【优教通,备课参考】高中物理教学设计6.6《经典力学的局限性》1(人教版必修2)[样例5]

第一篇：【优教通,备课参考】高中物理教学设计6.6《经典力学的局限性》1(人教版必修2)

第6节 经典力学的局限性 [新课教学] 学 生 活 动

一、从低速到高速(展示问题)师：请同学们阅读教材“从低速到高速”部分．回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公设． 生：低速到高速的概念，通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等．有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速．

质速关系是：在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即 其中Db为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速． 例如：(1)v＝0．8c时，物体的质量约增大到静止质量的1．7倍，这时经典力学就不再适用了．(2)如地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，m=l 010 lOlmo，它的质量增大十分微小，可以忽略不计． 速度合成与两个公设．一条河流中的水以相对河岸的速度v水岸流动，河中的船以相对于河水的速度v船水顺流而下．在经典力学中，船相对于岸的速度即为v船岸=v船水+v水岸

经验告诉我们，这简直是天经地义的．但是，仔细一看，这个关系式涉及两个不同的惯性参考系，而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，正是在这种时空的观念下，上式才成立．然而，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的，因而上式不能成立，经典力学也就不再适用了．(1)相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式．(2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速‘都一样． 师：经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢? 生：适用于低速运动的物体． 师：阅读教材科学漫步部分，体会时间和空间是什么． 生：时间与空间并没有讲清时间与空间的问题，只是提出问题，激励我们对未来的探索．

二、从宏观到微观 师：请同学们阅读教材“从宏观到微观”部分，并说明经典力学是适用于宏观物体还是微观物体。生：19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述． 20世纪20年代，建立了量子力学，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．

经典力学一般不适用于微观粒子．

师：相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?

生：相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义．它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动，只适用于宏观世界，不适用于微观世界。三，从弱引力到强引力(展示问题)

师：请同学们阅读教材“从弱引力到强引力”部分，并回答问题：何为弱引力?何为强引力? 生：万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统一起来． 爱因斯坦引力理论表明，当天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为3 km，地球的引力半径为1 m)，天体间的引力就趋于无穷大． [讨论与交流)(展示问题)(1)实际的天文观测，行星的运行轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进．经典力学的解释令人满意吗?用什么理论来圆满地进行了解释?(投影)生：按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意． 爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43’的附加值，同时还预言了光线在经过大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实．(2)何为天体的引力半径? 生：假定一个球形天体的质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面上的引力将会增加，当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接近的值——“引力半径”． 只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么爱因斯坦和牛顿的理论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．这就是说，在强引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用． 对于这样的科学发展过程，英国剧作家萧伯纳曾诙谐地说，‘科学总是从正确走向错误．”这种调佩倒也不失为一种幽默的表述．

(3)历史上的科学成就与新的科学成就的关系是什么?

生：历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定，而是作为某些条件下的局部情形，被包括在新的科学成就之中．如：当物体的速度远8小于光速c(3X10m／s)时，相对论与经典理论的结论没有区别；当另一-34个重要常数即“普朗克常数”h(6．63X10J·s)可以忽略不计时．量子力学和经典力学的结论没有区别．相对论和量子力学都没有否定过去的科学，面只认为过去

的科学是自己在一定条件下的特殊情形．

(例11以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用? 参考答案：经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用．经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学，材料力学、结构力学等．从地面上各种物体的运动到天体的运动：从大气的流动到地壳的变动：从拦柯筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船等等，所有这些都服从经典力学规律．(例2)以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?

参考答案：经典力学只适用于解决低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子：经典力学只适用于解决弱引力问题，不能用来处理强引力问题． [课堂训练] 1．20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论．在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度变化而 2．20世纪初期，建立了

，它能够正确地描述微观粒子的运动规律． 3．经典力学只适用于解决 问题，不能用来处理——问题，经典力学只适用于物体，一般不适用于 ． 4．微观粒子的运动不仅具有 性．同时具有波动性．它们的运动规律很多情况下不能用经典力学来说明．要增强正确描述微观粒子的运动规律，需要用 ． 5．牛顿运动规律只适用于 物体的运动，狭义相对论阐述物体在以 的速度运动时所遵从的规律． 参考答案 1．狭义相对论 固定不变 变化 2．量子力学 3．低速运动 高速运动 宏观 微观粒子 4．粒子 量子力学 5．宏观、低速 接近光速 [小结] 本节学习了经典力学的局限性：(1)从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体的运动速度的增大而增大．即(2)从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义．只说明它有一定的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．(3)从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区别．相对论与量子力学 都没有否定过去的科学，而只是认为科学在一定条件下有其特殊性．经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力．

