6.6经典力学的局限性.doc

§6.6经典力学的局限性 授课时间： 4月29日 ~ 5月 3日 授课类型： 新课 课时安排： 2课时 三维目标： 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、交流学习成果。 教学过程： 1.前提测评： 各宇宙速度大小是多大？各宇宙速度的意义是什么？ 2.导入新课： 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。 3.新课内容： 教师活动：请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题[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。 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下列方程表达式： l=l0 t= m= 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），则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. 板书设计 ： 6.6经典力学的局限性 经典力学的使用领域 低速 宏观 弱引力 课