1. 经典力学的成就与局限性公开课教案

经典力学的成就和局限性

——教科版高中物理必修二第五章第一节教学设计

乐山一中 物理组 刘晴

一、教学设计总体思路

经典力学的成就和局限性是教科版高中物理必修二第五章第一节，该节内容主要包括经典力学的发展，经典力学的伟大成就和经典力学的局限性3部分内容。在学习本节课之前学生已经学完了高一物理的力学，对力学体系的几个基本模型和思想方法有了一定的了解和把握。但是对于是如何发展而来，怎样建立了力学体系还不太了解。因此我们可以通过本节课的学习，让学生跟从历史的脚步了解力学的发展和成就，进而学习它的局限性。本节课主要以学生活动为主，通过物理学史与话剧表演相结合，了解历史，讨论总结力学体系以及列举物理促进社会进步等，提高学生学习物理的兴趣。

二、教学目标

1、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；

③认识经典力学的局限性和适用范围。

2、过程与方法：

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，从而让学生认识到历史的发有承接，科学的发展也一样；

②通过对比亚里士多德、伽利略、牛顿所采用的科学的研究方法，了解科学研究方法不断发展的过程，学习科学实验研究方法的思想；

③通过自由阅读经典力学的局限性文字部分，培养学生自学，分析归纳的能力。

3、情感、态度与价值观：

①通过本节课的学习，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。

②感受物理学家们通过一个又一个实验建立起来的力学体系，，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。

三、教学重点与难点

重点：经典力学的发展建立过程和物理学家们研究物理思想方法随时代的改变

难点：经典力学的局限性。

四、教学过程：

1、

引入新课

高一力学已经学完，通过回顾之前所学的知识，让学生了解到他们已经获得了很多的知识。并且可以利用已学知识解决很多的生活中运动问题。进而询问，力学是怎么发展而来的引发学生思考，引入新课。

2、教学过程

（一）经典力学的发展历程（通过学生话剧展现）：

①力学发展的三个阶段：第一阶段是在伽利略、牛顿时代之前，这个阶段的代表人物是亚里士多德。

亚里士多德是百科全书式的科学家，在各个领域都有涉及。

在物理方面的成就有以下几点。

第一，

物体静止于地面。用力推，动。不用力，不动。得出总结：力是物体运动的原因

第二，

同一高度石头比树叶下落得快。得出结论：物体下落的快慢和质量有关

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第三，

我们呆在原地能看到太阳每天东升西落，结论：地球是静止的太阳是运动的。

当时人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内。虽然从现在来看，亚里士多德大部分观点都是错的。但是，至少他对很多物理现象下做研究，使它融于哲学里面为人所知。物理学就整体而言还没有成为独立的科学；

第二阶段是从伽利略到牛顿，是经典力学从基本要领、基本定律到建成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学打下重要基础。例如；代表人物哥白尼和伽利略。

哥白尼主要成就是发表《天体运行论》

给学生阅读ppt给的材料一，材料二，思考哥白尼迟迟不发表这部论作的原因。

然后讨论得出其最本质的原因是里面提到的“日心说”。

日心说这个观点也是不正确的，否定了反映“上帝造世界”神学观的“地心说”，出现标志了自然科学开始从神学中解放出来。

伽利略的主要成就很多，大部分以实验为主。高中学习的就有惯性定律和落体定律。顺便复习了一下斜面实验和理想实验。这些定律奠定了动力学的基础，伽利略被称为近代科学的奠基人。

第三阶段是牛顿之后经典力学的新发展，后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。

牛顿善于总结归纳，他在各个领域借鉴的科学家的关系网如下图所示：

各个线路得到的成就如下

数学领域：微积分

力学领域：牛顿三大定律

天文学：万有引力定律

②物理研究成果发展如刚才所描述，那么在研究物理的科学研究方法的在不同的时代又有什么不同呢？：亚里士多德、伽利略、牛顿的科学研究方法比较（给学生预留时间讨论交流）

2

（二）经典力学的伟大成就：

①阅读第二小节文字，找出有哪些力学成就。

把人类对整个自然办的认识推进到一个新水平，牛顿把天上运动和地上运动统一起来，实现了天上力学和地上力学的综合，从力学上证明了自然界的统一性，这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合，它开辟了一个新时代，并对学科发展的进程以及后代科学家们的遮蔽

