第一篇：高中物理 6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性教案 新人教版必修2

第六節(jié) 經(jīng)典力學(xué)的局限性

教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識(shí)與技能

1、知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍．

2、了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用．

3、知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度的變化.（二）過(guò)程與方法

通過(guò)閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無(wú)止境的．

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神． 教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍

教學(xué)難點(diǎn)：高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系． 教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具：錄像資料，多媒體課件 教學(xué)過(guò)程：

（一）引入新課

師：自從17世紀(jì)以來(lái)，以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展，如：在宏觀、低速、弱引力的廣闊領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中取得了巨大的成就．經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，如，從地面物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)，從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)，從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等各種交通工其：從投出的籃球到發(fā)射火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船……從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的，像一切科學(xué)一樣，它沒(méi)有也不會(huì)窮盡一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科學(xué)理論一樣，是一部“未完成的交響曲”．那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢?有怎樣的局限性呢?這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)．

（二）新課教學(xué)

一、從低速到高速(展示問(wèn)題)師：請(qǐng)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、速度合成與兩個(gè)公設(shè)．

生：低速到高速的概念，通常所見(jiàn)的物體的運(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)，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(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即m=

m01?vc22

其中m0為靜止質(zhì)量，m是物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速．

例如：(1)v＝0．8c時(shí)，物體的質(zhì)量約增大到靜止質(zhì)量的1．7倍，這時(shí)經(jīng)典力學(xué)就不再適用了．

(2)如地球以v＝30km／s的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，m=l.010 lOl m0，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計(jì)．

速度合成與兩個(gè)公設(shè)．一條河流中的水以相對(duì)河岸的速度v水岸流動(dòng)，河中的船以相對(duì)于河水的速度v船水順流而下．在經(jīng)典力學(xué)中，船相對(duì)于岸的速度即為v船岸=v船水+v水岸

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這簡(jiǎn)直是天經(jīng)地義的．但是，仔細(xì)一看，這個(gè)關(guān)系式涉及兩個(gè)不同的慣性參考系，而速度總是與位移(空間長(zhǎng)度)及時(shí)間間隔的測(cè)量相聯(lián)系．在牛頓看來(lái)，位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系無(wú)關(guān)，正是在這種時(shí)空的觀念下，上式才成立．然而，相對(duì)論認(rèn)為，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同的參考系中是不同的，因而上式不能成立，經(jīng)典力學(xué)也就不再適用了．

(1)相對(duì)性原理：物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有相同的形式．(2)光速不變?cè)恚涸谝磺袘T性參考系中，測(cè)量到的真空中的光速‘都一樣．

二、從宏觀到微觀

師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從宏觀到微觀”部分，并說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)是適用于宏觀物體還是微觀物體。

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(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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． 經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子．

師：相對(duì)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(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，說(shuō)明人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)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(shí)到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。三，從弱引力到強(qiáng)引力(展示問(wèn)題)師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從弱引力到強(qiáng)引力”部分，并回答問(wèn)題：何為弱引力?何為強(qiáng)引力? 生：萬(wàn)有引力屬于弱引力．利用萬(wàn)有引力定律可以解釋天體的運(yùn)動(dòng)，并預(yù)言和發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星，首次把天上的星體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地面物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)．

愛(ài)因斯坦引力理論表明，當(dāng)天體半徑減小到一定程度時(shí)(太陽(yáng)的引力半徑為3 km，地球的引力半徑為1 m)，天體間的引力就趨于無(wú)窮大． [討論與交流)(展示問(wèn)題)(1)實(shí)際的天文觀測(cè)，行星的運(yùn)行軌道并不是嚴(yán)格閉合的，它們的近日點(diǎn)在不斷地旋進(jìn)．經(jīng)典力學(xué)的解釋令人滿意嗎?用什么理論來(lái)圓滿地進(jìn)行了解釋?(投影)生：按牛頓的萬(wàn)有引力定律推算，行星的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，與實(shí)際觀測(cè)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(shí)際觀測(cè)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(ài)因斯坦根據(jù)廣義相對(duì)論計(jì)算出水星近日點(diǎn)的旋進(jìn)還應(yīng)有43’的附加值，同時(shí)還預(yù)言了光線在經(jīng)過(guò)大質(zhì)量的星體附近時(shí)，如經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象．并且都被觀測(cè)證實(shí)．(2)何為天體的引力半徑? 生：假定一個(gè)球形天體的質(zhì)量不變，并通過(guò)壓縮減小它的半徑，天體表面上的引力將會(huì)增加，當(dāng)引力趨于無(wú)窮大時(shí)，被壓縮天體半徑接近的值——“引力半徑”．

只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛(ài)因斯坦和牛頓的理論計(jì)算出的力的差異并不很大．但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，這種差異將急劇增大．這就是說(shuō)，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的萬(wàn)有引力理論將不再適用．

對(duì)于這樣的科學(xué)發(fā)展過(guò)程，英國(guó)劇作家蕭伯納曾詼諧地說(shuō)，‘科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤．”這種調(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(huì)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(3X10m／s)時(shí)，相對(duì)論與經(jīng)典理論的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別；當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常數(shù)”h(6．63X10J·s)可以忽略不計(jì)時(shí)．量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別．相對(duì)論和量子力學(xué)都沒(méi)有否定過(guò)去的科學(xué)，只認(rèn)為過(guò)去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形．

