7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 教学设计 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、课程基本信息

1.课程名称：相对论时空观与牛顿力学的局限性

2.教学年级和班级：高一下学期物理，人教版（2019）必修第二册

3.授课时间：2023年3月15日，星期三

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、核心素养目标

1.科学探究能力：学生能够通过观察、实验、分析等方法，探索相对论时空观与牛顿力学的局限性，提高科学探究能力。

2.科学思维能力：学生能够运用逻辑思维、批判性思维等方法，分析相对论时空观与牛顿力学的局限性，提升科学思维能力。

3.科学沟通能力：学生能够通过表达、交流、合作等方式，与他人分享相对论时空观与牛顿力学的局限性的学习成果，增强科学沟通能力。

4.科学态度与价值观：学生将通过对相对论时空观与牛顿力学的局限性的学习，形成对科学研究的热爱和好奇心，培养科学态度与价值观。

三、重点难点及解决办法

1.重点：相对论时空观与牛顿力学的局限性的概念和原理。

解决办法：通过对比分析，让学生理解相对论时空观与牛顿力学在不同条件下的适用性，以及它们的联系和区别。

2.难点：相对论时空观与牛顿力学的局限性的数学表达和计算。

解决办法：通过具体实例，让学生掌握相对论时空观与牛顿力学局限性的数学表达方法，并通过练习题进行巩固。

3.重点：相对论时空观与牛顿力学在实际问题中的应用。

解决办法：提供一些实际问题案例，让学生分组讨论，引导学生将理论知识运用到实际问题中，提高学生的应用能力。

4.难点：如何评价和理解相对论时空观与牛顿力学的局限性的意义。

解决办法：通过分组讨论、学生展示等方式，让学生表达对相对论时空观与牛顿力学局限性的理解和评价，促进学生的批判性思维和科学态度的培养。

四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有人教版（2019）必修第二册物理教材。

2.辅助材料：准备相对论时空观与牛顿力学局限性相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生更好地理解抽象概念。

3.实验器材：准备相关的实验器材，如尺子、计时器等，以便进行验证实验，让学生亲身体验和理解相对论时空观与牛顿力学的局限性。

4.教室布置：根据教学需要，提前安排好教室的座位布局，设置分组讨论区和实验操作台，以便进行分组讨论和实验操作。

五、教学过程

1.导入新课（5分钟）

同学们，大家好！上一节课我们学习了牛顿力学，今天我们来探讨一下相对论时空观与牛顿力学的局限性。请大家打开教材，翻到第7.5节，让我们一起走进这个有趣的物理世界。

2.知识讲解（15分钟）

（1）相对论时空观的基本概念（5分钟）

同学们，相对论时空观是相对于牛顿力学而言的，它主要包括两个方面：时间和空间的相对性。请大家结合教材，简要回顾一下相对论时空观的基本概念。

（2）牛顿力学的局限性（5分钟）

牛顿力学在描述宏观低速运动的物体方面具有很高的准确性，但在微观高速运动的物体方面却存在局限性。接下来，我们通过实例来具体分析牛顿力学的局限性。

（3）相对论时空观与牛顿力学的联系与区别（5分钟）

相对论时空观与牛顿力学在某些情况下是相互矛盾的，但它们之间也存在联系。请大家结合教材，分析一下它们的联系与区别。

3.实例分析（15分钟）

（1）爱因斯坦相对论时空观的经典实验（5分钟）

（2）牛顿力学在实际问题中的应用（5分钟）

结合生活实际，分析牛顿力学在描述宏观低速运动的物体方面的应用。请同学们举例说明。

（3）相对论时空观在现代科技中的应用（5分钟）

相对论时空观在现代科技领域具有广泛的应用，如GPS系统。请同学们结合教材，探讨一下相对论时空观在现代科技中的应用。

4.分组讨论（15分钟）

（1）分组讨论题目（3分钟）

请同学们分成小组，针对以下讨论题目展开讨论：

①相对论时空观与牛顿力学在描述物体运动方面的异同；

②相对论时空观在现代科技中的应用及其意义；

③牛顿力学在哪些情况下存在局限性？

（2）分组讨论与展示（12分钟）

各小组展开讨论，并将讨论结果进行展示。其他小组可在此期间进行评价和提问。

5.总结与评价（5分钟）

同学们，今天我们学习了相对论时空观与牛顿力学的局限性。希望大家能够通过今天的课程，更好地理解这两个概念，并在今后的学习中能够灵活运用。最后，请同学们谈谈对本节课的学习体会和收获。

6.布置作业（5分钟）

请同学们完成教材第7.5节的课后练习题，加深对今天所学知识的理解。

教学反思：

本节课通过导入、知识讲解、实例分析、分组讨论等环节，使学生了解了相对论时空观与牛顿力学的局限性。在教学过程中，注意引导学生主动参与、积极思考，提高了学生的科