2019-2020年高中物理 6.6《經(jīng)典力學(xué)的局限性》優(yōu)秀教案 新人教版必修2 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律在宏觀、低速、弱引力的廣闊領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就.但是，像一切科學(xué)一樣，經(jīng)典力學(xué)也有自己的局限性.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)完全適用.20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦建立了狹義相對(duì)論.狹義相對(duì)論闡述物體在以接近光的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律，它得出了一些不同于經(jīng)典力學(xué)的觀念和結(jié)論.經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，并且經(jīng)典力學(xué)對(duì)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)也束手無(wú)策.量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科技中發(fā)揮了重要作用.經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：低速、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)的研究對(duì)象：高速、微觀物體的運(yùn)動(dòng). 本節(jié)從低速與高速、宏觀與微觀、弱引力到強(qiáng)引力三個(gè)方面介紹了經(jīng)典力學(xué)的局限性.這三個(gè)方面的具體內(nèi)容都不要求學(xué)生掌握，但是學(xué)過(guò)本節(jié)之后，學(xué)生會(huì)知道盡管前面已經(jīng)體會(huì)到了萬(wàn)有引力的輝煌成就，但它沒(méi)有窮盡一切真理，在新的領(lǐng)域還有新的規(guī)律等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，文中“未完成的交響曲”“相對(duì)論和量子力學(xué)是哪一種廣泛的理論的特殊情形呢？我們現(xiàn)在還不知道……”，這些內(nèi)容安排的著眼點(diǎn)都在情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的教育功能. 從低速到高速的討論中，教材提到經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，建議在此之前做一定的補(bǔ)充講解. “科學(xué)漫步”的“時(shí)間與空間”并沒(méi)有講清時(shí)間與空間的問(wèn)題，只是提出問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生未來(lái)的探索，它的目的同樣在于情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育功能. 教學(xué)重點(diǎn) 了解經(jīng)典力學(xué)的局限性. 教學(xué)難點(diǎn) 了解相對(duì)論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系. 課時(shí)安排 1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.知道以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍. 2.知道相對(duì)論、量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系. 過(guò)程與方法 經(jīng)歷科學(xué)家建立相對(duì)論和量子論的思維探索過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)思維的意義. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.了解科學(xué)理論的相對(duì)性，知道科學(xué)理論發(fā)展過(guò)程的繼承與摒棄. 2.通過(guò)時(shí)間與空間的問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生對(duì)未來(lái)的探索. 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課 情景導(dǎo)入 情境1 《原理》將成為一座永垂不朽的深邃智慧的紀(jì)念碑，它向我們揭示了最偉大的宇宙定律.這部著作是高于人類(lèi)一切其他思想產(chǎn)物的杰作，這個(gè)簡(jiǎn)單而普遍的定律的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗依▽?duì)象之巨大和多樣性，給予人類(lèi)智慧以光榮. ——18、19世紀(jì)法國(guó)著名天文學(xué)家和天體力學(xué)家拉普拉斯 拉普拉斯 威廉湯姆生 情境2 “科學(xué)大廈已經(jīng)基本建成”，“后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了.”“在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵小小的令人不安的烏云.” ——19世紀(jì)著名的英國(guó)物理學(xué)家威廉湯姆生躊躇滿(mǎn)志地宣告 情境3 牛頓啊，請(qǐng)?jiān)徫?！你所發(fā)現(xiàn)的道路，在你那個(gè)時(shí)代，是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一的道路.你所創(chuàng)造的概念，甚至今天仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想，雖然我們現(xiàn)在知道，如果要更加深入地理解各種聯(lián)系，那就必須用另外一些離直接經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域較遠(yuǎn)的概念來(lái)代替這些概念. ——愛(ài)因斯坦 情境4 科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤. ——英國(guó)劇作家蕭伯納詼諧地說(shuō) 以上名人名言，對(duì)你有何啟示？ 問(wèn)題導(dǎo)入 假如你駕駛一輛時(shí)速為100 km/h的越野車(chē)，一位乘客以相對(duì)你10 km/h的速度用彈弓射擊前面的巖石，那么彈珠的實(shí)際速度就應(yīng)該是110 km/h. 可是，如果打開(kāi)前車(chē)燈，按照常識(shí)，光速是1.079 145109 km/h，加上車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度，光的實(shí)際速度應(yīng)該大于1.079 145109 km/h，可實(shí)際測(cè)量光速還是1.079 145109 km/h，為什么同樣的參考系光和實(shí)際物體得到的結(jié)果不同呢？學(xué)了本節(jié)內(nèi)容后，你便知道其原因了. 推進(jìn)新課 教師利用多媒體展示課件，使學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀課文，然后解決問(wèn)題. 