(例1)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用? 參考答案：經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用．經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建立了天體力學(xué)；經(jīng)典力學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，建立了應(yīng)用力學(xué)，如水利學(xué)，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等．從地面上各種物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)：從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)：從攔柯筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng)，從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船等等，所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律．(例2)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么? 參考答案：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問(wèn)題，不能用來(lái)處理強(qiáng)引力問(wèn)題．

四、課堂訓(xùn)練 1、20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦提出了，改變了經(jīng)典力學(xué)的一些結(jié)論．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是 的，而相對(duì)論指出質(zhì)量隨著速度變化而 2、20世紀(jì)初期，建立了，它能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．

3、經(jīng)典力學(xué)只適用于解決 問(wèn)題，不能用來(lái)處理——問(wèn)題，經(jīng)典力學(xué)只適用于物體，一般不適用于 ．

4、微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不僅具有 性．同時(shí)具有波動(dòng)性．它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明．要增強(qiáng)正確描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需要用 ．

5、牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于 物體的運(yùn)動(dòng)，狹義相對(duì)論闡述物體在以 的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律．

參考答案

1、狹義相對(duì)論 固定不變 變化

2、量子力學(xué)

3、低速運(yùn)動(dòng) 高速運(yùn)動(dòng) 宏觀 微觀粒子

-344、粒子 量子力學(xué)

5、宏觀、低速 接近光速

（三）課堂小結(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m是不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的，而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)量要隨著物體的運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大．即

(2)從宏觀到微觀：相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并不說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)失去了意義．只說(shuō)明它有一定的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．

(3)從弱引力到強(qiáng)引力：相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別．相對(duì)論與量子力學(xué)

都沒(méi)有否定過(guò)去的科學(xué)，而只是認(rèn)為科學(xué)在一定條件下有其特殊性．經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，不適用于強(qiáng)引力．

（四）布置作業(yè)

認(rèn)真閱讀教材．認(rèn)識(shí)到物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神．

第二篇：6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性-高中物理人教版必修2說(shuō)課稿精心編輯版

6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性

各位評(píng)委專家，您們好！我說(shuō)課的題目是高中物理人教版必修2第6章第6節(jié)《經(jīng)典力學(xué)的局限性》。下面，我將從課

標(biāo)和教材分析、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)和難點(diǎn)、教法與學(xué)法、教學(xué)過(guò)程及板書(shū)設(shè)計(jì)六個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)課。

一、課標(biāo)、教材分析

課標(biāo)：

1、初步了解經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀，知道相對(duì)論對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。課標(biāo)解讀：引入經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)

空觀的比較，旨在為學(xué)生開(kāi)啟了了解近代物理的一扇窗戶，讓學(xué)生了解近代物理的一些核心內(nèi)容，同時(shí)也讓學(xué)生了解經(jīng)

典物理的局限性。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論是近代物理的支柱之一，學(xué)生應(yīng)了解相對(duì)論時(shí)空觀的主要思想，了解相對(duì)論對(duì)人類

認(rèn)識(shí)世界的影響。本條目體現(xiàn)了經(jīng)典物理與近代物理的結(jié)合。

2、通過(guò)實(shí)例，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，體會(huì)經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價(jià)值和意義，認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的實(shí)用范圍和

局限性。本條目要求學(xué)生從歷史的角度，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程了解經(jīng)典物理的偉大成就及其對(duì)人類社會(huì)發(fā)展帶

來(lái)的影響。讓學(xué)生體會(huì)經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價(jià)值和意義。當(dāng)然，隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，經(jīng)典力學(xué)也逐漸呈現(xiàn)出

一定的局限性，因此，本條目要求學(xué)生認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的實(shí)用范圍和局限性。這有利于學(xué)生從整體上了解物理學(xué)的發(fā)

展歷程，把握物理學(xué)的主要思想。

教材： 本節(jié)屬介紹性質(zhì)的內(nèi)容，全章內(nèi)容結(jié)構(gòu)以萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)為核心，向宇宙學(xué)發(fā)展歷史的兩頭延伸。托勒密相象地球處在宇宙的中心，哥白尼則設(shè)想太陽(yáng)處在中心，開(kāi)普勒總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)定律，牛頓第一個(gè)用牛頓定律和萬(wàn)有引力定律解釋所有星體運(yùn)動(dòng)，愛(ài)因斯坦則用幾何學(xué)的時(shí)空體系解釋星體的運(yùn)動(dòng)。牛頓將天上的力與地上的力統(tǒng)一起來(lái)，愛(ài)因斯坦將時(shí)間與空間、引力與光聯(lián)系在一起，霍金將引力、量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)聯(lián)系起來(lái)，教材就是按照物理學(xué)理論在三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行編排的。本節(jié)旨在使學(xué)生了解牛頓力學(xué)不能窮盡一切物理現(xiàn)象，還有愛(ài)因斯坦的“時(shí)空觀”，還有量子力學(xué)等知識(shí)體系，也要使學(xué)生了解愛(ài)因斯坦的相對(duì)論是一種新的時(shí)空與引力理論，是對(duì)牛頓力學(xué)的修正，并不是對(duì)牛頓力學(xué)簡(jiǎn)單的否定，只是牛頓引力理論被包括在新的時(shí)空與引力理論之中。

