2022年人教版必修2物理：66經(jīng)典力學(xué)局限性學(xué)案設(shè)計

1、經(jīng)典力學(xué)的局限性【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、學(xué)問與技能 1知道牛頓運(yùn)動定律的適用范疇；2明白經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)爭論和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用；3知道質(zhì)量與速度的關(guān)系,知道高速運(yùn)動中必需考慮速度隨時間的變化；二、過程與方法 通過閱讀課文體會一切科學(xué)都有自己的局限性,新的理論會不斷完善和補(bǔ)充舊的理論,人 類對科學(xué)的熟悉是無止境的；三、情感、態(tài)度與價值觀 通過對牛頓力學(xué)適用范疇的爭論,使同學(xué)知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范疇,熟悉的學(xué)問的變化性和無窮性,培育獻(xiàn)身于科學(xué)的時代精神；【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】牛頓運(yùn)動定律的適用范疇【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】高速運(yùn)動的物體,速度和質(zhì)量之間的關(guān)系【課時支配】1 課時【學(xué)習(xí)過程】一、自主學(xué)習(xí) 從經(jīng)典力

2、學(xué)到相對論的進(jìn)展以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中,空間間隔（長度）s、時間 t 和質(zhì)量 m這三個物理量都與物體的運(yùn)動速度無關(guān)；一根尺子靜止時這樣長,當(dāng)它運(yùn)動時仍是這樣長；一分鐘不論處 于靜止?fàn)顟B(tài)仍是處于運(yùn)動狀態(tài), 其快慢保持不變；一個物體靜止時的質(zhì)量和運(yùn)動時的質(zhì)量一樣；這就是經(jīng)典力學(xué)的肯定時空觀；到了 19 世紀(jì)末,面對高速運(yùn)動的微觀粒子發(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)的時空觀,于1905 年發(fā)表了題為論運(yùn)動物體的電動力學(xué)的論文,提出了狹義相對性原理和光速不變原理,創(chuàng)建了狹義相對論；狹義相對論指出：長度、時間和質(zhì)量都是隨物體的運(yùn)動速度而變化的；程表達(dá)式：l=l0

3、12 v （通稱尺縮效應(yīng)）c 2t 0t=1v2（鐘慢效應(yīng)）c2m 0m=1v2（質(zhì)速效應(yīng)）c2長度、時間和質(zhì)量隨速度的變化關(guān)系可以用以下方上式中,各式里的 v 都是物體的運(yùn)動速度, c 是真空中的光速, l0 和 l 分別為在相對靜止和運(yùn)動系統(tǒng)中沿速度方向測得的物體的長度；t 和 t0 分別為在相對靜止和運(yùn)動的系統(tǒng)中測得的時間； m0和 m分別為在相對靜止和運(yùn)動系統(tǒng)中測得的物體質(zhì)量；但是,當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時（vc）,就上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘 l0 ,tt0 ,mm0,因而對于宏觀低速運(yùn)動的物體,使用牛頓定律來處理問題,仍是足夠精確的；繼狹義相對論之后, 1915 年愛因斯坦又建

4、立了廣義相對論,指出空間時間不行能離開物質(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,使人類對于時間、空間和引力現(xiàn)象的 熟悉大大深化了；“ 狹義相對論” 和“ 廣義相對論” 統(tǒng)稱為相對論；二、展現(xiàn)反饋例 1以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué),在科學(xué)爭論和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用？【提示】經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)爭論和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用；經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建 立了天體力學(xué)；經(jīng)典力學(xué)和工程實際相結(jié)合,建立了應(yīng)用力學(xué),如水利學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等從地面上各種物體的運(yùn)動到天體的運(yùn)動；從大氣的流淌到地殼的變動；從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動；從投出籃球到發(fā)

5、射導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船,等等,全部這些都聽從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律；例 2以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范疇是什么？【提示】 經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動問題；不能用來處理高速運(yùn)動問題,經(jīng)典力學(xué) 只適用于宏觀物體,一般不適用于微觀粒子；【達(dá)標(biāo)檢測】1以下說法正確選項（ BC）A經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用,大到天體,小到微觀粒子均適用B經(jīng)典力學(xué)理論的成立具有肯定的局限性 C在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而轉(zhuǎn)變 D相對論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論220 世紀(jì)初,聞名物理學(xué)家愛因斯坦提出了,轉(zhuǎn)變了經(jīng)典力學(xué)的一些結(jié)論；在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是的,而相對論指出質(zhì)量隨著速度變化而；（狹義相對論、固定不變、變化）3經(jīng)典力學(xué)只適用于解決 問題,不能用來處理 問題,經(jīng)典力學(xué)只適用于 物體,一般不適用于；（低速運(yùn)動 高速運(yùn)動 宏觀 微觀粒子）4與 都沒有否定過去的科學(xué),而認(rèn)為過去的科學(xué)是自己在一定條件下的特別情形；（狹義相對論、量子力學(xué)）5在遠(yuǎn)離一切星體的太空中,你作為一艘加速（其加速度大于 g）運(yùn)行飛船上的乘客,你自己的質(zhì)量比地球上時是大、是小仍是不變？假如