2019-2020年高一物理 第三章 牛顿运算定律 牛顿运动定律的适用范围 第一课时 9.doc

2019-2020年高一物理 第三章 牛顿运算定律 牛顿运动定律的适用范围 第一课时 9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：这些物体都比较大，属宏观物体.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）在运动时不仅具有粒子性，而且还具有波动性，经典力学不能说明这种现象，所以它不再适用，同时在高速运动领域，由于物体运动速度太快，要导致质量发生变化，而经典力学认为质量是不变的，所以经典力学在高速运动领域内也不再适用.学生C从上面分析知：牛顿运动定律的适用范围是：宏观物体，低速运动.教师总结从上面讨论可知，牛顿运动定律在微观领域、高速运动的情况下不再适用.那么对这些领域的问题又应如何研究呢？下面给大家简单介绍一些近代物理知识.（三）从经典力学到相对论的发展以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺静止时这样长，当它运动时还是这样长；一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.这就是经典力学的绝对时空观.到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难.在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的时空观，于1905年发表了题为论运动物体的电动力学的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论.狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的.长度、时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式：l=l0（通称尺缩效应）t= (钟慢效应）m=(质速效应)上式中，各式里的v都是物体的运动速度，c是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体的长度；t和t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间；m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量.但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时（vc)，则上面的一些结果就变为ll0,tt0,mm0,因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理问题，还是足够精确的.继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了.“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论.三、小结通过本节课的学习，我们知道了牛顿运动定律只适用低速运动的宏观物体，但是这并不意味着牛顿运动定律失去了它的意义.四、作业1.课本P69习题（4）（5）（6）.2.补充题阅读课文并复习本章内容.五、板书设计