二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與能力目標(biāo)：

（1）了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就。

（2）認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍。

（3）初步了解微觀和高速世界中的奇妙現(xiàn)象。

（4）了解相對(duì)論、量子論的建立對(duì)人類深入認(rèn)識(shí)客觀世界的作用，知道物理學(xué)改變?nèi)藗兪澜缬^的作用。

2、過(guò)程與方法

通過(guò)閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無(wú)止境的。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)的知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系

四、教法、學(xué)法

教法： 學(xué)案導(dǎo)學(xué)、閱讀指導(dǎo)

學(xué)法：自主探究、小組交流合作

五、教學(xué)過(guò)程

【引入新課】

教師活動(dòng)：自從17世紀(jì)以來(lái)，以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展，取得了巨大的成 就，經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生

產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的，向其它科學(xué)一樣，它也有一定的適用范圍，有自己的局限性。那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢？有怎樣的局限性呢？這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)。

【進(jìn)行新課】

[課件展示]：

請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，閱讀時(shí)考慮下列問(wèn)題

1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就？舉例說(shuō)明。

2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用？能說(shuō)出為什么嗎？舉例說(shuō)明。

3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？自己概括一下。

4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)？應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)？

5、怎樣理解英國(guó)劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，并思考上面的問(wèn)題。分組討論，代表發(fā)言、展示。小組總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。教師活動(dòng)：待學(xué)生閱讀教材后，傾聽(tīng)學(xué)生代表的發(fā)言，和其他學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。

一、經(jīng)典力學(xué)的廣泛應(yīng)用。

二、經(jīng)典力學(xué)與狹義相對(duì)論

1、物體的質(zhì)量隨物體的運(yùn)行速度而變化

2、物體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間與參考系的選擇有

關(guān)

3、當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)小于光速C（3×108）時(shí)兩者結(jié)論是一致的。

三、經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)性不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋，但量子力學(xué)能正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)

律。

四、經(jīng)典力學(xué)與廣義相對(duì)論牛頓引力理論在強(qiáng)引力作用下不適用，只能用廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)理論來(lái)解釋強(qiáng)引力作用。

五、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 宏觀、低速、弱力情況下適用。

在前面的幾節(jié)學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解了牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，并應(yīng)用到海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)，再到宇宙航行等萬(wàn)有引力理論成就的介紹，使學(xué)生對(duì)牛頓力學(xué)產(chǎn)生敬仰之時(shí)，來(lái)一個(gè)經(jīng)典力學(xué)的局限性的介紹，拓展學(xué)生的知識(shí)、開(kāi)闊學(xué)生的視野的同時(shí)，正確認(rèn)識(shí)物理學(xué)理論的發(fā)展與適用范圍，切身感受到科學(xué)永遠(yuǎn)是一部“末完成的交響曲”。

第三篇：必修二6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性

6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

（1）知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍；

（2）了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用；（3）知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)。

2、過(guò)程與方法：通過(guò)閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無(wú)止境的。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。

教學(xué)難點(diǎn)：高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系。教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)教具準(zhǔn)備：掛圖、多媒體課件 教學(xué)過(guò)程：

第六節(jié)

經(jīng)典力學(xué)的局限性

（一）新課導(dǎo)入

自從17世紀(jì)以來(lái)，以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)晨，如：在宏觀、低速、弱引力的廣闊領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中取得了巨大的成就，經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，如從地面物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)，從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)，從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等各種交通工其：從投出的籃球到發(fā)射火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船??從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的，像一切科學(xué)一樣，它沒(méi)有也不會(huì)窮盡一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科學(xué)理論一樣，是一部“未完成的交響曲”，那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢？有怎樣的局限性呢？這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)。

（二）新課教學(xué)

1、從低速到高速

請(qǐng)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、速度合成與兩個(gè)公設(shè)。（低速到高速的概念，通常所見(jiàn)的物體的運(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)，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(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即：其中Db為靜止質(zhì)量，m是物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速。例如：（1）v＝0.8c時(shí)，物體的質(zhì)量約增大到靜止質(zhì)量的1.7倍，這時(shí)經(jīng)典力學(xué)就不再適用了。（2）如地球以v＝30km／s的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，m=l 010 lOlmo，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計(jì)。

速度合成與兩個(gè)公設(shè)。一條河流中的水以相對(duì)河岸的速度v

水岸

流動(dòng)，河中的船以相對(duì)于河水的速度v船水順流而下，在經(jīng)典力學(xué)中，船相對(duì)于岸的速度即為v船岸=v船水+v水岸

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這簡(jiǎn)直是天經(jīng)地義的，但是，仔細(xì)一看，這個(gè)關(guān)系式涉及兩個(gè)不同的慣性參考系，而速度總是與位移(空間長(zhǎng)度)及時(shí)間間隔的測(cè)量相聯(lián)系，在牛頓看來(lái)，位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系無(wú)關(guān)，正是在這種時(shí)空的觀念下，上式才成立，然而，相對(duì)論認(rèn)為，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同的參考系中是不同的，因而上式不能成立，經(jīng)典力學(xué)也就不再適用了。（1）相對(duì)性原理：物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有相同的形式。（2）光速不變?cè)恚涸谝磺袘T性參考系中，測(cè)量到的真空中的光速都一樣。

