《6.6 经典力学的局限性》教案
高中物理《力学的局限性》教案
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。
高中物理6.6《经典力学的局限性》教案(新人教版必修2)
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《力学的局限性》优秀教案
高中物理《经典力学的局限性》优秀教案1．经典力学认为，物体的质量与物体的运动状态；而狭义相对沦认为，物体的质量随着它的速度的增大而，假设一个物体静止时的质量为，那么当它以速度运动时，共质量m= 。
2．每一个天体都有一个引力半径，半径的大小由决定；只要天体实际半径它们的引力半径，那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异。
但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异。
【典题例释】【我行我秀】【例1】20世纪以来，人们发现了一些事实，而经典力学却无法解释，经典力学只适用于解决物体的问题，不能用来处理运动问题，只适用于物体，一般不适用于粒子。
这说明人们对客观事物的具体认识在广度上是有的，人们应当。
【思路分析】人们对客观世界的认识要受到他所处的时代客观条件和科学水平的制约，所以人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律。
【答案】低速运动高速宏观微观局限性不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律【类题总结】历史的科学成就不会被新的科学成就所否认，它只能是新的科学在一定条件下的特殊情形【例2】继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在世人的肩膀上，创立了经典力学，提醒了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的缺乏，又进一步开展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明 ( )A.世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一局部B.人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界C.人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要开展和深化D.每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识【思路分析】发现总是于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解释)问题，这是科学研究的根本轨迹。
爱因斯坦的相对理论是对牛顿力学的理论的开展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战【答案】BC【类题总结】一切科学的发现都是人们主动认识世界的结果，而每个人的研究又都是建立在前人研究的根底上，通过自己的努力去开展和提高。
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第6节经典力学的局限性●导学天地学习要求●基本要求● 1.了解经典力学的发展历程和伟大成就.● 2.认识经典力学的局限性和适用范围.●发展要求● 1.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象.● 2.初步了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用.●说明● 1.不要求用相对论中质量随速度变化的公式进行计算.● 2.不要求识记证明经典力学局限性的有关事实.学法指导我们应该知道经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律，经典力学适用范围是：宏观、低速、弱引力问题，初步认识相对论和量子力学.自主学习●知识梳理●自主探究●经典力学局限性●（1）经典力学的基础是，牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔区域，包括的研究中，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时所遵从的规律.●（3）在经典力学中，物体的质量是的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而，●相对论与量子力学的出现是否否定了经典力学？●即 .●（4）经典力学认为位移和时间的测量与参考系，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系，在不同的参考系中是 .●（5）经典力学有它的适用范围：只适用于●运动，不适用于运动；只适用于世界，不适用于世界.●（6）1915年，爱因斯坦创立了，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 .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 .当另一个重要常数即“普朗克常数”（6.63×10-34 J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论，相对论与量子力学都没有否定经典力学，而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形.理解升华重点、难点、疑点解析1.经典力学的适用范围和局限性经典力学的基础是牛顿运动定律、万有引力定律.