問(wèn)題：經(jīng)典力學(xué)的成就有哪些？ 學(xué)生閱讀課文，交流、討論、回答. 總結(jié)：1.牛頓運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律把天體的運(yùn)動(dòng)與地上物體的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，是人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的第一次大綜合，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)史上的一次重大飛躍 2.經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，在以后的二百多年里幾乎統(tǒng)治了物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域. 3.經(jīng)典力學(xué)和以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的天體力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了巨大的成就. 4.18世紀(jì)60年代，力學(xué)和熱力學(xué)的發(fā)展及其與生產(chǎn)的結(jié)合，使機(jī)器和蒸汽機(jī)得到改進(jìn)和推廣，引發(fā)了第一次工業(yè)革命. 5.由牛頓力學(xué)定律導(dǎo)出的動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等，是航空航天技術(shù)的理論基礎(chǔ).火箭、人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、行星探測(cè)器等航天器的發(fā)射，都是牛頓力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用范例. 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)該問(wèn)題探究促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勤于思考，培養(yǎng)其學(xué)科探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度. 教師引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟任何科學(xué)都不會(huì)窮盡一切真理，都有其局限性.經(jīng)典力學(xué)也一樣，從而引出經(jīng)典力學(xué)的局限性. 一、從低速到高速 問(wèn)題：1.在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量有何不同？ 2.狹義相對(duì)論中物體的質(zhì)量表達(dá)式是怎樣的？ 3.在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對(duì)論中，位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中有何區(qū)別？ 學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀課文，分組討論、歸納. 明確：1.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，而在狹義相對(duì)論中，質(zhì)量要隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大. 2.m=.m0:物體靜止時(shí)的質(zhì)量，m:物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速. 3.在經(jīng)典力學(xué)中，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是相同的；在狹義相對(duì)論中，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是不同的. 例1 如果真空中的光速為c=3.0108 m/s,當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度為v1=2.4108 m/s時(shí)，質(zhì)量為3 kg.當(dāng)它的速度為1.8108 m/s時(shí)，質(zhì)量為多少？ 解答：根據(jù)狹義相對(duì)論，m=,由題意知： m1=,m2=, 所以,所以m2=kg=2.25 kg. 例2 繼哥白尼提出“太陽(yáng)中心說(shuō)”、開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)三定律后，牛頓站在巨人的肩膀上，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)，揭示了包括行星在內(nèi)的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；愛(ài)因斯坦既批判了牛頓力學(xué)的不足，又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓的經(jīng)典力學(xué)，創(chuàng)立了相對(duì)論.這說(shuō)明（ ） ①世界無(wú)限廣大，人不可能認(rèn)識(shí)世界，只能認(rèn)識(shí)世界的一部分 ②人的意識(shí)具有能動(dòng)性，能夠正確地反映客觀世界 ③人對(duì)世界的每一個(gè)正確認(rèn)識(shí)都有局限性，需要發(fā)展和深化 ④每一個(gè)認(rèn)識(shí)都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認(rèn)識(shí) A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②③ 解答：發(fā)現(xiàn)總是來(lái)自于認(rèn)識(shí)過(guò)程，觀點(diǎn)總是為解釋發(fā)現(xiàn)而提出的.主動(dòng)認(rèn)識(shí)世界，積極思考問(wèn)題，追求解決（解釋?zhuān)﹩?wèn)題，這是科學(xué)研究的基本軌跡. 任何一個(gè)人對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)都要受當(dāng)時(shí)的客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以所形成的“正確理解”都有一定的局限性.愛(ài)因斯坦的相對(duì)論理論是對(duì)牛頓力學(xué)的理論的發(fā)展和深化，但也有人正在向愛(ài)因斯坦理論挑戰(zhàn).所以正確選項(xiàng)為D. 課堂訓(xùn)練 1.一個(gè)粒子，原來(lái)靜止時(shí)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為m0.則： （1）當(dāng)這個(gè)粒子的速度為3107 m/s時(shí)，它增大的質(zhì)量占原來(lái)質(zhì)量的百分比是多少？ （2）當(dāng)這個(gè)粒子的速度為2.4108 m/s時(shí)，它增大的質(zhì)量占原來(lái)質(zhì)量的百分比又是多少？ 答案：(1)0.5% (2)66.7% 2.下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.牛頓運(yùn)動(dòng)定律就是經(jīng)典力學(xué) B.