經(jīng)典力學(xué)是適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體還是適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體呢？（適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體）閱讀教材科學(xué)漫步部分，體會(huì)時(shí)間和空間是什么？

2、從宏觀到微觀

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從宏觀到微觀”部分，并說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)是適用于宏觀物體還是微觀物體。（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(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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。

經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子。相對(duì)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？（相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，說(shuō)明人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)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(shí)到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。）

3、從弱引力到強(qiáng)引力

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從弱引力到強(qiáng)引力”部分，并回答問(wèn)題：何為弱引力？何為強(qiáng)引力？（萬(wàn)有引力屬于弱引力，利用萬(wàn)有引力定律可以解釋天體的運(yùn)動(dòng)，并預(yù)言和發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星，首次把天上的星體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地面物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)。）

愛(ài)因斯坦引力理論表明，當(dāng)天體半徑減小到一定程度時(shí)(太陽(yáng)的引力半徑為3 km，地球的引力半徑為1 m)，天體間的引力就趨于無(wú)窮大。討論與交流

（1）實(shí)際的天文觀測(cè)，行星的運(yùn)行軌道并不是嚴(yán)格閉合的，它們的近日點(diǎn)在不斷地旋進(jìn)，經(jīng)典力學(xué)的解釋令人滿意嗎？（用什么理論來(lái)圓滿地進(jìn)行了解釋？按牛頓的萬(wàn)有引力定律推算，行星的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，與實(shí)際觀測(cè)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(shí)際觀測(cè)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(ài)因斯坦根據(jù)廣義相對(duì)論計(jì)算出水星近日點(diǎn)的旋進(jìn)還應(yīng)有43’的附加值，同時(shí)還預(yù)言了光線在經(jīng)過(guò)大質(zhì)量的星體附近時(shí)，如經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并且都被觀測(cè)證實(shí)。（2）何為天體的引力半徑？

假定一個(gè)球形天體的質(zhì)量不變，并通過(guò)壓縮減小它的半徑，天體表面上的引力將會(huì)增加，當(dāng)引力趨于無(wú)窮大時(shí)，被壓縮天體半徑接近的值——“引力半徑”。

只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛(ài)因斯坦和牛頓的理論計(jì)算出的力的差異并不很大，但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，這種差異將急劇增大，這就是說(shuō)，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的萬(wàn)有引力理論將不再適用。

對(duì)于這樣的科學(xué)發(fā)展過(guò)程，英國(guó)劇作家蕭伯納曾詼諧地說(shuō)，‘科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”這種調(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? 歷史上的科學(xué)成就不會(huì)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(3X108m／s)時(shí)，相對(duì)論與經(jīng)典理論的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別；當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常數(shù)”h(6．63X10-34J·s)可以忽略不計(jì)時(shí)，量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別，相對(duì)論和量子力學(xué)都沒(méi)有否定過(guò)去的科學(xué)，面只認(rèn)為過(guò)去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形。

實(shí)例探究

例1：以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用？

參考答案：經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建立了天體力學(xué)；經(jīng)典力學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，建立了應(yīng)用力學(xué)，如水利學(xué)，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等。從地面上各種物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)：從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)：從攔柯筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng)，從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船等等，所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律。

例2：以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？

參考答案：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問(wèn)題，不能用來(lái)處理強(qiáng)引力問(wèn)題。

課堂訓(xùn)練

（1）20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦提出了

，改變了經(jīng)典力學(xué)的一些結(jié)論，在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是

的，而相對(duì)論指出質(zhì)量隨著速度變化而

。（2）20世紀(jì)初期，建立了

，它能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

（3）經(jīng)典力學(xué)只適用于解決

問(wèn)題，不能用來(lái)處理——問(wèn)題，經(jīng)典力學(xué)只適用于物體，一般不適用于。

（4）微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不僅具有

性．同時(shí)具有波動(dòng)性．它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明．要增強(qiáng)正確描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需要用。

（5）牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于

物體的運(yùn)動(dòng)，狹義相對(duì)論闡述物體在以

的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律。

參考答案

（1）狹義相對(duì)論

固定不變

變化

（2）量子力學(xué)

（3）低速運(yùn)動(dòng)

高速運(yùn)動(dòng)

宏觀

微觀粒子

（4）粒子

量子力學(xué)

（5）宏觀、低速

接近光速

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m是不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的，而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)量要隨著物體的運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大。即

（2）從宏觀到微觀：相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并不說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)失去了意義，只說(shuō)明它有一定的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。（3）從弱引力到強(qiáng)引力：相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別．相對(duì)論與量子力學(xué)都沒(méi)有否定過(guò)去的科學(xué)，而只是認(rèn)為科學(xué)在一定條件下有其特殊性，經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，不適用于強(qiáng)引力。