[布置作业] 认真阅读教材．认识到物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识作的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神． [课外训练] 业 阅读教材83页‘科学足迹’栏目中的短文《牛顿的科学生涯，体会和学习牛顿献身科学的精神． 板 6．经典力学的局限性 书

一、从低速到高速 经典力学只适用于低速运动

二、从宏观到微观 经典力学只适用于宏观物体 设

三、从弱引力到强引力 万有引力定律只适用于弱引力 计

第二篇：【优教通,备课参考】2014年高中物理教学设计：6.2《行星的运动》2(人教版必修2)

第1节 行星的运动

新课教学

1.了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描述.1.在浩瀚的宇宙中，存在着无数大小不

一、形态各异的星球，而这些天体是如何运动的呢？在古代，人类最初通过直接的感性认识，建立了“地心说”的观点，认为地球是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转动.因为“地心说”比较符合人们的日常经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，好像太阳绕地球转动.正好，“地心说”的观点也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以“地心说”统治了人们很长时间.但是随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确.再加上第谷等科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答.当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推测是不是地球每天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“日心说”的模型.用“日心说”能较好地和观测的数据相符合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽略，很晚才被人们接受.原因有：（1）“日心说”只是一个假设.利用这个“假设”，行星运动的计算比“地心说”容易得多.但著作中有很不精确的数据.根据这些数据得出的结果不能很好地跟行星位置的观测结果相符合.（2）当时的欧洲的统治者还是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说”，因为它不符合教会的利益.致使这个正确的观点被推迟一个世纪才被人们所接受.德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′.开普勒想，很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律.同学们，前人的这种对问题的一丝不苟、孜孜以求的精神值得大家学习.我们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现你的人生价值.2.（1

边看边介绍，让学生对行星运动有一个简单的感性认识.（2

录像的效果很好，很直观，让同学能看到三维的立体画面，让同学们的感性认识又提高一步.（3

开普勒关于行星运动的描述可表述为三定律.我们主要介绍开普勒第一定律和第三定律.2.行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系

（K是与行星无关的量）.3.行星绕太阳的椭圆的半长轴R与周期T的比值为K，还知道对一个行星的不同卫星，它们也符合这个运行规律，即

(K与K′是不同的)..阅读课文深入了解天体的运动规律 6.作业：完成P36练习题

第三篇：【优教通,备课参考】2014年高中物理教学设计：6.4《万有引力理论的成就》1(人教版必修2)（范文）

6.4万有引力理论的成就

新课教学

(一)用投影片出示本节课的学习目标

1.利用万有引力等于向心力求出中心天体的质量.2.了解万有引力定律在天文学上的应用.(二)学习目标完成过程 学生阅读有关内容

提问：行星绕太阳运动的向心力是什么？ 回答：太阳对行星的万有引力提供向心力.老师：如果我们知道某个行星与太阳之间的距离是r,T是行星公转的周期，列一下方程,能否求出太阳的质量M呢？

1.设行星的质量为m.根据万有引力提供行星绕太阳运动的向心力，有：

MmF向=F万有引力=G2m2r

rMm2即G2m()2r

Tr42r3M 2GTr3对于一个天体，M是一个定值.所以，绕太阳做圆周运动的行星都有2K.即开普勒第三定

T律.老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而F向=F万有引力.根据这个关系列方程即可.8例如：已知月球到地球的球心距离为r=4×10m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量.解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力 即有：

MM2F向=F引=G地2月m月()2r

Tr得：M地4(3.14)2(4108)342r3kg5.891024kg.2112GT6.6710(30243600)(2)求某星体表面的重力加速度.例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的

A.6倍

B.18倍

C.4倍

Ｄ.13.5倍

Mm分析：在星体表面处，F引≈mg.所以，在地球表面处：G2mg

r在某星球表面处：G36Mmmg 2(3r)

a月=GM地m月r2月地m月GM地/r2月地GM地60(R)2GM地3600R2

地球上物体的重力加速度g为

gGM地mR2mGM地R2,那么a月g1 3600由月球绕地球做匀速圆周运动所需的向心加速度公式可知：

2a月r月地2r月地()2T

23.143.8108()22.69644103m/2s27.32436002已知地球表面的重力加速度g0=9.8m/s

则a月g02.696441031 9.83634即a月ga月g0

由此可知，由月球以及地球附近的物体绕地球做匀速圆周运动所需的向心加速度之比，跟由同性质的万有引力对它们提供的向心力所获得的向心加速度之比近似相等.所以，地球对月球的引力跟地球对其附近物体的引力是同性质的力，而且都是万有引力.六、板书设计

第四节 万有引力定律在天文学上的应用

Mm4

2一、1.天体质量的计算 G2M2r

rr42r3M(只能求出中心体的质量)

GT22.求某星体表面的重力加速度.MmmgG2(R为星体的半径)