生了极其深刻的影响。（结合学生已学过的运动学动力学情况介绍）

②具体的成就

第一，

揭示了本质和规律，做出定量的解释、推断，和预测。

通过观看视频，我们知道大部分物体的运动，都有他的运动规律，而这个规律已经被我们所熟知。并且可以利用这些规律对很多事情做出预测和解释。比如说，海王星和冥王星的发现。

第二，

推动科技的发展，促进社会进步。

通过观看视频和图片。对比科技发展前和科技发展后的社会生活，交通工具的对比。从视觉上感受物理对于第一次工业革命和第二次工业革命起着关键性的作用。使科技进步，给人类的生活带来了各种便利。近代航天事业的飞度发展，也靠的是经典力学的发展。

（三）经典力学的适用范围和局限性：

①预留学生自由阅读，带着问题思考：经典力学有哪些局限性，为什么会有这些局限？？

②经典力学的局限性

第一，经典力学的应用受到物体运动速率的限制。

当物体运动的速率接近真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化。

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如经典力学中认为物体的质量不仅不变，并且与物体的速度或能量无关。但相对论研究则表明，物体的质量将随着运动速率的增加而增大。具体举个例子而言，就是恒力作用下会发生变加速直线运动，这在经典力学中是不可能出现的。所以，经典力学受到速度的限制。

第二，牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现，即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现，使物理学的研究由宏观领域进入微观领域。微观领域中很多现象并不能用经典力学来解释。

所以，量子力学在微观领域中不适用。观看视频，感受量子世界。

（四）小结

现代物理学的发展，并没有使经典力学失去存在的价值，只是拓宽了人们的视野，经典力学仍将在它适用的范围内大放异彩。今天主要的学习内容是：

1．

经典力学的发展历程

2．

经典力学的伟大成就

3．

经典力学的局限性和适用范围（宏观、低速）

五、课后总结与反思

1.备课组的力量

这次公开课从选题到构思大部分都来自我们物理备课组的老师们，很感谢老师们的热心帮助。课题是经典力学的成就和局限性，这个课题比较冷门，上此课题的公开课比较少，而且此课题以物理学史为主，内容较为枯燥。之前自己的构思是按传统教学方式，以表格的形式教授内容，在火箭班试上了一次，气氛很冷，没有调动起来。下来备课组的老师又讨论了一下改进方案，最后才改为用话剧的形式来进行此课题的教学。这也是本节课的一大亮点。

2.学生的力量

这次课最重要的部分是话剧环节，虽然没有尽善尽美，但学生在准备的过程中，表现出来的积极，活力，让我很震撼，让我更加深入地了解了自己的学生的多才多艺。如果下次还有机会，仍然要调动学生一起参与到备课当中，即使最后效果达不到预期，这个准备的过程就足以让自己心满意足。

这个话剧，自己是没有多大信心能完成的，但是我们备课组老师的坚持和鼓励，我们班学生的积极和热情，让我最后才鼓起勇气，大胆一试。

我们准备时间不长，排练次数不多，导致有些环节不尽如人意，比如道具比较简陋，发型和妆容都没有太贴近角色本身。

3.自身的不足

从后半堂课比较冷的氛围来看，我自己认为的简单有趣与学生眼里的简单有趣还是很有差距的，自己还需要多了解学生，多拓宽自己的知识面，提高课堂的趣味性和有效性。

同时，自己在前期的有效准备上还远远不够，没有调动学生搜集文本信息，自己的视频信息也很缺乏，导致，课堂后面内容枯燥，气氛遇冷。

总的来说，感谢这次公开课让我受益匪浅，学到很多东西，发现了自己身上的很多不足，接下来，认真的努力的改进自己。

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