板書(shū)設(shè)計(jì)：

第六節(jié)

經(jīng)典力學(xué)的局限性

1、從低速到高速

經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)

2、從宏觀到微觀

經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體

3、從弱引力到強(qiáng)引力

萬(wàn)有引力定律只適用于弱引力

第四篇：高中物理必修一教案：4.4力學(xué)單位制

§4.4力學(xué)單位制

一、教材分析

在初中階段，物理量單位的學(xué)習(xí)是學(xué)生較為困惑的問(wèn)題之一。前面關(guān)于1N的規(guī)定給學(xué)生的印象總好像是有些隨意。尤其是牛頓、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等單位的規(guī)定。使得學(xué)生感動(dòng)物理太復(fù)雜。事實(shí)上，只有把單位制放在整個(gè)物理學(xué)框架中加以認(rèn)識(shí)，并且知識(shí)有了一定的積累。經(jīng)歷了充分的學(xué)習(xí)過(guò)程后才能體會(huì)物理量單位的命名和使用規(guī)則。體會(huì)到其中對(duì)一些單位進(jìn)行規(guī)定的合理性和方便特征。

物理學(xué)單位中，有很少幾個(gè)基本物理量，它們的單位就是基本單位。在進(jìn)行了這種選定之后，其它物理量的單位就是根據(jù)它的定義式，有所選擇的其他物理量的單位共同確定的。

國(guó)際單位制的建立和使用，不僅方便了國(guó)際間的交流，也逐漸成為科學(xué)研究中計(jì)算和運(yùn)用的一種規(guī)范約束。中學(xué)生應(yīng)該注意學(xué)習(xí)，逐步習(xí)慣，在記錄、表達(dá)和計(jì)算中規(guī)范使用。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1．了解什么是單位制，知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位； 2．認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用

（二）過(guò)程與方法

1．讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到統(tǒng)一單位的必要性．

2．使學(xué)生了解單位制的基本思想．

3．培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算中采用國(guó)際單位，從而使運(yùn)算過(guò)程的書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)化． 4．通過(guò)學(xué)過(guò)的物理量了解單位的重要性，知道單位換算的方法．

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1．使學(xué)生理解建立單位制的重要性，了解單位制的基本思想．

2．了解度量衡的統(tǒng)一對(duì)中國(guó)文化的發(fā)展所起的作用，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情操． 3．讓學(xué)生了解單位制與促進(jìn)世界文化的交流和科技的關(guān)系．

4．通過(guò)一些單位的規(guī)定方式，了解單位統(tǒng)一的重要性，并能運(yùn)用單位制對(duì)計(jì)算過(guò)程或結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)．

三、教學(xué)重點(diǎn) 難點(diǎn)

重點(diǎn)： 1．什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位． 2．力學(xué)中的三個(gè)基本單位．

3．單位制．

難點(diǎn)：

統(tǒng)一單位后，計(jì)算過(guò)程的正確書(shū)寫(xiě)．

四、學(xué)情分析

在初中階段，物理量單位的學(xué)習(xí)是學(xué)生較為困惑的問(wèn)題之一。上一節(jié)關(guān)于1N的規(guī)定使

學(xué)生感到困惑。通過(guò)單位制的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解單位制、單位統(tǒng)一的重要性。

五、教學(xué)方法

探究、講授、討論、練習(xí)

六、課前準(zhǔn)備

1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：通過(guò)預(yù)習(xí)知道什么是單位制，知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位；什么是導(dǎo)出單位，單位換算的方法。

2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。

3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置。

七、課時(shí)安排：1課時(shí)

八、教學(xué)過(guò)程

（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實(shí)知道了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo) 展示張飛和姚明的圖片

師：大家都認(rèn)識(shí)這兩個(gè)人吧．

生：認(rèn)識(shí)，一個(gè)是張飛，一個(gè)是姚明．

師：那么大家知道他們的身高是多少呢? 生：《三國(guó)演義)上說(shuō)張飛身高9尺．

師：按照現(xiàn)在的計(jì)算方法，張飛的身高應(yīng)該是多少? 生：三尺是1 m，張飛的身高應(yīng)該是3m．

師：姚明在當(dāng)代應(yīng)該是身高很高的人了，他的身高是多少?

生：2．26m．看起來(lái)張飛要比姚明高很多，打籃球一定挺厲害．

師：并不是張飛比姚明高，而是古代的尺和現(xiàn)代的尺不一樣．在我國(guó)有“伸掌為尺”的說(shuō)法，我國(guó)三國(guó)時(shí)期(公元3世紀(jì)初)王肅編的《孔子家語(yǔ)》一書(shū)中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋．”兩臂伸開(kāi)長(zhǎng)八尺，就是一尋；從秦朝(約公元前221年)至清末(約公元1911年)的2 000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0．230 9m到0．355 8m的變化，其差別相當(dāng)懸殊．

師：大家如果經(jīng)?？碞BA介紹時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)姚明的身高并不是說(shuō)成2．26m，而是怎樣介紹的呢?

