經(jīng)典力學(xué)的局限性教案

六、經(jīng)典力學(xué)的局限性一、教學(xué)目標(biāo)1．知識與技能：(1)了解牛頓運動定律及萬有引力定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)在廣闊的領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用(2)知道牛頓運動定律的適用范圍(3)知道物體的質(zhì)量、長度、時間在高速運動中必須考慮它們隨速度變化而變化(4)明確相對論和量子力學(xué)跟經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系2．過程與方法：(1)通過互聯(lián)網(wǎng)及課本對信息的收集和處理，逐步學(xué)會分析、解決問題以及提高與他人交流、合作能力(2)根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)，能計劃安排并調(diào)控自己的學(xué)習(xí)過程，有一定的自主學(xué)習(xí)能力3．情感態(tài)度與價值觀：(1)培養(yǎng)學(xué)生交流合作、評價探究結(jié)果的初步能力(2)培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲(3)學(xué)習(xí)物理學(xué)家不進取的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度二、教學(xué)重點、難點1．教學(xué)重點及其教學(xué)策略：重點：經(jīng)典力學(xué)的局限性教學(xué)策略：通過查找互聯(lián)網(wǎng)或閱讀教材收集和處理信息，進行小組協(xié)作學(xué)習(xí)。2．教學(xué)難點及其教學(xué)策略：難點：經(jīng)典力學(xué)與狹義相對論、廣義相對論和量子力學(xué)之間的關(guān)系教學(xué)策略：師生協(xié)同解決。三、設(shè)計思路充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)或課本知識收集以牛頓運動定律和萬有引力為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)在廣闊領(lǐng)域里取得的巨大成就；收集整理經(jīng)典力學(xué)在高速、微觀和強引力作用下的局限性；通過自主協(xié)作學(xué)習(xí)了解空間（長度）、時間隨速度的影響；通過對自主協(xié)作學(xué)習(xí)，了解狹義相對論、廣義相對論和量子力學(xué)跟經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系。根據(jù)對學(xué)生、教學(xué)媒體、教學(xué)內(nèi)容等的分析，教學(xué)中以“學(xué)”為中心，學(xué)生以獨立思考和協(xié)作學(xué)習(xí)方式，通過互聯(lián)網(wǎng)對信息的收集和處理，逐步學(xué)會分析、解決問題以及提高與他人交流、合作能力，必要時可以向教師尋求幫助；教師為學(xué)生的探索提供多種形式的幫助，并且促進學(xué)生之間的交流合作。四、教學(xué)資源選擇具有：教學(xué)功能（包括全體教學(xué)和分組教學(xué)）、自學(xué)功能、交互功能（包括個別討論、遙控、學(xué)生示范、分組討論等）、電子舉手、Freecht功能、監(jiān)視功能等等功能的多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TOP2000，在教學(xué)中將這些功能有機合理使用，可以營造優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。五、教學(xué)設(shè)計

教師活動學(xué)生活動點評引入新課投影人教版P80的一幅圖提問：處在不同的參考系中的觀察者來看月地間的距離，結(jié)果一樣嗎？同學(xué)們說得都有道理，但又不完全正確。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們就能理解這是怎么回事了學(xué)生積極思考、熱烈討論，有同學(xué)認為就是如圖所示的L0，有看過課外書同學(xué)認為不是L0。通過在不同的參考系中觀察月地間的距離是否一定這個司空見慣的問題來引入本節(jié)課的教學(xué)，多數(shù)學(xué)生認為，這個距離難道不是一定的嗎？這樣激發(fā)學(xué)生的濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強烈的求知欲。講授新課通過互聯(lián)網(wǎng)查閱資料，閱讀課本，回答下列問題：1、你知道以牛頓運動定律及萬有引力定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用？2、物體的運動從低速到高速（接近光速）時，物體的質(zhì)量還是物體的固有屬性嗎？3、物體運動的位移和運動的時間與參考系的選擇有關(guān)嗎？牛頓的絕對時空觀和愛因斯坦的相對時空觀有何不同？他們在什么情況下是一致的？4、經(jīng)典力學(xué)能很好的解釋微觀粒子的運動情況嗎？若不能，是什么新的理論解決了上述問題？5、經(jīng)典力學(xué)能否很好地解釋水星的公轉(zhuǎn)軌道的旋進現(xiàn)象？需要用到什么新的理論來解釋這個現(xiàn)象？6、總結(jié)一下牛頓經(jīng)的典力學(xué)在什么情況下適用？