2023年物理教学设计物理教学设计教案(4篇).docx
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1、2023年物理教学设计物理教学设计教案(4篇) 作为一位兢兢业业的人民老师,经常要写一份优秀的教案,教案是保证教学取得胜利、提高教学质量的基本条件。优秀的教案都具备一些什么特点呢?以下是我收集整理的教案范文,仅供参考,希望能够帮助到大家。 物理教学设计 物理教学设计教案篇一 经典力学的局限性 课型 新授课(2课时) 教学目标 学问与技能 1.知道牛顿运动定律的适用范围. 2.了解经典力学在科学探讨和生产技术中的广泛应用. 3.知道质量与速度的关系,知道高速运动中必需考虑速度随时 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,人类对科学的相识是无止境的.
2、 情感、看法与价值观 通过对牛顿力学适用范围的探讨,使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围,相识学问的改变性和无穷性,培育献身于科学的时代精神. 教学重点、难点 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、探讨、练习 教学手段 教具打算 录像资料,多媒体课件 教学活动 新课导入 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晨,如:在宏观、低速、弱引力的广袤领域,包括天体力学的探讨中取得了巨大的成就.经典力学在科学探讨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,从大气的流淌到地壳的变动,从拦河筑
3、坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工其:从投出的篮球到放射火箭、人造卫星、宇宙飞船从而证明白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学问. 新课教学 一、从低速到高速 (展示问题) 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、速度合成与两个公设. 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,放射的导弹、人造卫星及宇
4、宙飞船等.有些微观粒子在肯定条件下其速度可以与光速相接近,这样的速度称为高速. 质速关系是: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 其中db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. 例如:(1)v0.8c时,物体的质量约增大到静止质量的1.7倍,这时经典力学就不再适用了. (2)如地球以v30km/s的速度绕太阳公转时,m=l 010 lolmo,它的质量增大非常微小,可以忽视不计. 速度合成与两个公设.一条河流中的水以相对河岸的速度v水岸流淌,河中的船以相对于河水的速度v船水顺流而下.在经典力学中,船相对于岸的速度即为v
5、船岸=v船水+v水岸 阅历告知我们,这简直是天经地义的.但是,细致一看,这个关系式涉及两个不同的惯性参考系,而速度总是与位移(空间长度)刚好间间隔的测量相联系.在牛顿看来,位移和时间的测量与参考系无关,正是在这种时空的观念下,上式才成立.然而,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的,因而上式不能成立,经典力学也就不再适用了. (1)相对性原理:物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式. (2)光速不变原理:在一切惯性参考系中,测量到的真空中的光速都一样. 师:经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢? 生:适用于低速运动的物体. 师:阅读教材科学闲逛部
6、分,体会时间和空间是什么. 生:时间与空间并没有讲清时间与空间的问题,只是提出问题,激励我们对将来的探究. 二、从宏观到微观 师:请同学们阅读教材“从宏观到微观”部分,并说明经典力学是适用于宏观物体还是微观物体。 生:19世纪末到20世纪初,人们相继发觉了电子、质子、中子等微观粒子,发觉它们不仅具有粒子性,面且具有波动性,它们的运动规律不能用经典力学描述. 20世纪20年头,建立了量子力学,它能够正确地描述微观粒子运动的规律性,并在现代科学技术中发挥了重要作用. 经典力学一般不适用于微观粒子. 师:相对论和量子力学的出现,是否表示经典力学失去了意义? 生:相对论和量子力学的出现,说明人类对自然
