2017-2018学年教科版必修二 5.1经典力学的成就与局限性 教案3
2017-2018学年教科版必修二     5.1经典力学的成就与局限性  教案3第2页

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".