7、經(jīng)典力學(xué)理論與狹義相對論、廣義相對論和量子力學(xué)之間的有何關(guān)系？8、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?！蹦闳绾卫斫膺@句的含義？是新的科學(xué)理論否定了過去的理論了嗎？學(xué)生可以通過上網(wǎng)查閱數(shù)據(jù)、看教材等手段查找需要的數(shù)據(jù)。小組合作學(xué)習(xí)。以小組為單位，展開熱烈討論回答出經(jīng)典力學(xué)在兩次工業(yè)革命中發(fā)揮出巨大作用。物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即：（其中m0是物體靜止時的質(zhì)量，m是物體速度為v時的質(zhì)量，c是真空中的光速）物體運動的位移與運動的時間與參考系的選擇有關(guān)，相對論時空觀認為：在運動參考系中具有時間膨脹效應(yīng)，長度縮短效應(yīng)。只有在參考系的速度v<<C時，牛頓的絕對時空觀和愛因斯坦的相對時空觀是一致的。經(jīng)典力學(xué)不能很好的解釋微觀粒子的波動性，但量子力學(xué)能正確地描述微觀粒子的運動規(guī)律。經(jīng)典力學(xué)不能很好的解釋水星的公轉(zhuǎn)軌道不是閉合的，而是在近日點不斷的旋進，愛因斯坦的廣義相對論引入了“引力半徑”的概念，當(dāng)天體的距離接近引力半徑時，相互作用力趨于無窮大，而不是象萬有引力那樣，距離要接近至零時，相互可利用力才趨于無窮大。從而很好的解釋了水星公轉(zhuǎn)軌道旋進的現(xiàn)象。牛頓力學(xué)在宏觀、低速、弱力情況下適用。當(dāng)物體的運動速度遠小于光速C（3×108m/s）時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論是一致的；當(dāng)普朗克常數(shù)h（6.63×10－34J·S）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。比如：愛因斯坦創(chuàng)立的相對論從而揭示了空間、時間、物質(zhì)、運動之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性。相對論把牛頓力學(xué)理論作為一種特殊情況（當(dāng)運動速度遠比光速低的時候）概括在內(nèi)通過互聯(lián)網(wǎng)對信息的收集和處理，逐步學(xué)會分析、解決問題以及提高與他人交流、合作能力。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。認真閱讀，是學(xué)習(xí)必不可少的。如果學(xué)生能夠回答（基本）正確，教師就沒有必要重復(fù)。教學(xué)中以“學(xué)”為中心，學(xué)生以獨立思考和協(xié)作學(xué)習(xí)方式，必要時可以向教師尋求幫助；教師為學(xué)生的探索提供多種形式的幫助，并且促進學(xué)生之間的交流合作。可以利用的TOP的分組教學(xué)功能，幫助有學(xué)習(xí)有困難的同學(xué)。學(xué)生回答時，可以先電子舉手，老師再利用TOP2000多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行廣播。學(xué)生回答的問題可能不一定的正確或不完全正確，可以讓學(xué)生相互討論、相互補充，讓學(xué)生進行自我評價和協(xié)作學(xué)習(xí)。板書設(shè)計一、經(jīng)典力學(xué)的廣泛應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)在兩次工業(yè)革命中發(fā)揮出巨大作用。二、經(jīng)典力學(xué)與狹義相對論物體的質(zhì)量隨物體的運行速度而變化物體運動的位移與時間與參考系的選擇有關(guān)當(dāng)物體的速度遠小于光速C（3×108）時兩者結(jié)論是一致的。三、經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)微觀粒子運動的波動性不能用經(jīng)典力學(xué)來解釋，但量子力學(xué)能正確地描述微觀粒子的運動規(guī)律。四、經(jīng)典力學(xué)與廣義相對論牛頓引力理論在強引力作用下不適用，只能用廣義相對論的引力場理論來解釋強引力作用。五、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍宏觀、低速、弱力情況下適用六課后反思“經(jīng)典力學(xué)的局限性”這節(jié)課純粹是知識性的知識，如果用傳統(tǒng)的講授式的教學(xué)學(xué)生也能掌握，但學(xué)生的各方面的能力不能得到很好的培養(yǎng)，不符合新課程的理念，我們通過網(wǎng)絡(luò)課這種模式，讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)收集有用信息，然后再對信息進行加工處理，整個教學(xué)過程中充分突出了學(xué)生的“學(xué)”，逐步培養(yǎng)學(xué)生對信息的收集和處理能力，同學(xué)之間交流合作、評價探究結(jié)果的能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和體會物理學(xué)家不進取的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度，懂得科學(xué)總是在不斷地進步，但是舊的科學(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。信息技術(shù)不僅在改變著