經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律 C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以解決自然界中所有的問(wèn)題 D.經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有的問(wèn)題 解答：經(jīng)典力學(xué)并不等于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，牛頓運(yùn)動(dòng)定律只是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)；經(jīng)典力學(xué)并非萬(wàn)能，也有其適用范圍，并不能解決自然界中所有的問(wèn)題，沒(méi)有哪個(gè)理論可以解決自然界中所有的問(wèn)題.搞清牛頓運(yùn)動(dòng)定律和經(jīng)典力學(xué)的隸屬關(guān)系，明確經(jīng)典力學(xué)的適用范圍，才能正確解決此類(lèi)問(wèn)題.所以選B. 二、從宏觀到微觀 問(wèn)題：經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，尋找答案，回答問(wèn)題. 結(jié)論：19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們相繼發(fā)現(xiàn)了電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，發(fā)現(xiàn)它們不僅具有粒子性，而且具有波動(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)描述.20世紀(jì)20年代，建立了量子力學(xué)，它能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科技中發(fā)揮了重要作用.相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界. 三、從弱引力到強(qiáng)引力 問(wèn)題：（課件展示） 1.經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾是什么？ 2.由經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾說(shuō)明了什么？ 3.歸納牛頓萬(wàn)有引力定律與愛(ài)因斯坦引力理論的主要差異. 4.經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論及量子力學(xué)的關(guān)系如何？ 學(xué)生閱讀課文，分組討論，合作探究，代表發(fā)言. 教師活動(dòng)：點(diǎn)評(píng)學(xué)生的發(fā)言，因課本上內(nèi)容并不全面，教師在點(diǎn)評(píng)過(guò)程中要補(bǔ)充一些內(nèi)容. 歸納：1.經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾 按牛頓的萬(wàn)有引力理論，行星應(yīng)該沿著一些橢圓或圓做周期性運(yùn)動(dòng)，而天文觀測(cè)表明，行星的軌道并不是嚴(yán)格閉合的，它們的近日點(diǎn)在不斷地旋進(jìn)，如水星的運(yùn)動(dòng). 實(shí)際觀測(cè)到的水星的運(yùn)動(dòng)情況與愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的計(jì)算結(jié)果吻合得很好. 2.經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，而不適用于強(qiáng)引力. 3.牛頓萬(wàn)有引力定律與愛(ài)因斯坦引力理論的主要差異 （1）牛頓的萬(wàn)有引力定律認(rèn)為：物體的半徑減小時(shí)，其表面上的萬(wàn)有引力與半徑的二次方成反比地增大，對(duì)于半徑接近于零質(zhì)點(diǎn)的物體，其表面上的萬(wàn)有引力接近于無(wú)窮大. （2）愛(ài)因斯坦理論認(rèn)為：物體的半徑減小時(shí)，其表面上的萬(wàn)有引力比二次方成反比規(guī)律增大得快，引力趨于無(wú)窮大發(fā)生在接近一個(gè)“引力半徑”的時(shí)候. （3）只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么由愛(ài)因斯坦和牛頓引力理論計(jì)算出的力的差異并不很大，但當(dāng)天體的半徑接近引力半徑時(shí)，這種差異將急劇增大，這就是說(shuō)，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓引力理論將不再適用. （4）行星的運(yùn)動(dòng)，在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)，引力的變化規(guī)律不完全相同，導(dǎo)致軌道不閉合，近日點(diǎn)旋進(jìn). 4.經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論及量子力學(xué)的關(guān)系 經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論及量子力學(xué)在一定條件下的特例，它包含于相對(duì)論和量子力學(xué)之中，相對(duì)論和量子力學(xué)的建立并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué). 例3 20世紀(jì)以來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了一些事實(shí)，而經(jīng)典力學(xué)卻無(wú)法解釋?zhuān)?jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的__________問(wèn)題，不能用來(lái)處理__________運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；只適用于__________物體，一般不適用于__________粒子.這說(shuō)明人們對(duì)客觀事物的具體認(rèn)識(shí)在廣度上是有__________的，人們應(yīng)當(dāng)__________. 解析：人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)要受到他所處的時(shí)代客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷擴(kuò)展自己的認(rèn)識(shí)，才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律；新的科學(xué)誕生并不意味著對(duì)原來(lái)科學(xué)的全盤(pán)否定，只能認(rèn)為過(guò)去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形. 答案：低速運(yùn)動(dòng) 高速 宏觀 微觀 局限性 不斷擴(kuò)展認(rèn)識(shí)，在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律 課堂訓(xùn)練 1.19世紀(jì)末和20世紀(jì)初以來(lái)，物理學(xué)的研究深入到__________，發(fā)現(xiàn)__________、__________、__________等微觀粒子不僅有__________，而且有__________，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明. 