教学设计完整版：经典力学的巨大成就和局限性

经典力学的巨大成就和局限性教学设计【教学目的】知识与技能：1.了解经典力学的发展历程，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.知道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。3.知道经典力学的局限性和适用范围。过程与方法：通过实例了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的实用范围和局限性。情感态度与价值观：体验科学探索的复杂历程及科学对社会的巨大贡献。【教学重难点】1.经典力学的成就和经典力学方法论的意义。(重点)2.经典力学的局限性。(难点)【教学方法】讲授、讨论、交流。【教学过程】：一、新课导入师：经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律是牛顿物理学的顶峰。万有引力常量的测定使天体质量可以“称量”，从笔尖下发现海王星、冥王星到人造卫星、宇宙飞船的发射升空等科学实践的检验，无疑显示了以牛顿运动定律为基础的经典力学理论和万有引力定律取得的巨大成功，从而显示了经典力学的魅力，更激发了人们对科学真理的信仰与追求……经典力学理论是绝对真理吗？能解释所有的力学问题吗？通过本节课的学习，我们就会知道这些问题的答案。二、课堂教学（一）一座永垂不朽的纪念碑[问题设计]师：请同学们回答下列问题1．在经典力学的发展过程中有哪些科学家做出了巨大贡献？2．牛顿对经典力学的建立做了哪些贡献？3．经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步有什么样的深远影响？学生以小组的形式进行讨论，教师总结。[知识提要]牛顿的《自然哲学的数学原理》(简称《原理》)是一部奠定了经典力学基础的划时代著作，它主要包括两个部分：(1)第一部分是“定义和注释”、“运动的基本定理或定律(包括三个运动定律)”。(2)第二部分是这些定律的应用，其内容包含：①万有引力定律和行星运动；②流体力学的开创性研究；③天体力学和宇宙系统的开拓性研究。（二）经典力学的巨大成就[问题设计]师：请同学们回答下列问题1．经典力学对高速运动的粒子是否还适用？2．经典力学在非惯性系中是否还能用？3．研究飞机从南京飞到广州的时间、速度时能不能用经典力学来处理？学生以小组的形式进行讨论，教师总结。[知识提要]1．经典力学经典力学通常叫牛顿力学，主要研究宏观物体机械运动的规律。2．经典力学的巨大成就(1)把天体的运动与地面上物体的运动统一起来。(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等，得到了广泛的应用。(3)力学和热力学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命。(4)由牛顿力学定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等是航空航天技术的理论基础。（三）经典力学方法论的意义1．两种典型研究方法(1)伽利略：“自然数学化”的方法，开创了将实验、逻辑(数学)相结合的方法。(2)牛顿：归纳—演绎法，大量运用数学方法系统地整理物理学理论的方法。其演绎的结果必须通过实验验证。2．意义伽利略和牛顿的科学方法是经典力学方法的典型，影响深远，并不断得到发展和完善，逐渐成为一种传统，甚至作为社会科学和哲学的方法论，意义很大。经典力学的局限性[问题设计]师：请同学们回答下列问题1．经典力学对高速运动的粒子是否还适用？2．经典力学在非惯性系中是否还能用？3．研究飞机从南京飞到广州的时间、速度时能不能用经典力学来处理？学生以小组的形式进行讨论，教师总结。[知识提要]1．牛顿对时间的认识时间和空间不依赖人们的意识而存在，空间和时间是绝对的。现代理论：对高速运动与微观粒子而言，空间与时间是有关系的，不可分割的。2．经典力学的适用范围只适用于宏观世界，不适用于微观世界；只适用于低速运动，不适用于高速运动。[探究交流]师：经典力学的规律和观点，在微观与高速领域中不能适用，是否说明经典力学是错误的、毫无价值的？教师分析：不是。经典力学有其局限性，但在宏观低速运动中，还存在广泛的应用。三、例题讲解1．牛顿力学的适用范围是()A．适用于宏观物体的低速运动(与光速相比)B．适用于微观粒子的运动C．适用于宏观物体的高速(与光速相比)运动D．适用于受到很强引力作用的物体教师分析：经典力学适用于低速、宏观领域不适用于高速、微观世界。故A正确，B、C、D错误。2．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指()A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界教师分析：A、B、C三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D。3．17世纪末，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是()A．开普勒 B．伽利略C．牛顿 D．笛卡儿教师分析：采用归纳与演绎法的科学家是牛顿故C对，A、B、D错误。4．(多选)下列关于经典力学的说法，正确的是()A．牛顿运动定律就是经典力学B．经典力学的基础是牛顿运动定律C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题D．经典力学可以解决自然界中部分问题教师分析：经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非宇宙里的万