生：我記得好像是幾英尺幾英寸，具體數(shù)值記不清了．

師：1英尺等于0．304 8m，1英寸為2．54 cm．大家如果不記得的話可以重新計(jì)算一下，也可以計(jì)算一下自己的身高是多少．大家知道尺和英尺是怎樣來(lái)得嗎? 生：不知道． 多媒體介紹

．

在古代，人們常用身體的某些器官或部位的尺度作為計(jì)量單位．在遙遠(yuǎn)的古埃及時(shí)代，人們用中指來(lái)衡量人體的身長(zhǎng)，認(rèn)為健美的人身長(zhǎng)應(yīng)該是中指長(zhǎng)度的19倍．各個(gè)國(guó)家，地區(qū)以及各個(gè)歷史時(shí)期，都有各自的計(jì)量單位．僅以長(zhǎng)度為例，歐洲曾以手掌的寬度或長(zhǎng)度作為長(zhǎng)度的計(jì)量單位，稱為掌尺．在英國(guó)，1掌尺相當(dāng)于7．62 cm而在荷蘭，1掌尺卻相當(dāng)于10cm．英尺是8世紀(jì)英王的腳長(zhǎng)，1英尺等于0.304 8 m．10世紀(jì)時(shí)英王埃德加把自

己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1英寸．1英寸為2．54cm．這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣

一個(gè)長(zhǎng)度單位．他把從啟己的鼻尖到伸開(kāi)手臂中指末端的距離——91 cm，定為1碼．到了1101年，亨利一世在法律上認(rèn)定了這一度量單位，此后，“碼”便成為英國(guó)的主要長(zhǎng)度單位，一直沿用了1 000多年．在我國(guó)亦有“伸掌為尺”的說(shuō)法．我國(guó)三國(guó)時(shí)期(公元3世紀(jì)初)王肅編的《孔子家語(yǔ)》一書(shū)中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋．”兩臂伸開(kāi)長(zhǎng)八尼，就是一尋；從秦朝(約公元前221年)至清末(約公元1911年)的2 000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0．230 9 m到0.355 8m的變化，其差別相當(dāng)懸殊． 多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。

（三）合作探究、精講點(diǎn)撥

[討論與交流] 單位的不統(tǒng)一會(huì)造成什么樣的困難?

(自學(xué)總結(jié))(投影問(wèn)題)1．什么是基本量，什么是基本單位?力學(xué)中的基本單位都有哪些，分別對(duì)應(yīng)什么物理量? 2．什么是導(dǎo)出單位?你學(xué)過(guò)的物理量中哪些是導(dǎo)出單位?借助物理公式來(lái)推導(dǎo)． 3．什么是國(guó)際單位制?國(guó)際單位制中的基本單位共有幾個(gè)?它們分別是什么?對(duì)應(yīng)什么物理量? 注：在這個(gè)過(guò)程中，老師可以巡回指導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)，并幫助水平較差的同學(xué)進(jìn)行總結(jié)．這個(gè)過(guò)程大約持續(xù)10min左右．然后讓學(xué)生回答所提出的問(wèn)題并鞏固補(bǔ)充學(xué)生掌握的知識(shí)．

師：請(qǐng)同學(xué)們回答剛才這幾個(gè)問(wèn)題．1．什么是基本量，什么是基本單位?力學(xué)中的基本單位都有哪些，分別對(duì)應(yīng)什么物理量? 生1：選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫做基本單位．

生2：力學(xué)中的基本量有長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間．它們的單位分別是米、千克和秒． 師：2．什么是導(dǎo)出單位?你學(xué)過(guò)的物理量中哪些是導(dǎo)出單位?借助物理公式來(lái)推導(dǎo)．

生1：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位，叫做導(dǎo)出單位．

生2：我們學(xué)過(guò)的導(dǎo)出單位很多，比如加速度的單位m／s2，它可以根據(jù)公式a＝△v/t來(lái)進(jìn)行推導(dǎo)．密度的單位是kg／m3，可以根據(jù)密度的計(jì)算公式:p＝m/v進(jìn)行推導(dǎo)．

師：我們學(xué)過(guò)的力的單位牛頓是不是基本單位呢? 生：不是，牛頓也是一個(gè)導(dǎo)出單位．根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，可得力的單位應(yīng)該與質(zhì)量的單位和加速度的單位有關(guān)．1 N＝1 kg·m／s2．

師：第三個(gè)問(wèn)題：什么是國(guó)際單位制?國(guó)際單位制中的基本單位共有幾個(gè)?它們分別是什么?對(duì)應(yīng)什么物理量?大家設(shè)計(jì)一個(gè)表格來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題．

生：國(guó)際計(jì)量委員會(huì)在1960年在第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上制訂了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制．簡(jiǎn)稱SI．

物理量的名稱

單位名稱

長(zhǎng)度

質(zhì)量

時(shí)間

單位符號(hào)

米

m

千克(公斤)

kg

秒

s

電流

安(培)

A

熱力學(xué)溫度

開(kāi)(爾文)

K

物質(zhì)的量

摩(爾)

mol

發(fā)光強(qiáng)度

坎(德拉)

cd(例)一個(gè)原來(lái)靜止的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大?5s內(nèi)通過(guò)的位移是多少?