答案：微觀世界 電子 質(zhì)子 中子 粒子性 波動(dòng)性 2.對(duì)于經(jīng)典力學(xué)理論，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.經(jīng)典力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ) B.經(jīng)典力學(xué)的理論體系是經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家長(zhǎng)期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來(lái)的 C.經(jīng)典力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了實(shí)證科學(xué)的方法體系 D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（v→c）、引力很強(qiáng)、活動(dòng)空間很小（微觀）時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間出現(xiàn)了較大的偏差 答案：ABCD 3.以下說(shuō)法正確的是（ ） A.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變 B.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動(dòng)速度增大而減小，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大 C.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大 D.上述說(shuō)法都是錯(cuò)誤的 答案：C 4.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.不論是對(duì)宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的 B.量子力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；經(jīng)典力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) D.上述說(shuō)法都是錯(cuò)誤的 答案：C 課堂小結(jié) 通過(guò)對(duì)萬(wàn)有引力定律的學(xué)習(xí)，我們了解了萬(wàn)有引力定律的輝煌成就，但是通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們又了解到它并沒(méi)有窮盡一切真理，在新的領(lǐng)域還有新的規(guī)律等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn).在本節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們從三個(gè)方面體會(huì)經(jīng)典力學(xué)的局限性：①?gòu)牡退俚礁咚?；②從宏觀到微觀；③從弱引力到強(qiáng)引力. 布置作業(yè) 1.閱讀教材科學(xué)足跡中牛頓的科學(xué)生涯. 2.從網(wǎng)上查閱有關(guān)經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)、相對(duì)論的資料. 板書(shū)設(shè)計(jì) 6 經(jīng)典力學(xué)的局限性 1.從低速到高速：經(jīng)典力學(xué)適用于低速 2.從宏觀到微觀：經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體 3.從弱力到強(qiáng)力：萬(wàn)有引力定律適用于弱力 活動(dòng)與探究 課題：中國(guó)有兩句古詩(shī)：“洞中方七日，世上幾千年”，如果把詩(shī)中的“洞”看作是高速飛行的宇宙飛船.探究是否會(huì)出現(xiàn)兩句詩(shī)句所寫(xiě)的情景. 目的：不要求學(xué)生得出結(jié)論，目的在于加深對(duì)相對(duì)論的理解，鍛煉學(xué)生發(fā)散思維、創(chuàng)新思維，利用新知識(shí)解決新問(wèn)題的能力. 參考資料： 在相對(duì)論物理學(xué)的教科書(shū)中，通常描寫(xiě)一個(gè)使人難以理解的故事：一對(duì)年輕孿生兄弟，哥哥乘坐一艘接近光速運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船，從地球出發(fā)，在太空遨游一圈之后返回地球.使人瞠目結(jié)舌的怪事發(fā)生了：他的弟弟已是兩鬢斑白、皺紋滿(mǎn)面的古稀老人，而他自己卻還是一個(gè)十七、八歲的英俊青年. 但是，在基本粒子世界，這已不是幻想了，而是由實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的事實(shí).根據(jù)相對(duì)論觀點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)粒子的壽命（Δt）要比該粒子靜止的壽命（τ）長(zhǎng)，兩者的關(guān)系是：Δt=，其中v表示粒子運(yùn)動(dòng)速度，c為光速. 對(duì)于一個(gè)速度較小的粒子，由于≈1，這種效應(yīng)極其微小，我們根本觀測(cè)不到，因此，在日常生活中我們并沒(méi)有感覺(jué)到這種效應(yīng)的存在.但對(duì)基本粒子世界就不一樣了.由于基本粒子的速度極大，可以非常接近光速，因此，這種時(shí)間效應(yīng)也就極為明顯了.例如，實(shí)驗(yàn)測(cè)定靜止μ子的平均壽命為2.19710-6 s,因此，即使它以光速運(yùn)動(dòng)，它也只能跑過(guò)660 m，可是在實(shí)際觀察中，它跑得比這一路程遠(yuǎn)得多，假設(shè)μ子以0.996 6c的速度運(yùn)動(dòng)，則：Δt==12.14τ. 即以這一速度運(yùn)動(dòng)的μ子，其壽命比原來(lái)長(zhǎng)了12.14倍.這樣，μ子跑得比660 m遠(yuǎn)得多也就不難理解了. 設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課由于內(nèi)容限制，以教師提問(wèn)、學(xué)生探究為主，教師適當(dāng)補(bǔ)充課外知識(shí).本教學(xué)設(shè)計(jì)把問(wèn)題作為學(xué)習(xí)的動(dòng)力、起點(diǎn)和貫穿于學(xué)習(xí)過(guò)程的主線(xiàn).教師是科學(xué)問(wèn)題的開(kāi)發(fā)者，對(duì)一些問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在觀察和體驗(yàn)后有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想，在解決問(wèn)題過(guò)程中提高邏輯思維能力. 提出的問(wèn)題具有針對(duì)性、目的性，表達(dá)簡(jiǎn)明扼要，問(wèn)題淺顯但不明顯，使學(xué)生易尋找答案，易歸納、易口頭表達(dá).在保證一定難度的同時(shí)兼顧廣度，考慮到大多數(shù)學(xué)生的知識(shí)智力水平，面向全體學(xué)生設(shè)計(jì)問(wèn)題.