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高中物理《经典力学的局限性》优秀教案一、教学目标1. 让学生了解经典力学的基本原理和适用范围。
2. 使学生认识到经典力学的局限性，并能举例说明。
3. 引导学生了解相对论和量子力学等现代物理学理论，并认识其在解决经典力学局限性问题中的应用。
4. 培养学生的科学思维能力和创新意识。
二、教学重点与难点1. 教学重点：经典力学的基本原理和适用范围。
经典力学的局限性及其举例。
2. 教学难点：相对论和量子力学等现代物理学理论的内涵及其在解决经典力学局限性问题中的应用。
三、教学方法1. 采用问题驱动的教学模式，引导学生通过思考和讨论，探索经典力学的局限性。
2. 利用多媒体课件和实例，形象直观地展示经典力学的局限性。
3. 结合物理实验，让学生亲身体验经典力学的适用范围和局限性。
4. 引入相对论和量子力学等现代物理学理论，拓展学生知识视野。
四、教学准备1. 多媒体课件和实例。
2. 物理实验器材。
3. 相对论和量子力学等现代物理学教材或参考资料。
五、教学过程1. 导入：通过展示经典力学在日常生活和科技发展中的重要作用，激发学生的学习兴趣。
提出问题：“经典力学是否适用于所有物体和情况？”引发学生思考。
2. 经典力学的基本原理和适用范围：讲解牛顿三定律和万有引力定律。
分析经典力学的适用范围，如宏观、低速、弱引力等情况。
3. 经典力学的局限性及其举例：讲解经典力学在高速、强引力等特殊情况下的局限性。
举例说明，如黑体辐射、光电效应等。
4. 现代物理学理论的介绍：简要介绍相对论和量子力学等现代物理学理论的内涵。
阐述相对论和量子力学在解决经典力学局限性问题中的应用。
5. 物理实验：安排经典力学实验，如自由落体实验、斜面实验等。
让学生亲身体验经典力学的适用范围和局限性。
6. 课堂讨论：引导学生思考和讨论经典力学的局限性及其在实际应用中的解决方法。
鼓励学生提出问题和观点，培养学生的科学思维能力和创新意识。
布置作业，让学生进一步巩固和拓展所学知识。
6.6经典力学的局限性★新课标要求（一）知识与技能1、了解经典力学的局限性，知道它只在宏观、低速现象领域成立。
2、知道狭义相对论的基本原理和强相互作用及弱相互作用。
（二）过程与方法牛顿通过思考物体在接近光速运动时的现象，认识到长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化，这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
（三）情感、态度与价值观认识到牛顿力学的局限性，只适用低速，不适用于高速；只适用于宏观世界，不适用于微观世界。
经典力学具有局限性。
★教学片段一、提出问题：1、速度有无极限。
2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。
3、时间和空间是否是绝对一成不变的。
4、牛顿建立的经典力学已相当完善，爱因斯坦为什么还要提出相对论。
相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论。
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，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
二、伽利略相对性原理:在彼此作匀速直线运动的惯性系中，一切力学现象都具有相同的规律。
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描述物理规律都是等价的。
或在所有惯性系中,物理规律都具有相同的形式。
三.狭义相对论的基本原理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。
这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
1、相对时间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结论的正确性，将一个钟表留在地面上，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。
高中物理《经典力学的局限性》优秀教案一、教学目标：1. 让学生了解经典力学的基本原理和适用范围。
2. 让学生认识到经典力学的局限性，并了解现代物理学的发展。
3. 培养学生的科学思维能力和创新意识。
二、教学内容：1. 经典力学的基本原理：牛顿三定律、万有引力定律。
2. 经典力学的适用范围：宏观、低速运动的物体。
3. 经典力学的局限性：无法解释高速、微观的物理现象。
4. 现代物理学的发展：相对论、量子力学。
三、教学重点与难点：重点：经典力学的基本原理和适用范围，经典力学的局限性。
难点：现代物理学的基本概念和理论。
四、教学方法：1. 采用问题导入法，引导学生思考经典力学的适用范围和局限性。
2. 通过案例分析，让学生了解经典力学在实际问题中的应用和局限性。
3. 利用多媒体课件，形象地展示现代物理学的基本理论和现象。
