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2020_2021学年高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性教案新--第1页

优选

经典力学的局限性

整体设计

本节从低速到高速、宏观与微观、弱引力到强引力三个方面介绍了经典力学的局限性，

但均属于介绍性质，具体内容均不要求学生掌握，但是学过本节之后，要学生知道，尽管前

面已经体会到了万有引力理论的辉煌成就，但是真理具有相对性，任何理论都不会穷尽一切

真理，在新的领域还有新的规律等待我们去发现。教材中经典力学是“一部未完成的交响曲”；”

科学总是从正确走向错误“；”相对论和量子力学是哪一种广泛理论的特殊情形呢？我们现在

还不知道‥‥“安排这些内容的着眼点都在展示科学探究的无限可能，使教材在培养学生学科素

养上发挥它的教育功能。

在学习了牛顿的万有引力定律及万有引力理论的成就后，学生体会到了经典物理带来的

巨大成功，产生了对牛顿力学的敬仰之情。从物理学科素养实施的角度来看，为了使学生拓

展知识、开阔视野；正确认识物理学理论的发展和适用X围，有必要介绍经典力学的局限性，

以完善学生的知识体系，培养学生全面正确看待已成功的物理理论，养成正确的科学观和世

界观。那么什么是经典力学？学生从高一入学到现在所学的物理知识与经典力学什么关系？

课堂首先进行破题，目的是让学生站在知识的高度来概括和总结，让学生知道我们的学习由

浅入深，从直线到曲线，从简单运动到复杂运动，从本质上说都是牛顿定律的应用，符合我

们的认识遵从螺旋式上升的规律。局限不等于失败，是要搞清经典力学的适用X围，培养学

生会用一分为二的观点看待世界。在讲局限性之前我们还是先讲成绩，课堂让学生通过视频、

图片等不断加深经典物理带来的成就感，让经典力学的魅力进一步感染学生的情怀，激发学

生热爱科学、崇尚科学的价值热情。但是，像其它一切科学一样，经典力学也有自己的局限

性。从19世纪末到20世纪初物理学天空的两朵乌云以及以及物体的速度无法加速到任意速

度切入，观察实验，两支粉笔同步下落的运动，以地面为参考系遵守牛顿定律，但若以同步

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下落的人为参考系时，另一个球或粉笔的运动还遵守牛顿定律吗的疑惑，科学家们诚实地面

对经典力学的窘境，但不畏艰难，努力寻找新的理论来完善。在这样的背景下，爱因斯坦的

相对论和普朗克的量子论可以说是应运而生。爱因斯坦的相对论阐述了物体在接近光速运动

时所遵循的规律，得出了一些不同于经典力学的观念和结论；量子力学正确地描绘了微观粒

子运动的规律，并引顀了现代科技的发展，从而得出经典力学的适用X围是宏观、低速、弱

引力。经典力学与相对论和量子力学的关系是，在宏观、低速、弱引力的X畴内它们的结论

是一致的，但是当物体的速度接过光速时及以在微观领域内，经典力学就不成立了。爱因斯

坦1915年创立的广义相对论是一种新的时空与引力理论，是对牛顿引力理论的修正，但它并

不否定牛顿引力理论，牛顿引力理论被包括在新的时空与引力理论之中。

教学重点：了解经典力学的局限性

教学难点：了解相对论、量子力学及其与经典力学的关系

课时安排：1课时

三维目标：

知识与技能

1.知道以牛顿定律为基础的经典力学的适用X围

2.知道相对论、量子力学与经典力学的关系

过程与方法

1.通过视频、图片进一步体会经典力学的成就与局限性