建 。
这个理论在涉及高速运动现象时，同经典物理理论显示出重要的区别。
(1)产生：到19世纪末，经典物理理论已经相当完善，当时物理学界较为普遍地认为物理理论已大功告成，剩下的不过是提高计算和测量的精度而已。
然而某些涉及高速运动的物理现象显示了与经典理论的冲突，而且整个经典物理理论显得很不和谐：①电磁理论按照经典的伽利略变换不满足相对性原理，表明存在绝对静止的参考系，而探测绝对静止参考系的种种努力均告失败。
②似乎存在着经典力学无法说明的极限速度。
③电子的质量依赖于它的速度。
在这种形势下，有见地的物理学家预感到物理学中正孕育着一场深刻的革命。
爱因斯坦立足于物理概念要以观察到的事实为依据，而不能以先验的概念强加于客观事实，他考察了一些普遍的物理事实和经典物理学中如运动、时间、空间等基本概念，看出以下两点具有根本的重要性，并把它们作为建立新理论的基本原理：①狭义相对性原理，不仅力学实验，而且电磁学实验也无法确定自身惯性系的运动状态，也就是说，在一切惯性系中的物理定律都具有相同的形式。
【人教版】高中物理必修二教案：6.6经典力学的局限性
6. 6经典力学的限制性教课目一、知与技术1.认识牛运定律及万有引力定律基的典力学在广的域里有着宽泛的用。
2.知道牛运定律的合用范。
3.知道物体的量、度、在高速运中必考它随速度化而化。
4.明确相和量子力学跟典力学的关系。
二、程与方法1.通互网及教材信息的采集和理，逐渐学会剖析、解决以及提升与别人沟通、合作的能力。
2.依据学任，能划安排并控自己的学程，有必定的自主学能力。
三、感情度与价1.培育学生沟通合作、价研究果的初步能力。
2.培育学生科学的好奇心与求知欲。
教课要点牛运定律的合用范。
教课点高速运的物体，速度和量之的关系。
教课程一、引入新教：自从17 世以来，以牛运定律基的典力学不停展，如，在宏、低速、弱引力的广域，包含天体力学的研究中获得了巨大的成就。
典力学在科学研究和生技中有了宽泛的用，如，从地面物体的运到天体的运，从大气的流到地壳的，从河筑、修筑梁到各样机械，从自行到汽、火、机等各样交通工具，从投出的球到射火箭、人造星、宇宙船⋯⋯进而了然牛运定律的正确性。
可是，典力学也不是全能的，像全部科学一，它没有也不会尽全部真谛，它也有自己的限制性。
它像全部科学理一，是一部“未达成的交响曲” 。
那么典力学在什么范内合用呢？有怎的限制性呢？我就来认识方面的知。
二、新教课（一）从低速到高速教：同学教材“从低速到高速”部分。
回答低速与高速的观点、速关系、速度合成与两个公式。
学生：低速到高速的观点，往常所的物体的运皆低速运，如行的汽，射的、人造星及宇宙船等。
有些微粒子在必定条件下其速度能够与光速相靠近，的速度称高速。
速关系：在典力学中，物体的量是不的，但因斯坦的狭相指出，物体的量随速度的增大而增大，即m0mv 21c 2此中 m0为静止质量， m 是物体速度为v 时的质量， c 是真空中的光速。
（1）相对性原理：物理规律在全部惯性参照系中都拥有同样的形式。
（2）光速不变原理：在全部惯性参照系中，丈量到的真空中的光速都同样。
高中物理必修二教案：6.6 经典力学的局限性
6.6 经典力学的局限性教学目标一、知识与技能1.了解牛顿运动定律及万有引力定律为基础的经典力学在广阔的领域里有着广泛的应用。
2.知道牛顿运动定律的适用范围。
3.知道物体的质量、长度、时间在高速运动中必须考虑它们随速度变化而变化。
4.明确相对论和量子力学跟经典力学的关系。
二、过程与方法1.通过互联网及教材对信息的收集和处理，逐步学会分析、解决问题以及提高与他人交流、合作的能力。
2.根据学习任务，能计划安排并调控自己的学习过程，有一定的自主学习能力。
三、情感态度与价值观1.培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。
2.培养学生对科学的好奇心与求知欲。
教学重点牛顿运动定律的适用范围。
教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。
教学过程一、引入新课教师：自从17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，如，在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就。
经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如，从地面物体的运动到天体的运动，从大气的流动到地壳的变动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工具，从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……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，像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性。
它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。
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。
二、新课教学（一）从低速到高速教师：请同学们阅读教材“从低速到高速”部分。
回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公式。
学生：低速到高速的概念，通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等。
有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速。
质速关系：在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即2201c vm m -=其中m0为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速。
2019_2020学年高中物理第6章6经典力学的局限性教案新人教版必修2