4. 开展小组讨论，培养学生的合作意识和科学思维能力。
五、教学过程：1. 导入：提问经典力学的基本原理和适用范围，引导学生思考经典力学的局限性。
2. 新课：讲解经典力学的基本原理，如牛顿三定律、万有引力定律，并通过实例分析其在实际问题中的应用。
3. 过渡：讲解经典力学的局限性，如无法解释高速、微观的物理现象，引出现代物理学的发展。
4. 现代物理学：介绍相对论、量子力学的基本概念和理论，并通过多媒体课件展示相关现象。
5. 案例分析：分析经典力学在实际问题中的应用和局限性，如行星运动、物体自由落体等。
6. 小组讨论：让学生围绕经典力学的局限性和现代物理学的发展展开讨论，培养学生的科学思维能力和创新意识。
7. 总结：对本节课的内容进行总结，强调经典力学的重要性以及其局限性，引导学生认识现代物理学的发展。
8. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
9. 课后反思：对本节课的教学过程进行反思，总结经验教训，不断提高教学质量。
10. 教学评价：通过对学生的课堂表现、作业完成情况等方面进行评价，了解学生对经典力学局限性的掌握程度。
人教版必修二《经典力学的局限性》WORD教案6一、教学目标1、知识与技能1．会用打点计时器打下的纸带运算物体运动的速度。
2．学习利用物体图像探究功与物体速度变化的关系。
2、过程与方法1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法。
2．实际探究过程中如何把变力做功那个问题解决。
3、情感、态度与价值观1．体验探究的困难，享受成功的乐趣。
2．通过试验探究，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯独标准”的科学观。
二、教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图像法处理数据。
三、教学难点1．试验数据的处理方法——图像法。
2．复杂问题的转化方法。
四、课时安排2课时五、教学过程新课导入：通过前面的学习，我们明白，功是能量变化的量度，一个力做功对应着某种能量形式的变化，那个力做了多少功就对应着有多少相应能量的变化；重力做功对应着重力势能的改变、弹力做功对应着弹性势能的改变。
同时由此我们也能够确立重力势能与弹性势能的表达式。
大伙儿都明白，物体的动能与它的速度是紧密相关的，而物体速度的变化又与它受的力有关，那么，为了探究物体做的功与动能的关系，我们这节课第一通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。
一．探究思路见课本第17页图5.6-1，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿长木板运动。
橡皮筋提供做功的力，实验中橡皮筋拉力做功，改变橡皮筋的条数就能够改变力做的功。
打点计时器的作用是记录小车运动的速度的变化情形，小车的运动信息能够用刻度尺测量后分析得出。
那个实验确实是要探究橡皮筋做功与小车运动速度变化之间的关系。
问题1：实验中需要用到什么仪器？（长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子）问题2：那个实验要测量的数据有哪些？（橡皮筋做的功和纸带上的点距）问题3：橡皮筋对物体的作用力是变力，同时它的变化情形和弹簧不一定一样，如何样测量橡皮筋对物体做功的功呢？（橡皮筋做的功专门难测量）猜想：能不能不测量那个物理量呢？1．复杂问题的转化那个地点，我们并不需要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出以后各次实验时橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍。
经典力学的局限性【教学目标】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 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。
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。
【教学内容】【教学过程】【情景导入】1．应用万有引力定律可以发现未知天体，比如太阳系中的海王星和冥王星就是应用万有引力定律发现的，试简要说明科学定律对人类认识世界的作用。
1．牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就．2．力学和热力学的发展及其与生产的结合，使机器和蒸汽机得到改进和推广，引发了第一次工业革命． 3．低速与高速：通常物体的运动，行驶的汽车、发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等，都为低速运动．接近光速的运动，成为高速运动，微观粒子在一定条件下的速度可接近光速．4．微观粒子不仅有粒子性，而且有波动性．为了解释微观粒子的运动，建立了量子力学． 5．万有引力属于弱引力．简答：经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，是科学形态上的重要变革，它把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。
