2024-2024学年高中物理第六章万有引力与航天第6节经典力学的局
限性学案新人教版必修2
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。 2.认识经典力学的局限性和适用范围。 3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。 4.感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
知识梳理
1.经典力学:经典力学的基础是①牛顿运动定律,在②低速、③宏观、弱引力的广阔区域,经典力学取得了巨大的成就。
2.狭义相对论阐述物体以接近④光的速度运动时所遵从的规律。
3.在经典力学中,物体的质量是⑤不随运动状态而改变的;而狭义相对论指出,物体质量是随着运动速度增大而⑥增大的,即存在公式m=⑦ 。
4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系⑧无关,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系⑨有关,在不同的参考系中不同。
5.经典力学的适用范围:只适用于⑩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。
6.20世纪20年代,建立了量子力学,它正确描述了微观粒子(填“宏观粒子”或“微观粒子”)的运动规律,并在现代科学技术中发挥了重要作用;爱因斯坦的广义相对论说明,在强引力(填“强引力”或“弱引力”)的作用下,牛顿的引力理论将不再适用;相对论和量子力学都没有否定经典力学,而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形。
重点难点探究
主题1:经典力学的局限性
问题:阅读课本“经典力学的局限性”的内容,回答下列问题。 (1)总结经典力学有哪些局限性,它的适用范围是什么?
(2)以牛顿运动定律为基础的经典力学,在科学研究和生产技术中有哪些应用?
主题2:爱因斯坦的狭义相对论
问题:根据爱因斯坦的狭义相对论知,质量要随着物体的速度增大而增大,即
m=。请讨论:如果你使一个物体不断地加速,它的速度会增大到等于光速甚至大于光
速吗?为什么?
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1.下列说法正确的是( )。
A.经典力学适用于任何情况下的任何物体 B.狭义相对论否定了经典力学
C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律性 D.万有引力定律也适用于强相互作用力
2.关于经典力学和相对论,下列说法正确的是( )。
A.经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容 B.相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的 C.相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系 D.经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例
3.继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后,牛顿站在巨人的肩膀上,创立了经典力学,揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律;爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足,又进一步发展了牛顿的经典力学,创立了相对论,这说明( )。
A.世界无限扩大,人不可能认识世界,只能认识一部分 B.人的意识有能动性,能够正确地反映客观世界
C.人们对世界的每一个正确认识都有局限性,需要发展和深化 D.每一个认识都可能被后人推翻,人不可能获得正确的认识
4.在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.5倍。试求此时电子的质量
为静止时的多少倍。
:Z|xx答案
知识梳理
①牛顿运动定律 ②低速 ③宏观 ④光 ⑤不随运动状态而改变 ⑥增大 ⑦⑧无关 ⑨有关 ⑩低速 重点难点探究
主题1:(1)①经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动。
高速 宏观 微观 微观粒子 强引力
②经典力学只适用于宏观世界,不适用于微观世界。 ③经典力学只适用于弱引力,不适用于强引力。
④牛顿经典力学的局限性在于只适用于低速、宏观、弱引力的物体。
(2)经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用。经典力学与天文学相结合建立了天体力学;经典力学和工程实际相结合,建立了应用力学,如水力学、材料力学、结构力学等。从地面上各种物体的运动到天体的运动,从大气的流动到地壳的变动;从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船;等等,所有这些都服从经典力学规律。
主题2:由m=可知,当v=c时,m应无穷大,随着质量不断增大,产生的加速度会不断减
小,为保持加速度不减小,同样的力产生加速度的力要不断增大,这样使加速变得越来越困难,因此,不管物体怎样加速,它的速度不会等于光速,只能小于光速。 达标检测
1.C 2.D 3.BC 4. 1.155倍
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