R

二、发现未知天体：（已知中心体的质量及环绕体的运动）

2Mm22GTMG2m()rr3

Tr4

2七、素质能力训练

1.已知下面的数据，可以求出地球质量M的是（引力常数G是已知的）A.月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1 B.地球“同步卫星”离地面的高度

C.地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2 D.人造地球卫星在地面附近的运行速度v和运行周期T3 2.以下说法正确的是

第四篇：【优教通,同步备课】高中数学(北师大版)必修五教案：1.2 等差数列 第一课时参考教案[定稿]

§2.1 等差数列

（一）教学目标

1．知识与技能:通过实例，理解等差数列的概念；探索并掌握等差数列的通项公式；能在具体的问题情境中，发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题；

2.过程与方法:让学生对日常生活中实际问题分析，引导学生通过观察，推导，归纳抽象出等差数列的概念；由学生建立等差数列模型用相关知识解决一些简单的问题。

3．情态与价值:培养学生观察、归纳的能力，培养学生的应用意识。教学重点：理解等差数列的概念及其性质，探索并掌握等差数列的通项公式；

会用公式解决一些简单的问题。

教学难点：概括通项公式推导过程中体现出的数学思想方法。教学过程：

创设情境 导入新课

上节课我们学习了数列。在日常生活中，人口增长、鞋号问题、教育贷款、存款利息等等这些大家以后会接触得比较多的实际计算问题，都需要用到有关数列的知识来解决。今天我们就先学习一类特殊的数列。

先看下面的问题：

为了使孩子上大学有足够的费用，一对夫妇从小孩上初一的时候开始存钱，第一次存了5000元，并计划每年比前一年多存2000元。若小孩正常考上大学，请问该家长后5年每年应存多少钱？

引导学生行先写出这个数列的前几项：7000，9000，11000，13000，15000 观察这个数列项的变化规律，提出生活中这样样问题很多，要解决类似的问题，我们有必要研究具有这样牲的数列——等差数列 师生互动 新课探究

像这样的数列你能举出几个例子吗？

0，5，10，15，20，…… ① 18，15.5，13，10.5，8，5.5 ③ 48，53，58，63 ② 3，3，3，3，3，…… ④

看这些数列有什么共同特点呢？（由学生讨论、分析）

anan1dan2ddan22dan3d2dan33d…a1(n1)d

所以 ana1(n1)d 注意：

（1）在ana1(n1)d中n，an，a1，d四数中已知三个可以求出另一个（方程思想）。

（2）由上述关系还可得：anam(nm)d

（3）若an是等差数列，且k,l,m,nN，klmn，则akalaman 特例：（1）ankank2an（2）a1ana2an1a3an2.....三、例题：

例1：判断下面数列是否为等差数列.（1）an2n1（2）an(1)n

例2：已知等差数列an中,a11,d2，求通项公式an.例3：（1）求等差数列9，5，1，……的第10项

（2）已知在等差数列an，an4n3，求首项a1和公差d 例4：已知在等差数列an中，a520,a2035,求通项公式an.注意在ana1(n1)d中n，an，a1，d四数中已知三个可以求出另一个。

五、小结：

1、等差数列的定义an1and

2、掌握推导等差数列通项公式的方法

3、等差数列通项公式：ana1(n1)d anam(nm)d

六、课堂练习

1、求等差数列宁主义，7，11，……的第4项与第11项 2、100是不是等差数列2，9，16，……的项，如果是，是第几项，如果不是，说明原因

作业：P19习题1—2A组第2、7题

第五篇：三维六步教学模式-优教通教学法18.4.28

业务学习笔记内容。（不可删减）学习时间：2018.4.28，形式：集中学习，地点：会议室 领学人：王玉梅

优教通资源应用--教学模式

“三维六步”资源应用教学法

三维是：整体感知——知识探究——综合运用。

日常备课中，把一个单元看成一个整体，把单一教学内容看成一个整体，确定三维目标，预设学习过程，确定训练重点。

六步是：

⑴激情导学，使生在创设情景中享受快乐。⑵反馈学情，运用资源，在互动探索中感受快乐； ⑶互助学习，教师个性指导，同学互动学习；

⑷课堂应用，资源应用，提升建构知识，在举一反三中感悟快乐； ⑸达标测试，检测学生掌握知识程度； ⑹适度拓知，满足不同层次的学生学习需求。

在体验练习中践行快乐。最大程度地顺应孩子的兴趣爱好，让他们主动地学习他们想要的东西。学习是件很快乐的事，要培养学生对知识的兴趣，体会每天的课程都很有激情，让孩子们快乐地学习！

“三维六步”教学法

激情导学→以疑启学→互助学习→课堂应用→达标测试→适度拓知！