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.比如研究地面物体的运动，天体的运动，各种交通工具的运动、发射导弹、人造卫星、宇宙飞船等等这些宏观、低速运动的物体都与经典力学相符合.经典力学的适用范围是：宏观，低速，弱引力等.但对于微观、高速、强引力问题却不适用.2.经典力学与近代物理比较（1）经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速（接近光速）运动的物体.狭义相对论阐述物体在以接近光的速度运动时所遵从的规律.例如：①经典力学中物体的质量是不随运动状态改变的.而在狭义相对论中，质量则随着运动速度的增大而增大.即m=2201c vm -.②时空观概念：经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，是定值.而狭义相对论则认为，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.比如测量月地间距离，坐在接近光速的飞船上测量与在地面上测量所得的数值是不相同的.（2）经典力学适用于宏观世界，一般不适用于微观粒子.而量子力学则能够正确描述微观粒子的运动规律.（3）在弱引力的情况下，牛顿万有引力定律与实验结果符合的很好，而在强引力的情况下，万有引力定律不再适用.而爱因斯坦的广义相对论则能够解释强引力情况下的作用规律.（4）相对论和量子力学并没有否定经典力学，经典力学是在一定条件下的特殊情形.● 自我反馈● 自主学习● 牛顿运动定律 宏观 低速 弱引力 天体力学 以接近光的速度运动 不变 增大 m=2201c vm - 无关 有关 不同的 低速 高速 宏观微观 广义相对论 不适用 没有区别 没有区别演练广场夯实基础1.像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切理论，它具有自己的性.人们认识到经典力学有它的适用范围；只适用于物体的运动，不适用于物体的运动，在的情况下，牛顿引力理论将不再适用.2.继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了经典力学，创立了相对论，这说明（）①世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界③人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识A.①②③④B.①②③C.①③④D.②③3.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而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论4.下列说法中正确的是（）A.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变B.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增加而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大C.在经典力学中，物体的质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体的速度的增大而增大D.上述说法都是错误的5.关于狭义相对论和经典力学，下面说法中正确的是（）A.狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论B.狭义相对论和经典力学其实是同一理论C.在物体高速运动时，物体的运动服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律D.上述说法都是错误的拓展阅读“和平号”空间站1984年，美国总统里根宣布实施永久性宇宙空间站计划.愈来愈多的国家与美国交换了备忘录，对各国承担的任务作了规定，其中空间站的实验舱由欧洲国家提供，往返空间站和地球之间的航天飞机上的机械手和建造空间站所需的机械手装置均由加拿大提供，日本也开始了实验舱的设计.1992年，俄罗斯正式参与国际空间站计划.1995年，美国的航天飞机成功地与俄罗斯的“和平号”空间站对接.之后，俄罗斯航天员搭乘美国航天飞机进入“和平号”空间站，美国航天员“留宿”俄罗斯空间站，你来我往，不亦乐乎.国际空间站总质量为420 t，绕地球一圈约90 min.国际空间站轨道能观测到75%的地球表面，相当于90%的地球人口生活地域.多年来，科学家们利用太空环境失重生物学的实验研究，并取得了不少成果，如太空失重环境对生物生长的影响有一定的可逆性、太空失重环境影响生物的遗传性、失重环境会影响生物机体的形状和功能、太空失重环境使生物生长过程变化很大、失重与辐射的综合影响等.参考答案演练广场1.局限低速、宏观高速、微观强引力2.D3.BC4.C5.C。
教学设计10：6.6经典力学的局限性
教学课题： 6.6经典力学的局限性课时：一课时教师：教学重点了解经典力学的局限性．教学难点了解相对论、量子力学与经典力学的关系．三维目标知识与技能1．知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围．2．知道相对论、量子力学和经典力学的关系．过程与方法经历科学家建立相对论和量子论的思维探索过程，认识科学思维的意义．情感态度与价值观1．了解科学理论的相对性，知道科学理论发展过程的继承与摒弃．2．通过时间与空间的问题，激励学生对未来的探索．教学过程导入新课情景导入情境1《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑，它向我们揭示了最伟大的宇宙定律．这部著作是高于人类一切其他思想产物的杰作，这个简单而普遍的定律的发现，因为它囊括对象之巨大和多样性，给予人类智慧以光荣．