高中物理人教版必修2经典力学的局限性.pdf

《高中物理人教版必修2经典力学的局限性.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2经典力学的局限性.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、. 专业 . 经典力学的局限性新课标要求一知识与技能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间的变化。二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。三情感、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，认识的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教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学

2、习成果。教学工具有关录像片、计算机、投影仪等多媒体教学设备教学过程一引入新课教师活动：自从 17 世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，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，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， 向其它科学一样， 它也有一定的适用范围， 有自己的局限性。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。二进行新课教师活动：请同学们阅读课文，阅读时考虑以下问题 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

3、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。. 专业 . 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

4、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

5、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以下方程表达式：l=l022

6、1cv通称尺缩效应t=2201cvt钟慢效应m=2201cvm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， l0 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 t0 分别为在相对静止和. 专业 . 运动的系统中测得的时间；m0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vc ，那么上面的一些结果就变为l l0 ，t t0 ，m m0 ，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

7、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

8、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. 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：. 专业 . 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。