6.经典力学的局限性[学习目标] 1.了解经典力学的发展历程和伟大成就． 2.知道经典力学的局限性和适用范围．(重点) 3.知道速度对质量的影响及光速不变原理．(难点) 4.了解科学理论的相对性，体会科学理论是不断发展和完善的．一、从低速到高速1．微观世界电子、质子、中子等微观粒子的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明，而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律．2．经典力学的适用范围经典力学适用于低速运动，不适用于高速运动，适用于宏观世界，不适用于微观世界． 3．从弱引力到强引力(1)1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论．在强引力的情况下，牛顿的引力理论不再适用．(2)当物体的运动速度远小于光速c (3×108m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结构没有区别．当另一个重要常数即“普朗克常量”(6.63×10－34J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在经典力学中，位移的测量与参考系的运动情况无关． (√) (2)在相对论力学中，运动的时钟和静止的时钟快慢相同． (×) (3)在相对论力学中，高速运动的物体质量要变小． (×) (4)经典力学一般不适用于微观粒子．(√)(5)万有引力定律适用于中子星表面引力的计算． (×)2．下列物体的运动不能用经典力学描述的是( ) A ．飞机的飞行 B ．人造卫星的运行 C ．小汽车的行驶D ．光子的运动D [经典力学适用于低速宏观的物体，A 、B 、C 不符合题意，选项D 符合题意．] 3．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是( ) A ．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理B ．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决C ．经典力学适用于宏观低速运动的物体D ．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体C [经典力学是有局限性，经典力学适用于宏观低速运动的物体，但对于一般力学问题仍能用经典力学来解决，所以即使在火车提速后，有关速度问题仍能用经典力学来处理，故A 、B 错误，C 正确；经典力学不仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体，也适用一般尺寸的宏观物体，故D 错误．故选C.]1(1)低速：远小于光速的速度为低速，通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动．(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速． 2．速度对质量的影响(1)在经典力学中，物体的质量不随速度而变．根据牛顿第二定律F ＝ma 知，物体在力F 作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c .(2)爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即m ＝m 01－v 2c2，其中m 0为物体静止时的质量，m 是物体速度为v 时的质量，c 是真空中的光速．在高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的．3．速度对物理规律的影响：对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理．对于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用狭义相对论知识来处理．【例1】 把电子从v 1＝0.9c 加速到v 2＝0.97c 时电子的质量增加多少？(已知电子静止质量m 0＝9.1×10－31kg)[解析] 电子速度为v 1时电子质量为m 1＝m 01－(v 1c)2＝m 01－0.92电子速度为v 2时电子质量为m 2＝m 01－(v 2c)2＝m 01－0.972电子质量增量为Δm ＝m2－m 1＝1.66×10－30kg.[答案]1.66×10－30kg物体的质量与速度的关系从爱因斯坦的相对论可知：物体的速度越大，它的质量就越大．当物体的速度远小于光速时，其质量的变化可以忽略；当物体的速度接近光速时，质量变化将很明显，其质量变化不可忽略．1．(多选)对于公式m ＝m 01－v 2c 2，下列说法中正确的是( )A ．式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B ．当物体的运动速度v ＞0时，物体的质量m ＞m 0，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用C ．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D ．通常由于物体的运动速度很小，故质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化CD [公式中m 0是物体的静止质量，m 是物体以速度v 运动时的质量，选项A 错误．由公式可知，只有当v 接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，选项C 、D 正确，B 错误．]。
高中物理必修二教案：6.6 经典力学的局限性
6.6 经典力学的局限性教学目标一、知识与技能1.了解牛顿运动定律及万有引力定律为基础的经典力学在广阔的领域里有着广泛的应用。
2.知道牛顿运动定律的适用范围。
3.知道物体的质量、长度、时间在高速运动中必须考虑它们随速度变化而变化。
4.明确相对论和量子力学跟经典力学的关系。
二、过程与方法1.通过互联网及教材对信息的收集和处理，逐步学会分析、解决问题以及提高与他人交流、合作的能力。
