7.5 相對(duì)時(shí)空與牛頓力學(xué)的局限性教案【教材分析】（一）教材分析本課所采用的教材是人教版高中物理必修二冊(cè)第七章第五節(jié)的內(nèi)容。此部分內(nèi)容是在學(xué)習(xí)經(jīng)典力學(xué)之后做的入門內(nèi)容，可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，展現(xiàn)科學(xué)探索的無限可能性，樹立科學(xué)思想和科學(xué)思維方法，培養(yǎng)科學(xué)精神，在情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面起到應(yīng)有的教育功能。教材此部分內(nèi)容首先介紹了相對(duì)論時(shí)空觀，并給出了時(shí)間延遲效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。然后闡述了牛頓力學(xué)的成就與局限性，讓學(xué)生明白任何學(xué)科都有局限性，并不是說牛頓力學(xué)過時(shí)了，而是要了解每一項(xiàng)成立的條件。 【教學(xué)月目標(biāo)】（一）教學(xué)日目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍。2、認(rèn)識(shí)相對(duì)論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系。3、通過對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論高中物理學(xué)科網(wǎng)，讓學(xué)生知道物理學(xué)中的結(jié)論和定律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)到知識(shí)的變化性、無限性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。2、核心素養(yǎng)物理概念：理解相對(duì)論、量子理論的建立對(duì)人類深入了解客觀世界的作用，知道物理學(xué)在改變?nèi)藗兊氖澜缬^方面所起的作用。科學(xué)思維：體驗(yàn)科學(xué)家在建立相對(duì)論、量子理論時(shí)的思考和探索過程，體會(huì)科學(xué)思維的意義。科學(xué)探索：通過閱讀課文，明白一切科學(xué)都有其局限性，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)是永無止境的。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，讓學(xué)生知道物理學(xué)中的結(jié)論和定律一般都有其適用范圍高中物理學(xué)科網(wǎng)，認(rèn)識(shí)到知識(shí)的多變性和無限性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。 【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】（一）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)： 1.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)： 2.理解時(shí)間延遲效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論力學(xué)、量子力學(xué)的理解。 【新課介紹】（一）新課介紹 教師利用多媒體呈現(xiàn)信息和提出問題： 19世紀(jì)作家查爾斯·蘭姆寫道：“世界上沒有什么比時(shí)間和空間更讓我困惑，但也沒有什么比時(shí)間和空間更讓我困惑，因?yàn)槲覐膩聿粫?huì)想到它們。事實(shí)上，我們大多數(shù)人幾乎從來不會(huì)去思考我們?nèi)粘５臅r(shí)間和空間概念。但“時(shí)間和空間是什么？” 時(shí)間和空間是否存在于我們的感知之外？時(shí)間和宇宙有開始嗎？它們會(huì)終結(jié)嗎？“這些問題的答案是什么？”學(xué)生們互相討論交流，發(fā)表自己的看法。老師引導(dǎo)介紹新課的學(xué)習(xí)。【新課講解】（一）相對(duì)時(shí)空絕對(duì)時(shí)空老師通過多媒體分析了如下內(nèi)容：1慣性參考系：牛頓定律適用的參考系；相對(duì)于慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。2對(duì)于任何一個(gè)慣性參考系，牛頓定律都是成立的，也就是說，對(duì)于不同的慣性參考系，力學(xué)的基本定律——牛頓定律，都是相同的形式。學(xué)生思考理解，閱讀課本第65頁(yè)“思考題”部分及第一段，得出結(jié)論：絕對(duì)時(shí)空（牛頓力學(xué)時(shí)空）：時(shí)間和空間不依賴于物體及其運(yùn)動(dòng)而存在。
教師解讀：絕對(duì)空間是指長(zhǎng)度的測(cè)量與參考系無關(guān)；絕對(duì)時(shí)間是指時(shí)間的測(cè)量與參考系無關(guān)。也就是說，兩點(diǎn)之間的距離不管在哪個(gè)慣性系中測(cè)量，都是相同的；同樣，兩個(gè)先后發(fā)生的事件之間的時(shí)間不管在哪個(gè)慣性系中測(cè)量，也是相同的。 教師觀念：絕對(duì)時(shí)空觀 時(shí)間和空間相互獨(dú)立，互不相干，也獨(dú)立于物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)，不受物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的影響。基于絕對(duì)時(shí)空觀，得出幾個(gè)結(jié)論： ①絕對(duì)同時(shí)性； ②絕對(duì)時(shí)間間隔； ③絕對(duì)空間距離； ④質(zhì)量恒定 （一）牛頓力學(xué)的成就與局限性 牛頓力學(xué)的偉大成就 （1）它把人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推向了一個(gè)新的高度。牛頓從力學(xué)的觀點(diǎn)證明了自然界的統(tǒng)一性。 (2)牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，第一次明確了一切自然科學(xué)理論都應(yīng)具備的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，并成為其他自然科學(xué)的典范。(3)牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，對(duì)自然科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響：①牛頓力學(xué)所形成的科學(xué)研究方法的推廣和應(yīng)用：②牛頓力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合，產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促進(jìn)了自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展：③牛頓力學(xué)在科學(xué)技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)文明的發(fā)展。 2.牛頓力學(xué)的局限性和適用范圍 （1）牛頓力學(xué)只適用于物體的低速運(yùn)動(dòng)（v《c） （2）牛頓力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量的不連續(xù)現(xiàn)象 （3）牛頓力學(xué)定律只在慣性參考系中有效——牛頓力學(xué)定律只能在宏觀、低速（與光速相比）的情況下應(yīng)用，而且只在慣性參考系中有效。
【板書】（一）板書 §7.5 相對(duì)論的時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性 1.宇宙速度 1.時(shí)間膨脹效應(yīng) 2.長(zhǎng)度收縮效應(yīng) 2.牛頓力學(xué)的成就與局限性 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍 【課后反思】（一）課后反思 1.愛因斯坦的兩個(gè)假設(shè) 相對(duì)論原理：在不同的慣性參考系中，物理定律的形式是相同的； 光速不變?cè)恚涸诓煌膽T性參考系中，真空中的光速是相同的。 2.時(shí)間膨脹效應(yīng) 3.長(zhǎng)度收縮效應(yīng) 4.經(jīng)典力學(xué)只適用于解低速運(yùn)動(dòng)問題，不能用來處理高速運(yùn)動(dòng)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：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問題，不能用來處理強(qiáng)引力。