高中物理人教大纲版第一册：3.9 牛顿运动定律的适用范围1.docVIP

九、 牛顿运动定律的适用范围 从容说课 自从17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就.经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学和天文学相结合，建立了天体力学、经典力学和工程力学实际相结合，建立了应用力学：如水利学、材料力学、结构力学等等.从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到火车、飞机等现代化交通工具的出现；从投出的篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船.所有这些都服从经典力学的规律、经典力学的结果，在如此广阔的领域里与实际相符合，证明了牛顿运动定律的正确性. 随着科学的不断发展，人们却发现对于微观粒子和高速运动问题，经典力学并不能很好的解释他们的运动规律.这些都说明，经典力学同其他物理定律一样，是有适用范围的.经典力学只适用宏观低速问题. 20世纪初著名的物理学家爱因斯坦在狭义相对论中指出：物体的质量随速度的增大而增大.而在经典力学中，质量是固定不变的.并用相对论对经典力学不适用于高速运动作了介绍. 本节课的教学目标定位如下： 1．知道牛顿运动定律的适用范围. 2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用. 3．知道质量与速度的关系，知道调整运动中必顺考虑质量随速度的变化. 本节的教学重点为：牛顿运动定律的适用范围. 本节的教学难点为：调整运动的物体.速度与质量之间的关系. 本节内容较少，也比较抽象，可在学生自觉基础上加以指导，也可适当介绍“狭义相对论”。 本节课的教学程序安排如下： 复习牛顿运动定律→ 导入新课；阅读、讨论、点拨讲解，并辅之以录像资料，探讨牛顿运动定律的适用范围. 教学目标 一、知识目标 1.知道牛顿运动定律的适用范围. 2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用. 3.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化. 二、能力目标 培养学生的自学能力和分析概括能力. 三、德育目标 通过对牛顿运动定律适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围. 教学重点 牛顿运动定律的适用范围. 教学难点 高速运动的物体，速度和质量之间的关系. 教学方法 阅读法、归纳法、讲练法. 教学用具 投影仪、投影片. 课时安排 1课时 教学过程 ［用投影片出示本节课的学习目标］ 1.知道经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用. 2.知道牛顿运动定律的适用范围. 3.了解质量和速度之间的关系. [学习目标完成过程] 一、导入新课 ［教师］这一章中我们学习了牛顿的哪些定律，其内容各是什么？ ［学生］我们学习了牛顿的三条运动定律. 第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. 第二定律：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度方向跟合力方向相同. 第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上. ［教师］这些定律是否在任何条件下都是成立的呢？ ［学生］不是. ［教师］在什么情况下就不再成立了呢？ ［学生］在非惯性系中牛顿运动定律就不再成立了. ［教师］不成立是不是说就不再适用了? ［学生］不是. ［教师］怎么样做就可以适用了? ［学生］增加一个假设的、大于等于ma、方向与加速度相反的惯性力后仍可适用. ［教师］那么，是不是说在任何情况下，牛顿运动定律都适用呢？本节我们一起来学习这一内容. 二、新课教学 （一）经典力学的成就 ［教师］请同学们阅读课文第一自然段，阅读时考虑下列问题： 用投影片出示 1.经典力学和天文学相结合，建立了天体力学.试举例说明经典力学在这方面的应用. 2.经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学.试举例说明经典力学在这方面的应用. 3.这些领域内的物体有何共同点？ ［学生甲］昼夜交换、四季变换、天体运动等天体的运动规律都遵循经典力学. ［学生乙］拦河筑坝、修建桥梁、机械设计等实际应用技术也都服从经典力学的规律. ［学生丙］这些领域内的物体有两个共同的特点：①这些物体都比较大，属宏观物体. ②这些物体的运动都比较慢，属低速运动. ［教师总结］自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，在科学研究和生产技术中得到广泛的应用，为社会的发展做出了巨大的贡献.但随着科学技术的发展，牛顿运动定律越来越体现出了它的局限性.下面我们来讨论这一问题. （二）牛顿运动定律的适用范围 ［教师］请同学们阅读课文的二、三、四自然段，同时考虑下列问题： 用投影片出示 1.牛顿运动定律在哪些领域不能适用？ 2.为什么牛顿运动定律在这些方面不能再适用了？ 3.牛顿运动定律的适用范围是什么？ ［学生A］牛顿运动定律在微观领域和高速运动领域不再适用. ［学生B］因为微观粒子（如电子、质子、中子）在运动