2.根据学习任务，能计划安排并调控自己的学习过程，有一定的自主学习能力。
三、情感态度与价值观1.培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。
2.培养学生对科学的好奇心与求知欲。
教学重点牛顿运动定律的适用范围。
教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。
教学过程一、引入新课教师：自从17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，如，在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就。
经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如，从地面物体的运动到天体的运动，从大气的流动到地壳的变动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工具，从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……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，像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性。
它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。
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。
二、新课教学（一）从低速到高速教师：请同学们阅读教材“从低速到高速”部分。
回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公式。
学生：低速到高速的概念，通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等。
有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速。
质速关系：在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即2201c vm m -=其中m0为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019年(春)高中物理 6.6《经典力学的局限性》教学设计2 新人教
版必修2
新课教学
教师活动：请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题[用投影片出示]：
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”？ 学生活动：阅读教材，并思考上面的问题。
分组讨论，代表发言。
点评：让学生通过自主阅读获取信息，培养学生阅读理解能力，同时培养学生良好的自学习惯。
教师活动：待学生阅读教材后，倾听学生代表的发言，和其他学生一起点评、补充。
点评：可能学生回答的不完整，甚至很幼稚，这都无关紧要。
重要的是给学生提供发表见解的机会，同学之间甚至可以争论，在相互讨论中，明辨真理，掌握知识。
［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：从上面讨论可知，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 =l 022
1c v -（通称尺缩效应） t =2201c
v t - （钟慢效应） m =2201c v m -（质—速效应） 上式中，各式里的v 都是物体的运动速度，c 是真空中的光速，l 0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t 0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间；m 0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 ≈l 0，t ≈t 0，m ≈m 0，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.
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
［例1］以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用?
【提示】经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律.
［例2］以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?
【提示】经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
★课余作业
阅读教材83页“科学足迹”栏目中的短文《牛顿的科学生涯》体会和学习牛顿献身科学的精神。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
附：课堂练习
1.20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论.在经典力学中，物体的质量是的，而相对论指出质量随着速度变化而。
2.20世纪初期，建立了，它能够正确地描述微观粒子的运动规律。
3.经典力学只适用于解决问题，不能用来处理问题，经典力学只适用于物体，一般不适用于。
参考答案：
1. 狭义相对论；固定不变；变化
2. 量子力学
3. 低速运动；高速运动；宏观；微观粒子
附：
教学建议
本节的教学可结合物理学的发展，让学生明确牛顿运动定律并非普遍适用，我们所学到的力学知识只是经典力学的一部分，再通过介绍现代科学技术的发展，了解物理学的发展前景是非常广阔的。
板书设计
6 经典力学的局限性
1.从低速到高速：经典力学适用于低速
2.从宏观到微观：经典力学适用于宏观物体
3.从弱力到强力：万有引力定律适用于弱力。