（四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位，什么是單位制，知道了力學(xué)中的三個(gè)基本單位以及統(tǒng)一單位后，解題過(guò)程的正確書(shū)寫(xiě)方法．

【當(dāng)堂檢測(cè)】1．一個(gè)原來(lái)靜止在光滑水平面上的物體，質(zhì)量是20kg，在兩個(gè)大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3 s末物體的速度是多大?3 s內(nèi)物體的位移是多少? 2．現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空：

A.密度

B．米／秒

巴牛頓

D．加速度

巳質(zhì)量

F．秒

G．厘米

H．長(zhǎng)度

I．時(shí)間

J.千克

(1)屬于物理量的是——(填前面的字母)．

(2)在國(guó)際單位制中，作為基本單位的物理量有

．

(3)在國(guó)際單位制中基本單位是——，屬于導(dǎo)出單位的是——·

答案：(1)ADEHI(2)EHI(3)FJ BC

解析：要分清物理量和物理單位、基本單位和導(dǎo)出單位．

說(shuō)明：本題容易把物理量和單位制混淆．

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。板書(shū)設(shè)計(jì)

九、板書(shū)設(shè)計(jì)

力學(xué)單位制

（?1）選定的幾個(gè)物理量的基本單位?（?2）力學(xué)中的基本單位：?jiǎn)挝恢疲?1）由基本單位和物理公?導(dǎo)出單位（?2）在計(jì)算時(shí)，一般用國(guó)??計(jì)算中不必一一寫(xiě)出各單位長(zhǎng)度；質(zhì)量；時(shí)間式推導(dǎo)出來(lái)的物理量的際單位制，量的單位單位

第五篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 經(jīng)典力學(xué)的局限性

經(jīng)典力學(xué)的局限性

整體設(shè)計(jì)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律在宏觀、低速、弱引力的廣闊領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就.但是，像一切科學(xué)一樣，經(jīng)典力學(xué)也有自己的局限性.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)完全適用.20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦建立了狹義相對(duì)論.狹義相對(duì)論闡述物體在以接近光的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律，它得出了一些不同于經(jīng)典力學(xué)的觀念和結(jié)論.經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，并且經(jīng)典力學(xué)對(duì)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)也束手無(wú)策.量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科技中發(fā)揮了重要作用.經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：低速、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)的研究對(duì)象：高速、微觀物體的運(yùn)動(dòng).本節(jié)從低速與高速、宏觀與微觀、弱引力到強(qiáng)引力三個(gè)方面介紹了經(jīng)典力學(xué)的局限性.這三個(gè)方面的具體內(nèi)容都不要求學(xué)生掌握，但是學(xué)過(guò)本節(jié)之后，學(xué)生會(huì)知道盡管前面已經(jīng)體會(huì)到了萬(wàn)有引力的輝煌成就，但它沒(méi)有窮盡一切真理，在新的領(lǐng)域還有新的規(guī)律等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，文中“未完成的交響曲”“相對(duì)論和量子力學(xué)是哪一種廣泛的理論的特殊情形呢？我們現(xiàn)在還不知道……”，這些內(nèi)容安排的著眼點(diǎn)都在情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的教育功能.從低速到高速的討論中，教材提到經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，建議在此之前做一定的補(bǔ)充講解.“科學(xué)漫步”的“時(shí)間與空間”并沒(méi)有講清時(shí)間與空間的問(wèn)題，只是提出問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生未來(lái)的探索，它的目的同樣在于情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育功能.教學(xué)重點(diǎn)

了解經(jīng)典力學(xué)的局限性.教學(xué)難點(diǎn)

了解相對(duì)論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系.課時(shí)安排

1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.知道以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍.2.知道相對(duì)論、量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系.過(guò)程與方法

經(jīng)歷科學(xué)家建立相對(duì)論和量子論的思維探索過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)思維的意義.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.了解科學(xué)理論的相對(duì)性，知道科學(xué)理論發(fā)展過(guò)程的繼承與摒棄.2.通過(guò)時(shí)間與空間的問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生對(duì)未來(lái)的探索.教學(xué)過(guò)程

導(dǎo)入新課 情景導(dǎo)入

情境1 《原理》將成為一座永垂不朽的深邃智慧的紀(jì)念碑，它向我們揭示了最偉大的宇宙定律.這部著作是高于人類一切其他思想產(chǎn)物的杰作，這個(gè)簡(jiǎn)單而普遍的定律的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗依▽?duì)象之巨大和多樣性，給予人類智慧以光榮.——

18、19世紀(jì)法國(guó)著名天文學(xué)家和天體力學(xué)家拉普拉斯

問(wèn)題：1.在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量有何不同？ 2.狹義相對(duì)論中物體的質(zhì)量表達(dá)式是怎樣的？