——18、19世纪法国著名天文学家和天体力学家拉普拉斯拉普拉斯威廉·汤姆生情境2“科学大厦已经基本建成”，“后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了．”“在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云．”——19世纪著名的英国物理学家威廉·汤姆生踌躇满志地宣告情境3牛顿啊，请原谅我！你所发现的道路，在你那个时代，是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路．你所创造的概念，甚至今天仍然指导着我们的物理学思想，虽然我们现在知道，如果要更加深入地理解各种联系，那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代替这些概念．——爱因斯坦情境4科学总是从正确走向错误．——英国剧作家萧伯纳诙谐地说以上名人名言，对你有何启示？问题导入假如你驾驶一辆时速为100 km/h的越野车，一位乘客以相对你10 km/h的速度用弹弓射击前面的岩石，那么弹珠的实际速度就应该是110 km/h.可是，如果打开前车灯，按照常识，光速是1.079 145×109 km/h，加上车的运动速度，光的实际速度应该大于1.079 145×109km/h，可实际测量光速还是1.079 145×109km/h，为什么同样的参考系光和实际物体得到的结果不同呢？学了本节内容后，你便知道其原因了．推进新课教师利用多媒体展示课件，使学生带着问题阅读课文，然后解决问题．问题：经典力学的成就有哪些？学生阅读课文，交流、讨论、回答．总结：1.牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与地上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大综合，是人类认识史上的一次重大飞跃．2．经典力学的基础，在以后的二百多年里几乎统治了物理学的各个领域．3．经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等得到了广泛的应用，并取得了巨大的成就．4．18世纪60年代，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．5．由牛顿力学定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等，是航空航天技术的理论基础．火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射，都是牛顿力学规律的应用范例．点评：通过该问题探究促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勤于思考，培养其学科探究能力，使其逐步形成科学态度．教师引导学生领悟任何科学都不会穷尽一切真理，都有其局限性．经典力学也一样，从而引出经典力学的局限性．一、从低速到高速问题：1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？2．狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？3．在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量在不同参考系中有何区别？学生带着问题阅读课文，分组讨论、归纳．明确：1.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，而在狭义相对论中，质量要随着物体运动速度的增大而增大．2．m ＝m 01－v 2c2 .m 0：物体静止时的质量，m ：物体速度为v 时的质量，c 是真空中的光速．3．在经典力学中，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的．练习1如果真空中的光速为c ＝3.0×108 m/s ，当一个物体的运动速度为v 1＝2.4×108 m/s 时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s 时，质量为多少？解析：根据狭义相对论，m ＝m 01－v 2c2，由题意知： m 1＝m 01－(v 1c )2，m 2＝m 01－(v 2c)2， 所以m 1m 2＝1－v 22c 21－v 21c 2＝4535＝43，所以m 2＝34m 1＝94 kg ＝2.25 kg. 答案：2.25 kg练习2继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论．这说明( )．①世界无限广大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分 ②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界 ③人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识A ．①②③④B ．①②③C ．①③④D ．②③解析：发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的．主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解释)问题，这是科学研究的基本轨迹．任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件和科学水平的制约，所以所形成的“正确理解”都有一定的局限性．爱因斯坦的相对论理论是对牛顿力学的理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战．所以正确选项为D.