高中物理《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》教案

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性一：教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程，知道經(jīng)典力學(xué)發(fā)展歷程中有哪些物理學(xué)家作出了突出貢獻(xiàn)；了解經(jīng)典力學(xué)所取得的偉大成就及其對(duì)當(dāng)時(shí)自然科學(xué)、社會(huì)發(fā)展的影響；認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍。2、過(guò)程與方法：通過(guò)收集對(duì)經(jīng)典力學(xué)建立作出重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家的故事，把科學(xué)成果的發(fā)現(xiàn)過(guò)程展現(xiàn)為歷史的過(guò)程，即科學(xué)家是如何在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行求索的，并將科學(xué)家的成果放在特定的歷史背景下去評(píng)說(shuō)，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到歷史的發(fā)有承接，科學(xué)的發(fā)展也一樣；通過(guò)收集和交流具體實(shí)例來(lái)分析說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)所取得的偉大成就，培養(yǎng)學(xué)生就某一觀點(diǎn)或結(jié)論收集例證的能力，培養(yǎng)學(xué)生獲取和評(píng)價(jià)信息的能力；通過(guò)對(duì)比亞里士多德、伽利略、牛頓所采用的科學(xué)的研究方法，了解科學(xué)研究方法不斷發(fā)展的過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法的思想；通過(guò)查閱文獻(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)資料撰寫(xiě)小論文，更多地了解經(jīng)典力學(xué)的成就、局限性與適用范圍，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力、篩選和組織信息的能力、交流和表述信息的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)查閱、對(duì)比舉例、交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和善于合作的意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生懂得尊重他人的成果、與他人合作交流的能力與習(xí)慣，鍛煉學(xué)生在“討論與交流”活動(dòng)中敢于發(fā)表自己的感想和看法，共同探討交流與合作學(xué)習(xí)的途徑；使學(xué)生領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對(duì)科學(xué)發(fā)展的重要意義，體會(huì)經(jīng)典力學(xué)在人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然以作用及物理學(xué)發(fā)展中的重要影響和作用；感受物理學(xué)家充滿(mǎn)著艱巨性創(chuàng)造性的科學(xué)探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家們忘我的獻(xiàn)身精神和刻意追求的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，從而讓學(xué)生更好地把握科學(xué)探究的本質(zhì)，幫助學(xué)生建立起像科學(xué)家從事科學(xué)探究那樣來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)的意識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦；感受物理學(xué)所揭示的自然規(guī)律中蘊(yùn)藏著和諧、有序、簡(jiǎn)單、統(tǒng)一的科學(xué)美，培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的審美能力，領(lǐng)悟自然界的內(nèi)在秩序與和諧，喚起人的真、善、美的自然天性，達(dá)到認(rèn)識(shí)和情感的完美統(tǒng)一。二：教學(xué)重、難點(diǎn)1、讓學(xué)生從多種途徑了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展過(guò)程和相關(guān)的物理學(xué)家以及他們的思想；2、讓學(xué)生了解經(jīng)典力學(xué)的偉大成就和它的局限性，體會(huì)歷史與邏輯、繼承與發(fā)展的統(tǒng)一，領(lǐng)悟科學(xué)精神和體會(huì)科學(xué)研究的思想方法。三：教學(xué)方法（策略）自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)相結(jié)合，課前鼓勵(lì)和組織學(xué)生收集三方面的資料：經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程及相應(yīng)的物理學(xué)家；經(jīng)典力學(xué)的偉大成就；經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性。開(kāi)始讓學(xué)生相互交流收集到的資料，開(kāi)始建立對(duì)經(jīng)典力學(xué)的整體性認(rèn)識(shí)。然后由老師為主以報(bào)告的形式講解。