山東省郯城第三中學(xué)高一物理必修二《7.1 追尋守恒量》教學(xué)設(shè)計(jì) 課　　題 備課時(shí)間 上課時(shí)間 總課時(shí)數(shù) 課程目標(biāo) 知識(shí)與 技能 知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用。知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)間的變化。 過程與 方法 通過閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無止境的。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。 教學(xué)重點(diǎn) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍 教學(xué)難點(diǎn) 高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系 教學(xué)過程 二次備課 引入新課：自從17世紀(jì)以來，以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展，取得了巨大的成就，經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。 但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬能的，向其它科學(xué)一樣，它也有一定的適用范圍，有自己的局限性。那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢？有怎樣的局限性呢？這節(jié)課我們就來了解這方面的知識(shí)。 進(jìn)行新課：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，閱讀時(shí)考慮下列問題 1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就？舉例說明。2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用？能說出為什么嗎？舉例說明。3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？自己概括一下。4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)？應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)？5、怎樣理解英國劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”？ 學(xué)生閱讀教材，并思考上面的問題。分組討論，代表發(fā)言。 ［學(xué)生A］經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域和高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域不再適用；在不同參考系中不能適用；在強(qiáng)引力的情況下，經(jīng)典的引力理論也是不適用的。 ［學(xué)生B］因?yàn)槲⒂^粒子（如電子、質(zhì)子、中子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)不僅具有粒子性，而且還具有波動(dòng)性，經(jīng)典力學(xué)不能說明這種現(xiàn)象，所以它不再適用，同時(shí)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，由于物體運(yùn)動(dòng)速度太快，要導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化，而經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量是不變的，所以經(jīng)典力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)也不再適用. ［學(xué)生C］從上面分析知：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是：宏觀物體，低速運(yùn)動(dòng)。 教師總結(jié)：經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域、高速運(yùn)動(dòng)的情況下不再適用.那么對(duì)這些領(lǐng)域的問題又應(yīng)如何研究呢？下面給大家簡(jiǎn)單介紹一些近代物理知識(shí)。 從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的發(fā)展 以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔（長(zhǎng)度）s、時(shí)間t和質(zhì)量m這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān).一根尺子靜止時(shí)這樣長(zhǎng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)還是這樣長(zhǎng)；一分鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變；一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量一樣.這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀. 到了19世紀(jì)末，面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了困難.在新事物面前，愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的時(shí)空觀，于1905年發(fā)表了題為《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，提出了狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)?，?chuàng)建了狹義相對(duì)論.狹義相對(duì)論指出：長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量都是隨物體的運(yùn)動(dòng)速度而變化的.長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量隨速度的變化關(guān)系可以用下列方程表達(dá)式： 真空中的光速，l0和l分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中沿速度方向測(cè)得的物體的長(zhǎng)度；t和t0分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中測(cè)得的時(shí)間；m0和m分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的物體質(zhì)量. 但是，當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)（v<<c），則上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘≈l0，t≈t0，m≈m0，因而對(duì)于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，使用牛頓定律來處理問題，還是足夠精確的. 繼狹義相對(duì)論之后，1915年愛因斯坦又建立了廣義相對(duì)論，指出空間——時(shí)間不可能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類對(duì)于時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)大大深化了.“狹義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”統(tǒng)稱為相對(duì)論. 2