答案：D练习3．下列说法中正确的是( )．A．牛顿运动定律就是经典力学B．经典力学的基础是牛顿运动定律C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题D．经典力学可以解决自然界中所有的问题解析：经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题．搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系，明确经典力学的适用范围，才能正确解决此类问题．所以选B.答案：B二、从宏观到微观问题：经典力学的适用范围是什么？学生活动：阅读课文，寻找答案，回答问题．结论：19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，而且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述.20世纪20年代，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，并在现代科技中发挥了重要作用．相对论和量子力学的出现，使人们认识到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．三、从弱引力到强引力问题：(课件展示)1．经典力学与行星轨道的矛盾是什么？2．由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？3．归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异．4．经典力学和相对论及量子力学的关系如何？学生阅读课文，分组讨论，合作探究，代表发言．教师活动：点评学生的发言，因课本上内容并不全面，教师在点评过程中要补充一些内容．归纳：1.经典力学与行星轨道的矛盾按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动．实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合得很好．2．经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力．3．牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异(1)牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大，对于半径接近于零的物体，其表面上的万有引力接近于无穷大．(2)爱因斯坦理论认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力比二次方成反比规律增大得快，引力趋于无穷大发生在接近一个“引力半径”的时候．(3)只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大，但当天体的半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大，这就是说，在强引力的情况下，牛顿引力理论将不再适用．(4)行星的运动，在近日点和远日点，引力的变化规律不完全相同，导致轨道不闭合，近日点旋进．4．经典力学和相对论及量子力学的关系经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例，它包含于相对论和量子力学之中，相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学．练习4、20世纪以来，人们发现了一些事实，而经典力学却无法解释，经典力学只适用于解决物体的______问题，不能用来处理______运动问题；只适用于______物体，一般不适用于______粒子．这说明人们对客观事物的具体认识在广度上是有______的，人们应当____________________________________．解析：人们对客观世界的认识要受到他所处时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．答案：低速运动高速宏观微观局限性不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律练习5、19世纪末和20世纪初以来，物理学的研究深入到________，发现______、______、______等微观粒子不仅有______，而且有______，它们的运动规律不能用经典力学来说明．答案：微观世界电子质子中子粒子性波动性课堂小结通过对万有引力定律的学习，我们了解了万有引力定律的辉煌成就，但是通过本节的学习，我们又了解到它并没有穷尽一切真理，在新的领域还有新的规律等待我们去发现．在本节的学习过程中，我们从三个方面体会经典力学的局限性：①从低速到高速；②从宏观到微观；③从弱引力到强引力．布置作业1．阅读教材科学足迹中牛顿的科学生涯．2．从网上查阅有关经典力学、量子力学、相对论的资料．板书设计6.6经典力学的局限性1．从低速到高速：经典力学适用于低速2．从宏观到微观：经典力学适用于宏观物体3．从弱力到强力：万有引力定律适用于弱力。
高中物理《力学的局限性》教案
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。
经典力学局限性教案
经典力学局限性教案导语：经典力学是物理学中的经典理论，它描述了宏观物体的运动和相互作用。
然而，尽管经典力学被广泛应用于解决大量实际问题，但它仍然存在一些局限性。
本文将介绍经典力学的局限性，并探讨它对物理学发展的影响。
一、经典力学简介：经典力学是研究宏观物体力学性质的理论。
它基于牛顿的三大定律，即惯性定律、力的作用和反作用定律以及加速度与力的关系定律。
根据这些定律，我们可以预测物体的运动轨迹、计算力的大小和方向等。