2．量子力学的研究表明，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的能量等物理量只能取分立的数值，粒子的速度和位置具有不确定性，粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。
这表明现代物理学的发展，使经典力学失去了价值，试分析判断以上说法是否正确。
简答：量子力学的建立，并不是对经典力学的否定，对于宏观物体的运动，量子现象并不显著，经典力学仍然适用，所以现代物理学的发展，更好地完善了物理学体系，并没有使经典力学失去价值，经典力学仍将在它的适用范围内大异彩。
高中物理第六节《经典力学的局限性》教案人教版必修2第六节经典力学的局限性一、教学目标1、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过程与方法。
2、过程与方法：（1）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。
3、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，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神．二、教学内容剖析1、本节课的地位和作用：本节要求较底，只要理解大体的内容即可。
2、本节课教学重点：牛顿运动定律的适用范围3、本节课教学难点：高速运动的物体，速度和质量之间的关系．三、教学思路与方法探究、讲授、讨论、练习四、教学准备多媒体课件课堂教学设计视野拓展宇宙是由“无”诞生的吗？宇宙是从没有时间、没有空间、没有物质，也没有能量的“无”开始，因量子力学的“穿隧效应”而突然诞生的。
刚出生时的宇宙大小只有10-34厘米，也就是1厘米的一兆分之一的百分之一。
宇宙一经诞生便立即产生凭借真空的能量产生急剧的膨胀，并在极为短暂的时间内演化成庞大的宇宙。
这就是最新的宇宙诞生模型。
但是，问题还没有全部解决，因为至今还没有任何一种理论能够处理宇宙诞生瞬间的时间和空间。
这种理论叫做“量子重力论”，不完成这个理论，就不能断定宇宙是否真因穿隧效应而诞生。
如果量子重力理论的观点来看空间，或许到处都有超微小的黑洞和虫洞不断地产生又消灭。
如果在21世纪中，我们能够建立量子重力理论，将上述问题解决，则剩下来的问题大概就是：在无数生生灭灭的宇宙之中，是否存在着和我们一样的智慧生物？宇宙的起源宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。
《淮南子·原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。
高中物理《经典力学的局限性》优秀教案一、教学目标1. 让学生了解经典力学的基本原理和适用范围。
2. 使学生认识到经典力学的局限性，并了解现代物理学的发展。
3. 培养学生的科学思维能力和创新意识。
二、教学内容1. 经典力学的基本原理：牛顿三定律、万有引力定律。
2. 经典力学的适用范围：宏观、低速运动的物体。
3. 经典力学的局限性：无法解释高速、微观的物理现象。
4. 现代物理学的发展：相对论、量子力学。
三、教学重点与难点1. 教学重点：经典力学的基本原理、适用范围及其局限性。
2. 教学难点：相对论和量子力学的基本概念及其对经典力学的超越。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学模式，引导学生思考经典力学的适用范围和局限性。
2. 通过多媒体课件、实例分析等手段，生动展示经典力学和现代物理学的差异。
3. 组织小组讨论，培养学生的团队合作精神和科学思维能力。
五、教学过程1. 导入：以实例引发学生对经典力学的思考，如抛物运动、碰撞问题等。
2. 讲解：介绍经典力学的基本原理和适用范围，解释宏观、低速运动的物体。
3. 探讨：引导学生思考经典力学的局限性，如高速、微观物理现象。
4. 引入：介绍相对论和量子力学的基本概念，展示其对经典力学的超越。
5. 实践：分析实际问题，运用相对论和量子力学进行解答。
6. 总结：强调经典力学在生活和科学研究中的应用价值，认识其局限性。
7. 作业：布置相关习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对经典力学基本原理和适用范围的理解程度。
2. 小组讨论：观察学生在讨论中的表现，评估其对经典力学局限性的认识。
3. 作业批改：检查学生作业，评估其对课堂所学知识的掌握情况。
七、教学拓展1. 组织学生进行科学实验，验证经典力学的原理。
2. 邀请物理学专家进行讲座，介绍现代物理学的发展趋势。
3. 引导学生阅读相关科普书籍，加深对经典力学局限性的理解。
八、教学反思1. 反思教学内容：确保教案内容符合教学目标，突出重点，化解难点。
6.6经典力学的局限性教学设计
4．相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?