四：教學(xué)過(guò)程1、 引入新課由伽利略、牛頓等科學(xué)家創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)，在18、19世紀(jì)得到全面、迅速的發(fā)展，經(jīng)典物理學(xué)的各個(gè)分支如研究熱現(xiàn)象、光現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象的理論相繼進(jìn)入鼎盛時(shí)期，至19世紀(jì)未達(dá)到了完整、成熟的階段，似乎人類(lèi)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)已達(dá)到完美的境地，但在19、20世紀(jì)之交，卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，這些事實(shí)與經(jīng)典物理學(xué)的基本概念以及一系列基本規(guī)律產(chǎn)生了尖銳的矛盾，解決這些矛盾引發(fā)了物理學(xué)的革命，導(dǎo)致了現(xiàn)代物理學(xué)的誕生，使人類(lèi)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)由宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，由低速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域進(jìn)入高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，從更深的層次上揭示了物質(zhì)的基本性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，本節(jié)我們將在領(lǐng)略經(jīng)典力學(xué)取得的偉大成就和科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想的同時(shí)，認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性，從辯證的角度認(rèn)識(shí)科學(xué)的發(fā)展歷程。2、 教學(xué)過(guò)程經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程：a、 力學(xué)體系得以建立的原因：一是生產(chǎn)需要的推動(dòng)；二是科學(xué)自身發(fā)展的要求；三是因?yàn)榱W(xué)研究的對(duì)象最簡(jiǎn)單，它拋開(kāi)物體的物理、化學(xué)性質(zhì)，只把它作為一個(gè)有質(zhì)量的實(shí)體來(lái)看待，研究物體間的作用及在這一作用下物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化規(guī)律；四是有一系列科學(xué)家為牛頓力學(xué)的建立打下了重要的科學(xué)基礎(chǔ)，特別是伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律和重力作用下的勻加速運(yùn)動(dòng)，奠定了牛頓第一定律和第二定律的基本思想，開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律，為萬(wàn)有引力定律奠定基礎(chǔ)。b、 力學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段：第一階段是在伽利略、牛頓時(shí)代之前，人們對(duì)力學(xué)現(xiàn)象的研究大多直接反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學(xué)之內(nèi)，物理學(xué)就整體而言還沒(méi)有成為獨(dú)立的科學(xué)；第二階段是從伽利略到牛頓，是經(jīng)典力學(xué)從基本要領(lǐng)、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學(xué)家為經(jīng)典力學(xué)打下重要基礎(chǔ)。如伽利略、笛卡兒對(duì)慣性的研究，惠更斯對(duì)碰撞問(wèn)題的研究，開(kāi)普勒對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究等；第三階段是牛頓之后經(jīng)典力學(xué)的新發(fā)展，后人對(duì)經(jīng)典力學(xué)的表述形式和應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行了拓展和完善。c、 科學(xué)研究方法的發(fā)展：亞里士多德、伽利略、牛頓的科學(xué)研究方法比較：注：引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該在歷史背景下客觀評(píng)價(jià)科學(xué)家的貢獻(xiàn)和科學(xué)發(fā)展，知道歷史的發(fā)展有承接過(guò)程，科學(xué)的發(fā)展也一樣，辯證地認(rèn)識(shí)科學(xué)家所犯下的科學(xué)錯(cuò)誤和所做出的歷史貢獻(xiàn)。學(xué)生對(duì)這三位物理學(xué)家已經(jīng)有相當(dāng)?shù)牧私?，可以讓他們先做一些交流或介紹?？茖W(xué)家簡(jiǎn)介方法論意義科學(xué)成就亞里士多德Aristotle 384-322 世界古代史上最偉大的古希臘哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家以人的感覺(jué)經(jīng)和邏輯理性來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)開(kāi)辟了探索自然界奧秘的一條新路-觀察提出力的合成概念，創(chuàng)建了視覺(jué)、色彩視覺(jué)和虹等原始學(xué)說(shuō)，嘗試從物質(zhì)本身來(lái)說(shuō)明自然，把科學(xué)從宗教和神話(huà)中解放出來(lái)，推斷地球是一個(gè)球體伽利略Galilei 1564-1642 意大利物理學(xué)家，開(kāi)創(chuàng)近代自然科學(xué)研究方法的第一位學(xué)者 觀察提問(wèn)、合理假設(shè)、數(shù)學(xué)變換、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 提出了新的研究方法-數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn) 建立了擺的定律、慣性定律、自由落體定律，提出伽利略相對(duì)性原理，奠定了牛頓第一定律和第二定律的基本思想和經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，他的工作使物理學(xué)成為獨(dú)立的知識(shí)體系并從哲學(xué)中分化出來(lái)牛頓Newton 