二、局限性一：相对论效应在高速运动的物体或极端条件下，经典力学的预测会与实际观测产生偏差。
爱因斯坦的相对论理论揭示了时空的弯曲和光速不变原理。
相对论的引入使得经典力学不能准确描述高速运动的粒子，需要使用狭义相对论或广义相对论进行修正。
三、局限性二：量子力学效应经典力学无法解释微观领域中的现象，如光子的波粒二象性、粒子的位置与动量的不确定性等。
量子力学是一种描述微观领域粒子行为的理论，它用波函数描述系统，而不再是经典力学中的物体轨迹。
在量子力学中，粒子的位置和动量不再是准确定义的，而是存在一定的不确定性。
四、局限性三：宏观-微观的缺失经典力学无法将宏观物体的行为与微观粒子之间的关系联系起来。
它无法解释宏观物体的统计性质以及微观粒子之间的相互作用。
统计力学的发展填补了这一空白，通过概率模型和统计规律描述了大规模粒子系统的行为。
五、局限性四：电磁力的统一经典力学将电磁力分为电场和磁场两个相互独立的力。
然而，麦克斯韦方程组的建立揭示了电磁力实际上是统一的。
电磁力的统一理论为电磁波的传播提供了基础，并为电磁学的深入研究打下了基础。
高二物理6.6经典力学的局限性教案
高二物理6.6经典力学的局限性教案1.通过互联网及教材对信息的收集和处理，逐步学会分析、解决问题以及提高与他人交流、合作的能力。
2.根据学习任务，能计划安排并调控自己的学习过程，有一定的自主学习能力。
三、情感态度与价值观1.培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。
2.培养学生对科学的好奇心与求知欲。
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。
教学过程一、引入新课教师：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展，如，在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就。
经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如，从地面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、飞机等各种交通工具，从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……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知识。
二、新课教学（一）从低速到高速教师：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、速度合成与两个公式。
学生：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，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等。
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。
质速关系：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m0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。
（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。
教师：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？学生：适用于低速运动的物体。
人教版必修2物理：6.6 经典力学局限性 教案设计
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。
教学设计8： 6.6 经典力学的局限性
经典力学的局限性
导学过程设计
程序设计
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
新课导入
创设情境
牛顿是世界上最伟大的物理学家,以牛顿运动定律和万有引力定律为核心的经典力学取得了科学史上空前的成就,但科学是不断向前发展的。后来人们发现经典力学也是不完美的,它到底有什么问题呢?又是如何解决这些问题的呢?今天我们就来初步了解一下。
ＰＰｔ课件
学生在相应的位置做笔记。
PPT课件
第四层级
知识总结
教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写。
根据自己的思考找出解决方案。
课外拓展
PPT课件
就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。对经典力学与量子力学和相对论的关系不能达成一致。
第二层级
小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评
主题1
经典力学的局限性
（１）从低速到高速：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。在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，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，经典力学也就不再适用了
ＰＰＴ课件
主题2
爱因斯坦的狭义相对论
（１）狭义相对论指出，质量随着物体运动速度的增大而增大。
（２）在研究物体的高速运动时，物体长度即物体占有的空间以及物理过程、化学过程，甚至还有生命过程的持续时间，都与他们的运动状态有关。
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这节课我们学习《经典力学的局限性》，是脑洞大开的一节课。
