6.6 經(jīng)典力學(xué)的局限性 課件（人教版必修2）

6 經(jīng)典力學(xué)的局限性,1了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用 2知道經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 3知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運動中物體的質(zhì)量不再是恒定的.,1.經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是_，牛頓運動定律和萬有引力定律在_、_、_的廣闊領(lǐng)域，包括_的研究中，經(jīng)受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就 2狹義相對論闡述的是物體以_的速度運動時所遵從的規(guī)律,從低速到高速,牛頓運動定律,宏觀,低速,弱引力,天體力學(xué),接近光,3在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是_的，而狹義相對論指出，質(zhì)量要隨物體運動速度的增大而_，即m_，兩者在_的條件下是統(tǒng)一的,不變,增大,速度遠小于光速,4經(jīng)典力學(xué)認為位移和時間的測量與參考系_，相對論認為，同一過程的位移和時間的測量與參考系_，在不同的參考系中測量結(jié)果_,無關(guān),有關(guān),不同,思考1：對于高速運動的物體，它的質(zhì)量隨著速度的增加怎樣變化？ 提示：在經(jīng)典力學(xué)中，一個物體的質(zhì)量在任何時候都不變，但在相對論中，某物體的質(zhì)量隨著速度的增加而變大,1經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運動 ( ) A火箭的發(fā)射 B宇宙飛船繞地球的運動 C“勇氣號”宇宙探測器的運動 D以99%倍光速運行的電子束 解析 經(jīng)典力學(xué)在低速運動的廣闊領(lǐng)域(包括天體力學(xué)的研究)中，經(jīng)受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就，但在高速領(lǐng)域不再適用，故選項A、B、C適用 答案 D,A公式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量 B當物體運動速度v0時，物體的質(zhì)量mm0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用 C當物體以較小的速度運動時，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當物體以接近光速運動時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)僅適用于低速運動，而不適用于高速運動,D通常由于物體的速度太小，質(zhì)量的變化不能引起我們的感覺，在分析地球上物體的運動時，不必考慮質(zhì)量變化 解析 公式中的m0是物體的靜止質(zhì)量，在v遠小于光速時，經(jīng)典力學(xué)依然成立，故A、B錯，C、D對 答案 CD,1.電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有_，同時還具有波動性，它們的運動規(guī)律在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來說明，而_能夠正確地描述微觀粒子的運動規(guī)律 2經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于_運動，不適用于高速運動；只適用于_世界，不適用于_世界,從宏觀到微觀,粒子性,量子力學(xué),低速,宏觀,微觀,思考2：牛頓第二定律屬經(jīng)典力學(xué)理論，它在高速世界還適用嗎？ 提示：在高速世界中，物體的質(zhì)量隨著速度的增加而變大，物體的加速度不一定與它所受的外力成正比，牛頓第二定律不再適用,3.牛頓定律不適用于下列哪些情況 ( ) A研究原子中電子的運動 B研究“神舟”七號飛船的高速發(fā)射 C研究地球繞太陽的運動 D研究飛機從北京飛往紐約的航線 解析 牛頓力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)的研究范疇，適用于宏觀、低速運動的物體，并注意到低速和高速的標準是相對于光速，可判定牛頓定律適用于B、C、D中描述的運動，而A不適用 答案 A,三、從弱引力到強引力 11915年，愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對論，這是一種新的時空與引力的理論在強引力的情況下，牛頓的引力理論_ 2當物體的運動速度遠小于光速c(3×108 m/s)時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論_當另一個重要常數(shù)即“普朗克常量”(6.63×1034 J·s)可以忽略不計時，量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論 .,從宏觀到微觀,不再適用,沒有區(qū)別,沒有區(qū)別,【典例1】 以下說法正確的是 ( ) A經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子均適用 B經(jīng)典力學(xué)理論具有一定的局限性 C在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)改變而改變 D相對論和量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論,經(jīng)典力學(xué)的適用范圍,解析 