3.在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對(duì)論中，位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中有何區(qū)別？ 學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀課文，分組討論、歸納.明確：1.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，而在狹義相對(duì)論中，質(zhì)量要隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.2.m=m01?vc22.m0:物體靜止時(shí)的質(zhì)量，m:物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速.3.在經(jīng)典力學(xué)中，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是相同的；在狹義相對(duì)論中，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是不同的.例1 如果真空中的光速為c=3.0×108 m/s,當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度為v1=2.4×108 m/s時(shí)，質(zhì)量為3 kg.當(dāng)它的速度為1.8×108 m/s時(shí)，質(zhì)量為多少？ 解答：根據(jù)狹義相對(duì)論，m=

m01?vc22,由題意知：

m1=m01?(v12)c,m2=

m01?(v22)c, 所以m1?m22v21?2cv121?2c4439?5?,所以m2=m1?kg=2.25 kg.33445例2 繼哥白尼提出“太陽(yáng)中心說(shuō)”、開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)三定律后，牛頓站在巨人的肩膀上，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)，揭示了包括行星在內(nèi)的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；愛(ài)因斯坦既批判了牛頓力學(xué)的不足，又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓的經(jīng)典力學(xué)，創(chuàng)立了相對(duì)論.這說(shuō)明（）

①世界無(wú)限廣大，人不可能認(rèn)識(shí)世界，只能認(rèn)識(shí)世界的一部分

②人的意識(shí)具有能動(dòng)性，能夠正確地反映客觀世界

③人對(duì)世界的每一個(gè)正確認(rèn)識(shí)都有局限性，需要發(fā)展和深化

④每一個(gè)認(rèn)識(shí)都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認(rèn)識(shí)

A.①②③④

B.①②③

C.①③④

D.②③

解答：發(fā)現(xiàn)總是來(lái)自于認(rèn)識(shí)過(guò)程，觀點(diǎn)總是為解釋發(fā)現(xiàn)而提出的.主動(dòng)認(rèn)識(shí)世界，積極思考問(wèn)題，追求解決（解釋）問(wèn)題，這是科學(xué)研究的基本軌跡.任何一個(gè)人對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)都要受當(dāng)時(shí)的客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以所形成的“正確理解”都有一定的局限性.愛(ài)因斯坦的相對(duì)論理論是對(duì)牛頓力學(xué)的理論的發(fā)展和深化，但也有人正在向愛(ài)因斯坦理論挑戰(zhàn).所以正確選項(xiàng)為D.課堂訓(xùn)練

1.一個(gè)粒子，原來(lái)靜止時(shí)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為m0.則：（1）當(dāng)這個(gè)粒子的速度為3×107 m/s時(shí)，它增大的質(zhì)量占原來(lái)質(zhì)量的百分比是多少？（2）當(dāng)這個(gè)粒子的速度為2.4×108 m/s時(shí)，它增大的質(zhì)量占原來(lái)質(zhì)量的百分比又是多少？ 答案：(1)0.5%(2)66.7%

物體的__________問(wèn)題，不能用來(lái)處理__________運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；只適用于__________物體，一般不適用于__________粒子.這說(shuō)明人們對(duì)客觀事物的具體認(rèn)識(shí)在廣度上是有__________的，人們應(yīng)當(dāng)__________.解析：人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)要受到他所處的時(shí)代客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷擴(kuò)展自己的認(rèn)識(shí)，才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律；新的科學(xué)誕生并不意味著對(duì)原來(lái)科學(xué)的全盤(pán)否定，只能認(rèn)為過(guò)去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形.答案：低速運(yùn)動(dòng)

高速

宏觀

微觀

局限性

不斷擴(kuò)展認(rèn)識(shí)，在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律 課堂訓(xùn)練

1.19世紀(jì)末和20世紀(jì)初以來(lái)，物理學(xué)的研究深入到__________，發(fā)現(xiàn)__________、__________、__________等微觀粒子不僅有__________，而且有__________，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明.答案：微觀世界

電子

質(zhì)子

中子

粒子性

波動(dòng)性 2.對(duì)于經(jīng)典力學(xué)理論，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.經(jīng)典力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)

B.經(jīng)典力學(xué)的理論體系是經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家長(zhǎng)期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來(lái)的 C.經(jīng)典力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了實(shí)證科學(xué)的方法體系 D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（v→c）、引力很強(qiáng)、活動(dòng)空間很小（微觀）時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間出現(xiàn)了較大的偏差 答案：ABCD 3.以下說(shuō)法正確的是（）

A.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變

B.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動(dòng)速度增大而減小，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大

C.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大 D.上述說(shuō)法都是錯(cuò)誤的 答案：C

4.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.不論是對(duì)宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的 B.量子力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；經(jīng)典力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) D.上述說(shuō)法都是錯(cuò)誤的 答案：C 課堂小結(jié)

通過(guò)對(duì)萬(wàn)有引力定律的學(xué)習(xí)，我們了解了萬(wàn)有引力定律的輝煌成就，但是通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們又了解到它并沒(méi)有窮盡一切真理，在新的領(lǐng)域還有新的規(guī)律等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn).在本節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們從三個(gè)方面體會(huì)經(jīng)典力學(xué)的局限性：①?gòu)牡退俚礁咚伲虎趶暮暧^到微觀；③從弱引力到強(qiáng)引力.布置作業(yè)

1.閱讀教材科學(xué)足跡中牛頓的科學(xué)生涯.2.從網(wǎng)上查閱有關(guān)經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)、相對(duì)論的資料.板書(shū)設(shè)計(jì)