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高中物理编辑
2020_2021学年高中物理第6章万有引力与航天6经典力学的局限性学案新人教版必修2
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  • 资源类别学案
    资源子类同步学案
  • 教材版本人教版(现行教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高一年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1138 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/11/25 15:58:37
    下载统计今日0 总计1
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资源简介

6.经典力学的局限性

[学习目标] 1.[物理观念]了解经典力学的发展历程和伟大成就. 2.[物理观念]知道经典力学的局限性和适用范围.(重点) 3.[科学思维]知道速度对质量的影响及光速不变原理.(难点) 4.[科学态度与责任]了解科学理论的相对性,体会科学理论是不断发展和完善的.

一、从低速到高速

 

速度远小于光速

接近光速运动

物理理论

经典力学

相对论

质量与速度的关系

物体的质量是不随运动状态改变的

物体的质量随着物体运动速度的增大而增大mm0/

位移、时间与参考系的关系

位移的测量、时间的测量都与参考系无关

同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的

二、从宏观到微观、从弱引力到强引力

1.微观世界

电子、质子、中子等微观粒子的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明,而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律.

2.经典力学的适用范围

经典力学适用于低速运动,不适用于高速运动,适用于宏观世界,不适用于微观世界.

3.从弱引力到强引力

(1)1915年,爱因斯坦创立了广义相对论,这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下,牛顿的引力理论不再适用

(2)当物体的运动速度远小于光速c(3×108 m/s)时,相对论物理学与经典物理学的结构没有区别.当另一个重要常数即普朗克常量”(6.63×1034 J·s)可以忽略不计时,量子力学和经典力学的结论没有区别

1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)在经典力学中,位移的测量与参考系的运动情况无关.                (√)

(2)在相对论力学中,运动的时钟和静止的时钟快慢相同.                (×)

(3)在相对论力学中,高速运动的物体质量要变小.                      (×)

(4)经典力学一般不适用于微观粒子.                                  (√)

(5)万有引力定律适用于中子星表面引力的计算.                        (×)

2.下列物体的运动不能用经典力学描述的是(  )

A.飞机的飞行                      B.人造卫星的运行

C.小汽车的行驶                    D.光子的运动

D [经典力学适用于低速宏观的物体,ABC不符合题意,选项D符合题意.]

3.关于经典力学的局限性,下列说法正确的是(  )

A.火车提速后,有关速度问题不能用经典力学来处理

B.由于经典力学有局限性,所以一般力学问题都用相对论力学来解决

C.经典力学适用于宏观低速运动的物体

D.经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体

C [经典力学是有局限性,经典力学适用于宏观低速运动的物体,但对于一般力学问题仍能用经典力学来解决,所以即使在火车提速后,有关速度问题仍能用经典力学来处理,故AB错误,C正确;经典力学不仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体,也适用一般尺寸的宏观物体,故D错误.故选C.]

 物体速度对质量的影响

1.低速与高速的概念

(1)低速:远小于光速的速度为低速,通常所见物体的运动,如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动.

(2)高速:有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近,这样的速度称为高速.

2.速度对质量的影响

(1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变.根据牛顿第二定律Fma知,物体在力F作用下做匀变速运动,只要时间足够长,物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c.

(2)爱因斯坦的狭义相对论指出,物体的质量随速度的增大而增大,即m,其中m0为物体静止时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速.在高速运动时,质量的测量是与运动状态密切相关的.

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