发布时间 : 星期三 文章高中物理人教版必修2经典力学的局限性教学设计更新完毕开始阅读8583075dbdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be861
第六节 经典力学的局限性教学设计
本节是全章的终结性内容，属于介绍性的内容。主要引领学生学习认识到经典力学的局限性，领会经典力学的适用范围，初步感受相对论和量子力学的知识。其目的在于使学生拓展知识、开阔视野的同时，正确认识物理学理论的发展与适用范围。本节在经典物理学和近代物理学之间起着承上启下的作用，既有对前面所学知识的回顾、评价，也为后续学习做好了铺垫。不仅在学生知识体系中占有重要的地位，而且在学生的思想、世界观、人生观的形成中也有着重要的地位。 本节具体计划沿着教科所书的规划，“从低速到高速”、 “从宏观到微观”、“从弱引力到强引力”几个方面提出问题，讨论问题，分析问题，引起学生的思考，激活学生的思维，带领学生从经典力学的教室步入相对论和量子力学的学堂。 设计思想 在“从低速到高速”的讨论中，计划首先让学生阅读课本46页的“科学漫步”，通过讲解、分析、师生讨论，让学生了解狭义相对论中时间与空间的观点，了解在相对论的时空观中，物体的质量和与速度有关系。 在“从宏观到微观”的讨论中，通过讲解介绍，让学生了解还有量子力学知识，它能正确地描述微观粒子的规律性。 在“从弱引力到强引力”的讨论中，引导学生了解广义相对论是一种新的时空与引力理论，是对牛顿引力理论的修正，但并不否定牛顿引力理论，牛顿引力理论被包括在新的时空与引力理论之中。 最后，借助教材提出的问题：“相对论和量子力学是哪一种更广泛理论的特殊情形呢？”启发学生继续去深入地思考和研究。 （一）知识与技能 1、了解经典力学的发展历程和广泛应用。 2、知道牛顿运动定律的适用范围和局限性。 3、了解牛顿研究物理问题的思想方法。 4、了解爱因斯坦相对论理论的初步知识。 （二）过程与方法 1、体会科学理论有自己的局限性，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。 2、通过怀疑、思考、讨论、分析“从绝对时空观到相对时空观”、“从低教学目标 速到高速”、“从宏观到微观”、“从弱引力到强引力”的问题，“经历”并体验研究物理问题的思想方法。 （三）情感、态度与价值观 1、通过学习，认识物理规律一般都有其适用范围，感受真理的相对性和无限性，产生追求科学、献身于科学的愿望。 2、通过讲解、讨论，以及阅读“科学漫步”、“科学足迹” 等栏目，激励学生对未知科学的探索，领悟科学大师的科学精神、科学思想和科学思维。 3、通过学习相对论、量子力学的初步知识，认识物理学对改变人们世界观的巨大作用，形成科学的世界观。 教学重点 1、 牛顿运动定律的适用范围和局限性。 2、 爱因斯坦相对论理论的初步知识。 教学难点 教学资源 “经历”并体验研究物理问题的思想方法。 多媒体课件 课前自主学习和合作学习相结合，鼓励和组织学生收集三方面的资料：①经典力学的发展历程及相应的物理学家；②经典力学的伟大成就；③经典力学的适用范围和局限性。让学生相互交流收集到的资料，开始建立对经典力学的整体性认识。 课堂采取问题引领式教学，通过对教师提出问题的怀疑、思考、讨论、分析，引起学生的思考，激活学生的思维，带领学生从经典力学的教室步入相对论的学堂。 教法设计 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 引入新课 新课教学 一、 建立对经典力学的整体性认识 二、经典力学的适用范围和局限性。 1、从低速到高速 根据课前自主学习和合作学习，请以小组为单位发言，从以下三方面介绍小组学习的成果： ①经典力学的发展历程及相应的物理学家； ②经典力学的伟大成就； ③经典力学的适用范围和局限性。 在学生发言的基础上讲解： (1)经典力学的发展历程。主要发展历程可分四个阶段： 特点为摆脱神学统治； b、 伽利略时代,特点为建立实验方法； c、 牛顿时代,特点为总结出经典力学体系； d、 后牛顿时代,特点为经典力学的广泛应用。 （2）经典力学创立的科学思维方法 （3）经典力学对人类文明的贡献 a、由于经典力学研究的是自然界最基本最普遍的机械运动规律,因此,经典力学成为一系列科学技术发展的基础； b、经典力学推动了数学分析、物理学各分支的发展； c、经典力学成为一系列技术应用的理论基础。 从绝对时空观到相对时空观 提出问题：1、速度有无极限？2、时间和空间是否是绝对一成不变的？ 让学生阅读课本46页的“科学漫步”《时间与空间是什么》 经典力学受速度限制的分析 牛顿力学的绝对时空观 绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀的与任何外界对象无关的流逝着。 ——牛顿 绝对空间，就其本质来说，独立于外界任何事物，总是始终如一和静止不动以小组为单位发言介绍小组学习的成果： 回忆思考(1)经典力学的发展历程。②经典力学的伟大成就。 学生阅读课本46页的“科学漫步”《时间与空间是什么》 同教师一起讨论分析 牛顿力学的绝对时空观 培养学生自主学习、合作学习、收集资料能力，培养文字表达及语言表达能力。 建立对经典力学的整体性认识。 通过讲解、分析、师生讨论，让学生了解牛顿的绝对时空观的局限，了解爱因斯坦的 狭义相对论中时间与空间的观点。 a、 哥白尼时代（包括开普勒的工作）, 的。 ——牛顿 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，为此牛顿花介绍爱因斯坦的狭义相对论中时间与空间的观点。 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 同教师一起讨论分析爱因斯坦的狭义相对论中时间与空间的观点。 通过实例分析，加深对狭义相对论中时间与空间的观点的理解。 费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。 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。 1）同时的相对性：A、动画课件演示； 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。 B、爱因斯坦火车 观察动画课件演示； 分析讨论爱因斯坦火车。 火车上的观测者说:光源在AB的中点,应同时到达A、B两点,地面上的人看见先到达B点，后到A点。 2）长度的相对性： 动画课件演示； 爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德（1851──1901）提出，物质会在运动的方向上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察者的观点，一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。爱因斯坦指出，任何物体以光速运动 观察动画课件演示；分析、讨论。 结论的正确性，将一个钟表留在地面上，