5.1 经典力学的成就与局限性教学设计和教学反思（表格式）

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高一 学期 春季 课题 经典力学的成就与局限性 教科书 书 名：高中物理教科版必修二教材 -出卷网-：教育科学-出卷网- 出版日期：2019年8月 教学目标 1．物理观念 (1) 了解经典力学所取得的伟大成就及其对当时自然科学、社会发展的影响，知道经典力学发展历程中有哪些物理学家作出了突出贡献。 (2)认识经典力学的局限性和适用范围。 (3)可以利用相对论公式进行简单的计算，并理解牛顿时空观和相对论时空观的不同。 2．科学探究 (1)通过收集对经典力学建立作出重要贡献的物理学家的故事，把科学成果的发现过程展现为历史的过程，即科学家是如何在前人的基础上进行求索的，并将科学家的成果放在特定的历史背景下去评说，从而让学生认识到历史的发展有承接，科学的发展也一样。 (2)通过对迈克耳孙莫雷实验以及黑体辐射的紫外灾难进行分析，知道经典力学的局限性，通过举例说明经典力学在微观高速时不适用的事实。 3．科学态度与责任 (1)使学生领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义，体会经典力学在人类认识自然以及物理学发展中的重要影响和作用。 (2)感受物理学家充满着艰巨性和创造性的科学探究过程，同时发挥想象力，从而让学生更好地把握科学探究的本质，帮助学生建立起像科学家从事科学探究那样来学习科学的意识，领悟科学探究的真谛。 教学内容 教学重点： 1.经典力学的发展以及经典力学的适用范围 2.理解并能够简单利用狭义相对论公式 教学难点： 在微观高速时经典力学所展现出来的矛盾点 教学过程 【思考】在静止的水面上有一艘以4m/s航行的船，船上的人再以相对船3m/s的速度再扔出一块石头，岸上的观察者看到石头的速度会是多少呢？ 回答：以船为参考系，石头速度为3m/s，那么以地面为参考系，则石头的速度为V船加V石头等于7m/s。 【思考】如果这里是一艘以0.6倍光速行驶的飞船，在上面发射一束激光，那么在旁观者的视角中这束激光的速度是否为V船加V光等于1.6倍光速呢？ 经典力学的成就及危机 谈到经典力学就不得不提到一个人，经典力学的奠基者，牛顿，我们所熟知的万有引力定律和牛顿运动定律都是他提出的，而这些都成为了经典力学的基础。著名的物理学家杨振宁曾说，如果一定要举出某个人，某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿自然哲学的数学原理在1687年出版的那一天，可见牛顿对于经典力学的贡献之大。但经典力学并不是牛顿一个人的成功，牛顿曾说过，他之所以看的更远是因为站在巨人的肩膀上，他是在哥白尼、亚里士多德、开普勒等诸多物理学家的理论基础之上，总结提出了经典力学，物理学从此迎来了空前盛世。英国物理学家威廉汤姆孙赞誉物理学为一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽殿堂，当时的科学家认为科学的大厦已经基本完成，未来的物理学家只需要做一些修修补补的工作。但在物理学晴朗的天空却是飘着两朵大大的乌云，而这就是著名的迈克耳孙莫雷实验和黑体辐射的紫外灾难。 从低速到高速的转变 以其中的迈克耳孙莫雷实验为例，其起因是19世纪英国物理学家麦克斯韦根据电磁场预言了电磁波的存在，后续赫兹更是通过实验直接证明了电磁波的传播速度是光速，因此引发了物理学家对于光的研究，其中最著名的便是迈克耳孙莫雷实验，在前面我们知道速度是相对于参考系的，那么光速的参考系又是什么呢？ 1．以太学说的破灭 人们认为光是一种波，例如声波，其传播则是需要介质的，因此在爱因斯坦前，人们普遍认为光的传播是需要介质的，而这种看不见的静止介质则是被命名为以太，地球在以太中围绕太阳运动，而光则是相对以太以一定速度传播，地球和光都在相对以太运动，从经典力学的角度来看，光相对于地球的速度则是二者速度的矢量和。我们再来看看迈 ... ...