7.5 相对时空与牛顿力学的局限性教案【教材分析】（一）教材分析本课所采用的教材是人教版高中物理必修二册第七章第五节的内容。此部分内容是在学习经典力学之后做的入门内容，可以拓展学生的知识面，展现科学探索的无限可能性，树立科学思想和科学思维方法，培养科学精神，在情感、态度、价值观等方面起到应有的教育功能。教材此部分内容首先介绍了相对论时空观，并给出了时间延迟效应和长度收缩效应。然后阐述了牛顿力学的成就与局限性，让学生明白任何学科都有局限性，并不是说牛顿力学过时了，而是要了解每一项成立的条件。 【教学月目标】（一）教学日目标一、教学目标1、认识基于牛顿运动定律的经典力学的适用范围。2、认识相对论、量子力学与经典力学的关系。3、通过对牛顿力学适用范围的讨论高中物理学科网，让学生知道物理学中的结论和定律一般都有其适用范围，认识到知识的变化性、无限性，培养献身于科学的时代精神。2、核心素养物理概念：理解相对论、量子理论的建立对人类深入了解客观世界的作用，知道物理学在改变人们的世界观方面所起的作用。科学思维：体验科学家在建立相对论、量子理论时的思考和探索过程，体会科学思维的意义。科学探索：通过阅读课文，明白一切科学都有其局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是永无止境的。
科学态度与责任：通过对牛顿力学适用范围的讨论，让学生知道物理学中的结论和定律一般都有其适用范围高中物理学科网，认识到知识的多变性和无限性，培养献身于科学的时代精神。 【教学重点与难点】（一）教学重点与难点 教学重点： 1.狭义相对论的两个基本假设： 2.理解时间延迟效应和长度收缩效应。 教学难点：对经典力学、相对论力学、量子力学的理解。 【新课介绍】（一）新课介绍 教师利用多媒体呈现信息和提出问题： 19世纪作家查尔斯·兰姆写道：“世界上没有什么比时间和空间更让我困惑，但也没有什么比时间和空间更让我困惑，因为我从来不会想到它们。事实上，我们大多数人几乎从来不会去思考我们日常的时间和空间概念。但“时间和空间是什么？” 时间和空间是否存在于我们的感知之外？时间和宇宙有开始吗？它们会终结吗？“这些问题的答案是什么？”学生们互相讨论交流，发表自己的看法。老师引导介绍新课的学习。【新课讲解】（一）相对时空绝对时空老师通过多媒体分析了如下内容：1惯性参考系：牛顿定律适用的参考系；相对于惯性系做匀速直线运动的参考系。2对于任何一个惯性参考系，牛顿定律都是成立的，也就是说，对于不同的惯性参考系，力学的基本定律——牛顿定律，都是相同的形式。学生思考理解，阅读课本第65页“思考题”部分及第一段，得出结论：绝对时空（牛顿力学时空）：时间和空间不依赖于物体及其运动而存在。
教师解读：绝对空间是指长度的测量与参考系无关；绝对时间是指时间的测量与参考系无关。也就是说，两点之间的距离不管在哪个惯性系中测量，都是相同的；同样，两个先后发生的事件之间的时间不管在哪个惯性系中测量，也是相同的。 教师观念：绝对时空观 时间和空间相互独立，互不相干，也独立于物质和运动，不受物质和运动的影响。基于绝对时空观，得出几个结论： ①绝对同时性； ②绝对时间间隔； ③绝对空间距离； ④质量恒定 （一）牛顿力学的成就与局限性 牛顿力学的伟大成就 （1）它把人类对整个自然界的认识推向了一个新的高度。牛顿从力学的观点证明了自然界的统一性。 (2)牛顿力学的创立，第一次明确了一切自然科学理论都应具备的基本特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他自然科学的典范。(3)牛顿力学的创立，对自然科学、技术的发展和社会进步产生了深远的影响：①牛顿力学所形成的科学研究方法的推广和应用：②牛顿力学与其他基础科学相结合，产生了许多交叉学科，促进了自然科学的进一步发展：③牛顿力学在科学技术中得到广泛的应用，促进了社会文明的发展。 2.牛顿力学的局限性和适用范围 （1）牛顿力学只适用于物体的低速运动（v《c） （2）牛顿力学不适用于微观领域的物质结构和能量的不连续现象 （3）牛顿力学定律只在惯性参考系中有效——牛顿力学定律只能在宏观、低速（与光速相比）的情况下应用，而且只在惯性参考系中有效。
【板书】（一）板书 §7.5 相对论的时空观与牛顿力学的局限性 1.宇宙速度 1.时间膨胀效应 2.长度收缩效应 2.牛顿力学的成就与局限性 牛顿运动定律的适用范围 【课后反思】（一）课后反思 1.爱因斯坦的两个假设 相对论原理：在不同的惯性参考系中，物理定律的形式是相同的； 光速不变原理：在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的。 2.时间膨胀效应 3.长度收缩效应 4.经典力学只适用于解低速运动问题，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。