1642-1727 英國(guó)科學(xué)家，17世紀(jì)最偉大的科學(xué)世匠重在分析與綜合、歸納與演繹，強(qiáng)調(diào)論證要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 更為深刻地實(shí)現(xiàn)了科學(xué)方法的豐富、發(fā)展與變革 澄清了力和運(yùn)動(dòng)的觀念，總結(jié)出萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)三定律，建立起完整的經(jīng)典力學(xué)體系，從伽利略時(shí)代以來(lái)一個(gè)世紀(jì)的物理學(xué)工作，在牛頓手里得到了綜合經(jīng)典力學(xué)的偉大成就：a：把人類(lèi)對(duì)整個(gè)自然辦的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新水平，牛頓把天上運(yùn)動(dòng)和地上運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了天上力學(xué)和地上力學(xué)的綜合，從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一性，這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然歷史的第一次大飛躍和理論大綜合，它開(kāi)辟了一個(gè)新時(shí)代，并對(duì)學(xué)科發(fā)展的進(jìn)程以及后代科學(xué)家們的遮蔽 生了極其深刻的影響。（結(jié)合學(xué)生已學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)情況介紹）b：經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各門(mén)自然科學(xué)的典范。牛頓運(yùn)用歸納與演繹、綜合與分析的方法極其明晰地得出了完善的力學(xué)體系，被后人稱(chēng)為科學(xué)美的典范，顯示出物理學(xué)家在研究物理時(shí)，都傾向于選擇和諧與自洽的體系，追求最簡(jiǎn)潔、最理想的形式。C：經(jīng)典力學(xué)的建立對(duì)自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響。一是科學(xué)的研究方法推廣應(yīng)用到物理學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科上，對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的建立意義重大；二是經(jīng)典力學(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。三是經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)文明的發(fā)展。經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性：a：經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運(yùn)動(dòng)速率的限制，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速率接近真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)的許多觀念將發(fā)生重大變化。如經(jīng)典力學(xué)中認(rèn)為物體的質(zhì)量不僅不變，并且與物體的速度或能量無(wú)關(guān)，但相對(duì)論研究則表明，物體的質(zhì)量將隨著運(yùn)動(dòng)速率的增加而增大，物體的質(zhì)量和能量之間存在著密切的聯(lián)系。但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)仍然適用。 b：牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)現(xiàn)象。19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)，即X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)、電子的發(fā)現(xiàn)和放射性的發(fā)現(xiàn)，使物理學(xué)的研究由宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，特別是20世紀(jì)初量子力學(xué)的建立，出現(xiàn)了與經(jīng)典觀念不同的新觀念。例如：量子力學(xué)的研究表明，微觀粒子既表現(xiàn)為粒子性又表現(xiàn)為波動(dòng)性，粒子的能量等物理量只能取分立的數(shù)值，粒子的速度和位置具有不確定性，粒子的狀態(tài)只能用粒子在空間出現(xiàn)的概率來(lái)描述等。但量子力學(xué)的建立并不是對(duì)經(jīng)典力學(xué)的否定，對(duì)于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，量子現(xiàn)象并不顯著，經(jīng)典力學(xué)依然適用。現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，并沒(méi)有使經(jīng)典力學(xué)失去存在的價(jià)值，只是拓寬了人們的視野，經(jīng)典力學(xué)仍將在它適用的范圍內(nèi)大放異彩。五：課堂小結(jié)：1 經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程（建立原因、三個(gè)階段、思想方法）2 經(jīng)典力學(xué)的偉大成就（理論體系、研究方法、分支發(fā)展）3 經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍（宏觀、低速）六：作業(yè) 收集資料，了解相對(duì)論的基本觀點(diǎn)，簡(jiǎn)單比較經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀的要點(diǎn)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)