首先我们来了解什么是经典力学？所谓经典力学主要包括两部分：牛顿三大运动定律和万有引力定律。
这是经典力学的两大理论支柱，也是我们到今天一直在学习的内容。
著名物理学家杨振宁曾赞颂道：“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。
”【图片】
但是“金无足赤人无完人”，经典力学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”。
（尼尔斯·玻尔的“对应性原理”）比方说：生物研究告诉我们“摄入水分对生物体有益。
”但是这一结论有一定的适用范围——不能摄入过多的水，否则细胞就会吸水胀破；也不能水分过少，否则细胞就会失水皱缩，如果是植物细胞的话就会发生质壁分离。
那经典力学所能解释和解决的问题只适用于宏观、低速、弱引力的情况，而且是这三者的交集。
如果三缺一，事物将不再服从经典力学的规律。
那该怎么处理这些问题呢？这就是本节课我们要讨论的问题。
一、从宏观走向微观
我们经常看电影，有的电影尺度比较大。
那什么是尺度呢？尺度就是对事物范围的度量。
自然界的尺度有多大，又可以怎样划分呢？整个自然界可以划分为五个尺度，从小到大分别是：渺观→微观→宏观→宇观→胀观，这几个尺度或者说自然界的这“五观”分别可以描述怎样的事物呢？往大的说：宏观：肉眼可见的物体；宇观：星体；胀观：可见宇宙的膨胀；往小的说：微观：原子、电子、质子、中子等微观粒子；渺观：弦。
这两个尺度的物质长度大约在h左右。
所以你就发现经典力学在宇宙中的势力范围非常小，只占到1/5；对于尺度更小的微观甚至是渺观的物质服从什么规律呢？量子力学。
这是一门由普朗克【图片】提出的全新的科学。
什么是量子力学呢？给大家举两个典型的例子：
例1：【板书】一个苹果从经典的角度去看，就是果肉的连续体；而从量子力学的观点看呢，它可以像这样被分割为一块一块非连续的小肉丁，中间具有一定的空隙（这不是草莓啊！）。
好比是咱们的班级：用经典力学描述，就是一个大的整体；而用量子力学描述，就更加深入一些，是由一个个相隔一定距离的同学共同组成的。
例2：买同样一件东西，需要付3元。
经典力学可以用微信、支付宝把这3元作为一个整体一次性的转账过去；而量子力学就好像一个自动售货机，需要我们1元、1元、1元的逐个投币。
二、从低速走向高速
生活中物体移动的速度，无论是汽车也好，还是火箭也罢，与光速c=3*108m/s（30万公里每秒）都不可比拟。
那这样的速度都叫做低速。
而如果一个物体运动的速度接近光速（粒子加速器产生的微观粒子，终结者中产生强磁场吸住机器人的长管子【视频】），那么就可以被称为高速运动的物体了，此时经典力学就从宝座走下，而狭义相对论就登上了统治的王位。
什么是狭义相对论呢？它是由爱因斯坦在20世纪初创立的理论，主要包含两部分：相对性原理、光速不变原理。
相对性原理：指的是同一个时间或空间的进程在不同的观察者的观察下呈现不同的形式，也就是说时空的测量与参考系有关。
比方说同一辆汽车从窗外驶过，A观察的结果是该汽车速度为50km/h,B观察的结果是该汽车速度为60km/h。
为什么会这样呢？原因就是参考系对结果产生了影响。
用爱因斯坦的话来解释就是：好比两个内急的人去上厕所，一个在里面方便，一个在外面等。
同样是10分钟，里面的人就觉得过得非常快，外面的人就觉得好像过了一个世纪那么漫长。
光速不变原理：指的是自然界有11个维度，包含10个空间维度（人脑只能感受到其中3维）和一个时间维度。
就好像女生的马尾辫从远处看就是一维的线，但是仔细观察会发现有很多的分叉。
宇宙也是如此，分成了11维，每个维度都有自己的分速度，而合速度就是
对角线上的光速c 。
并且这个速度是宇宙中最快的速度。
这样一来就会产生3个相对论效应：时延（钟慢），不是NaCl ；尺缩；质增。
时延：①1秒对应铯原子钟振动的周期。
若一束光线发射到对面再反弹回来用时为T ，则c d T 2=。
现在同时让铯原子钟以速度v 水平向右运动，则可以得到合速度v 合=c （光速不变原理），但是路程由垂线变为了斜线，即d 增大，所以得到T 变长了，这就叫做“时延”。
所以才有“天上一天，地上一年”的说法。
②时间维空间合v c 10 +==v v ，当运动速度变快时，合速度却不变仍为光速c ，所
以时间前进的速度减慢。
这就是为什么“生命在于运动”的原因。
尺缩：比方说有一个时钟，这是它的一根时针，时针上有两个点：A 远离中心O ，B 靠
近中心O ，由于两点是同轴转动，所以角速度相同。
我们有线速度：VA>VB ，所以在A 点附近时间过得慢一些，同样发射出一束观察光线，A 点走过的距离就会缩短一些：B B A A t c l t c l ⨯=<⨯=
质增：记住表达式：202
01)(1γ-=-=m c
v m m 其中m 0是物质的静止质量，m 是物质的运动质量，v 为运动速度。
可以发现：m>m 0，所以从高速行驶飞船的舷窗向外望，看到的都是“矮胖子”。
例1：请证明“光速不变原理”：
证：①使物体的速度增加，根据牛二：F=ma,由质增效应可知m 也同步
增加，所以使物体速度变化的力也随之增大，直到增加至四种基本相互作
用中最强的“强相互作用”时，再也没有力能推动这个质量巨大的物体了；
②光子无质量，无法通过给力改变其速度。
例2：证明光子无质量（说明了万有引力的局限性）：
证：①如果光子有静止质量，那么光子的运动质量将无限大； ②光子无时不刻穿过我们身体，若有质量则无生命存在。
三、从弱引力到强引力
当物质受到的引力非常大时，广义相对论就可以描述物体的运动了。
所谓广义相对论指的是：时空不是一个静止的“舞台”，而是可以弯曲的。
大质量的物体引发时空弯曲，从而形成“引力漩涡”，使物质围绕其运转。
这就是质量产生万有引力的根源。
【视频】
四、题目
1、光线经过任何物体附近都沿直线传播。
（×）黑洞的“引力透镜”效应，使光弯曲，使人能够看到其后物体，达到隐身效果。
【视频】
2、爱因斯坦的引力理论就是广义相对论。