7、界的相识更加广泛和深化,而不表示经典力学失去了意义.它只是使人们相识到经典力学有它的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动,只适用于宏观世界,不适用于微观世界。 三,从弱引力到强引力 (展示问题) 师:请同学们阅读教材“从弱引力到强引力”部分,并回答问题:何为弱引力?何为强引力? 生:万有引力属于弱引力.利用万有引力定律可以说明天体的运动,并预言和发觉了海王星和冥王星,首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统一起来. 爱因斯坦引力理论表明,当天体半径减小到肯定程度时(太阳的引力半径为3 km,地球的引力半径为1 m),天体间的引力就趋于无穷大. 探讨与沟通) (展示问题) (1)实
8、际的天文观测,行星的运行轨道并不是严格闭合的,它们的近日点在不断地旋进.经典力学的说明令人满足吗?用什么理论来圆满地进行了说明?(投影) 生:按牛顿的万有引力定律推算,行星的运动应当是一些椭圆或圆,行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动,与实际观测结果不符.经典力学也能作出一些说明,但是,水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多.经典力学的说明不能令人满足. 爱因斯坦依据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43的附加值,同时还预言了光线在经过大质量的星体旁边时,如经过太阳旁边时会发生偏转现象.并且都被观测证明. (2)何为天体的引力半径? 生:假定一个球形天体的质量不变,并通过压缩减小它的半径,天
9、体表面上的引力将会增加,当引力趋于无穷大时,被压缩天体半径接近的值“引力半径”. 只要天体的实际半径远大于它们的引力半径,那么爱因斯坦和牛顿的理论计算出的力的差异并不很大.但当天体的实际半径接近引力半径时,这种差异将急剧增大.这就是说,在强引力的状况下,牛顿的万有引力理论将不再适用. 对于这样的科学发展过程,英国剧作家萧伯纳曾诙谐地说,科学总是从正确走向错误.”这种调佩倒也不失为一种幽默的表述. (3)历的科学成就与新的科学成就的关系是什么? 生:历的科学成就不会被新的科学成就所否定,而是作为某些条件下的局部情形,被包括在新的科学成就之中.如:当物体的速度远小于光速c(3x108m/s)时,相
10、对论与经典理论的结论没有区分;当另一个重要常数即“普朗克常数”h(6.63x10-34js)可以忽视不计时.量子力学和经典力学的结论没有区分.相对论和量子力学都没有否定过去的科学,面只认为过去 的科学是自己在肯定条件下的特别情形. (例11以牛顿运动定律为基础的经典力学,在科学探讨和生产技术中有哪些应用? 参考答案:经典力学在科学探讨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:从大气的流淌到地壳的变动:从拦柯筑坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等
11、现代交通工具的运动,从投出篮球到放射导弹、卫星、宇宙飞船等等,全部这些都听从经典力学规律. (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? 参考答案: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:经典力学只适用于解决弱引力问题,不能用来处理强引力问题. 课堂训练 1.20世纪初,物理学家爱因斯坦提出了,变更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改变而 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
12、般不适用于. 4.微观粒子的运动不仅具有性.同时具有波动性.它们的运动规律许多状况下不能用经典力学来说明.要增加正确描述微观粒子的运动规律,须要用. 5.牛顿运动规律只适用于物体的运动,狭义相对论阐述物体在以的速度运动时所遵从的规律. 参考答案 1.狭义相对论固定不变改变 2.量子力学 3.低速运动高速运动宏观微观粒子 4.粒子量子力学 5.宏观、低速接近光速 小结 本节学习了经典力学的局限性: (1)从低速到高速:在经典力学中,物体的质量m是不随运动状态变更的,而狭义相对论指出,质量要随着物体的运动速度的增大而增大.即 (2)从宏观到微观:相对论和量子力学的出现,并不说明经典力学失去了意义.
13、只说明它有肯定的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界. (3)从弱引力到强引力:相对论物理学与经典物理学的结论没有区分.相对论与量子力学 都没有否定过去的科学,而只是认为科学在肯定条件下有其特别性.经典力学只适用于弱引力,不适用于强引力. 学生活动 作业 布置作业 仔细阅读教材.相识到物理中的结论和规律一般都有其适用范围,相识学问的改变性和无穷性,培育献身于科学的时代精神. 课外训练 阅读教材83页科学踪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. 板书设计 6.经典力学的局限性 一、从低速到高速经典力学只适用于低速运动 二、从宏观到
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