經(jīng)典力學(xué)理論具有一定的局限性，它只適用于低速、宏觀物體的運動，選項A錯誤，B正確；在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)的改變而改變，即物體的質(zhì)量和物體運動的速度無關(guān)，選項C正確；相對論和量子力學(xué)并沒有否定過去的科學(xué)，而是認為經(jīng)典力學(xué)理論是在一定條件下的特殊情形，選項D錯誤 答案 BC,解答此類問題時，應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上記憶經(jīng)典力學(xué)的成就和適用范圍，以及經(jīng)典力學(xué)與相對論和量子力學(xué)的關(guān)系,【跟蹤1】 關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和相對論，下列說法正確的是 ( ) A經(jīng)典力學(xué)和相對論是各自獨立的學(xué)說，互不相容 B相對論是在否定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的 C相對論和經(jīng)典力學(xué)是兩種不同的學(xué)說，二者沒有聯(lián)系 D經(jīng)典力學(xué)包含于相對論之中，經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例 解析 經(jīng)典力學(xué)包含于相對論之中，經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例，即當速度遠小于光速時的特殊情形 答案 D,【典例2】 真空中的光速為c3.0×108 m/s，如果一個物體運動的速度為v12.4×108 m/s時，質(zhì)量為3 kg.當它的速度為v21.8×108 m/s時，質(zhì)量為多少？,質(zhì)量的相對論效應(yīng),答案 2.25 kg,【跟蹤2】 在粒子對撞機中，有一個電子經(jīng)過高電壓加速，速度達到0.5c，則此時電子的質(zhì)量變?yōu)殪o止時的_倍,答案 1.155,一、對經(jīng)典力學(xué)的認識 1下列說法中正確的是 ( ) A經(jīng)典力學(xué)適用于任何情況下的任何物體 B狹義相對論否定了經(jīng)典力學(xué) C量子力學(xué)能夠描述微觀粒子運動的規(guī)律性 D萬有引力定律也適用于強相互作用力,解析 經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力的情況，故A項是錯誤的；狹義相對論沒有否定經(jīng)典力學(xué)，在宏觀低速情況下，相對論的結(jié)論與經(jīng)典力學(xué)沒有區(qū)別，故B項是錯誤的；量子力學(xué)正確描述了微觀粒子運動的規(guī)律性，故C項是正確的；萬有引力定律只適用于弱相互作用力，而對于強相互作用力是不適用的，故D項是錯誤的 答案 C,220世紀以來，人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實，而經(jīng)典力學(xué)卻無法解釋經(jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的低速運動問題，不能用來處理高速運動問題；只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子，這說明 ( ) A隨著認識的發(fā)展，經(jīng)典力學(xué)已成了過時的理論 B人們對客觀事物的具體認識在廣度上是有局限性的 C不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律 D人們應(yīng)當不斷擴展認識，在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律,解析 人們對客觀世界的認識要受到所處的時代的客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷擴展自己的認識，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)的誕生并不意味著對原來科學(xué)的全盤否定，只能認為過去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形 答案 BCD,二、相對論效應(yīng) 3通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力，使電子從靜止開始加速，則對這個加速過程，下列描述正確的是 ( ) A根據(jù)牛頓第二定律，電子將不斷做勻加速直線運動 B電子先做勻加速直線運動，后以光速做勻速直線運動 C電子開始近似于勻加速直線運動，后來質(zhì)量增大，牛頓運動定律不再適用 D電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律解釋,解析 電子在加速裝置中由靜止開始加速，開始階段速度較低，遠低于光速，此時牛頓運動定律基本適用，可以認為在它被加速的最初階段，它做勻加速直線運動隨著電子的速度越來越大，接近光速時，相對論效應(yīng)越來越大，質(zhì)量加大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用 答案 C,4日常生活中，我們并沒發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨物體運動的速度變化而變化，其原因是 ( ) A運動中物體無法稱量質(zhì)量 B物體的速度遠小于光速，質(zhì)量變化極小 C物體的質(zhì)量太大 D物體的質(zhì)量不隨速度的變化而變化,答案 B,5某物體在低速(接近0)情況下質(zhì)量為m0，在速度為v的高速(接近光速)情況下質(zhì)量為m，則由狹義相對論，物體速度v為 ( ),答案 B,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,