探究点4：从弱引力到强引力P50-51页并讨论：
5．实际的天文观测，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．经典力学的解释令人满意吗?用什么理论来圆满地进行了解释?
6．归纳万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异。
7．历史上的科学成就与新的科学成就的关系是什么?
四、例题解析
例：一个静止质量m0=1 kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度是v=30 km/s，在相应的惯性系的观测者测得物体的质量为多大？
解析根据狭义相对论中质量与运动速度的关系得：
拓展：在物体的速度v=30km/s时，仍可以认为是低速运动，其质量仍认为是静止质量。
高中物理必修2《经典力学的局限性》教案教学目标1、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。
2、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。
3、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。
教学过程新课导入自从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，像其他科学一样，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.一、经典力学及其局限性1.基本知识(1)从低速到高速①经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔区域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.②狭义相对论阐述物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.③在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.(2)从宏观到微观①19世纪末20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性.20世纪20年代，量子力学建立，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.②经典力学的适用范围，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①1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿引力理论不再适用.②当物体的运动速度远小于光速c(3×108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.2.思考判断(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，此速度在相对论中属于高速.(×)(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.(×)(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大.(√)探究交流(1)牛顿第二定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗?(2)相对论、量子力学否定了经典力学吗?【提示】(1)在高速世界中，物体的质量随着速度的增加而变大，物体的加速度不一定与它所受的外力成正比，牛顿第二定律不再适用.(2)相对论、量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学在一定条件下的特例.二、速度对质量的影响【问题导思】1.低速、高速是如何界定的?2.物体在高速状态下，质量与速度是什么关系?3.速度对物理规律有什么影响?1.低速与高速的概念(1)低速：远小于光速的速度为低速，通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动.(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速.2.速度对质量的影响(1)在经典力学中，物体的质量不随速度而变.根据牛顿第二定律F=ma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c.(2)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m0为物体静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速.在高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的.3.速度对物理规律的影响对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理.对于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处理.1.狭义相对论中，物体在静止时质量最小，随着运动速度的增加，它的质量也在不断变大，对于高速运动物体，牛顿定律已不再适用.2.根据相对论的质速关系，若某物体的运动速度达到光速c，它的质量应是无穷大，这显然不符合事实，光速c是所有物体的最大速度.例：一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v=6×106 m/s.关于电子的质量的变化，下列说法正确的是( )A.不变B.减少C.增大了0.02%D.增大了0.2%【审题指导】电子的速度6×106 m/s已接近光速，由爱因斯坦狭义相对论可知，电子的质量将有所增加，越接近光速越显著.【答案】 C误区警示物体的质量与速度的关系从爱因斯坦的相对论可知：物体的速度越大，它的质量就越大.当物体的速度远小于光速时，其质量的变化可以忽略;当物体的速度接近光速时，质量变化将很明显，其质量变化不可忽略.三、经典力学与相对论、量子力学的比较【问题导思】1.经典力学与量子力学的适用范围一样吗?2.在经典力学与相对论中，速度对质量有什么影响?3.经典力学与相对论、量子力学有什么联系?例：以下说法正确的是( )A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有一定的局限性C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论【答案】BC四、光速不变原理的应用例：设某人在以速度0.5c飞行的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是( )A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是0.5cD.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c【答案】 D规律总结1.光速不变原理：爱因斯坦的狭义相对论指出，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，即光在所有的惯性参考系中的传播速度均是光速.2.速度合成的关系式v船岸=v船水+v水岸只适用于低速运动的惯性参考系，对于接近光速的高速运动物体，该关系式已不再适用，此时应根据光速不变原理去解决问题.课后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是不随运动状态改变的，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。
