2021届新学考物理冲刺复习 经典力学的成就与局限
高中物理 6.1经典力学的巨大成就和局限性自我小测 沪科版必修2(2021年最新整理)
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经典力学的巨大成就和局限性1为经典物理学的建立作出重要贡献的科学家除了我们熟知的牛顿、伽利略和哥白尼外，还有（）A．开普勒 B．笛卡儿C．惠更斯 D．爱因斯坦2经典力学的建立（）A．标志着近代自然科学的诞生B．实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合C．确立了一切自然科学理论应有的基本特征D．成为量子力学的基础3经典力学适用于解决（)A．宏观高速问题 B．微观低速问题C．宏观低速问题 D．微观高速问题4经典力学的局限性表现在（）A．认为物体的质量恒定不变B．认为物体的质量和能量之间存在着密切的联系C．认为微观粒子的能量只能取分立的数值D．认为微观粒子的速度和位置具有不确定性519世纪和20世纪之交,经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”,人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实,“两朵乌云”是指( ）A．宏观问题 B．高速问题C．微观问题 D．低速问题6什么是经典力学？其主要内容是什么？7结合历史试述由物理学的发展所引发的几次工业革命。
参考答案1答案：ABC2答案：ABC3答案：C4答案：A5解析：由伽利略和牛顿创立的经典力学及物理学的各个分支，在19世纪相继进入鼎盛时期，它的完美和威力使物理学家深信，天地四方，古往今来的一切现象都能够用经典力学来描述,但是当人们用它来解释原子内部结构微观世界和接近光速的高速运动的物体时，发现与实际情况有很大的出入，这令许多物理学家感到困惑,成为“令人不安的乌云”.故选B、C.答案：BC6解析：经典力学主要包括牛顿三定律和万有引力定律。
《经典力学的巨大成就和局限性》 知识清单
《经典力学的巨大成就和局限性》知识清单一、经典力学的定义和发展历程经典力学，通常也被称为牛顿力学，是以牛顿运动定律和万有引力定律为基础建立起来的力学体系。
它的发展可以追溯到古希腊时期，当时的哲学家们对物体的运动和力学现象进行了一些思考和探讨。
然而，真正的突破发生在 17 世纪，艾萨克·牛顿在前人的基础上，通过他的巨著《自然哲学的数学原理》，系统地阐述了经典力学的基本原理和定律。
二、经典力学的巨大成就1、对天体运动的精确描述经典力学成功地解释了天体的运动规律。
牛顿的万有引力定律准确地预测了行星的轨道、卫星的运动以及彗星的周期性出现。
这使得我们能够对天体的位置和运动进行精确的计算和预测，极大地推动了天文学的发展。
2、工业革命的技术基础经典力学为工业革命中的机械设计和制造提供了坚实的理论支持。
工程师们能够运用力学原理设计和制造出各种复杂的机械装置，如蒸汽机、纺纱机、织布机等，极大地提高了生产效率，改变了人类社会的生产方式和生活方式。
3、奠定现代科学的基础经典力学的研究方法和思维方式为其他自然科学领域的发展奠定了基础。
它强调通过观察、实验和数学推导来揭示自然规律，这种科学方法被广泛应用于物理学、化学、生物学等领域，促进了现代科学的蓬勃发展。
4、推动数学的发展在解决经典力学问题的过程中，催生了许多新的数学分支和方法，如微积分、微分方程等。
数学和力学的相互促进，使得两者都得到了极大的发展。
三、经典力学的基本定律和原理1、牛顿第一定律（惯性定律）任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
2、牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
其数学表达式为 F ＝ ma 。
3、牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
四、经典力学的局限性1、适用范围的限制经典力学在宏观、低速、弱引力的情况下表现出色，但在微观世界（如原子、电子等粒子的运动）、高速运动（接近光速）和强引力场（如黑洞附近）中，经典力学的理论与实验结果出现了偏差。
高考物理一轮复习 专题五 经典力学的成就与局限 考点1 万有引力定律及其应用课件.ppt
2．日心说． 随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问 题．逐渐被波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计 算，提出的“日心说”所取代．“日心说”认为，太阳 不动而处于宇宙的中心，地球和其他行星公转还同时自 转．
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二、开普勒三定律 1．开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨 道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上． 2．开普勒第二定律：对于每一个行星，太阳和行星 的连线在相等的相间内扫过的面积相等．
A．只要两物体具有质量，它们之间就会有万有引力 B．万有引力的大小与物体之间的距离成反比 C．地球对人有万有引力，人对地球没有万有引力 D．两物体必须相互接触才会产生万有引力 答案：A
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3．(2016·佛山模拟)绕地球做匀速圆周运动的人造卫 星，其向心力来源于( )(导学号 57230082)
A．卫星自带的动力 B．卫星的惯性 C．地球对卫星的引力 D．卫星对地球的引力 答案：C
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利用万有引力定律讨论圆周运动问题的基本思路 (1)确定研究对象； (2)构建运动模型； (3)确定向心力的提供； (4)应用万有引力定律和圆周运动规律列方程求解(F 向＝F 引＝Gmr1m2 2＝mvr2＝mrω2＝4πT22mr)；
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(5)讨论过程充分利用黄金代换：在地球表面或地面 的附近所受的重力等于地球对物体的万有引力，即：mg ＝GMR地2m⇒GM＝R2地g(在其他星体表面也有相同的规律)．
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3．开普勒第三定律：所有行星轨道半长轴的三次方 跟公转周期的二次方的比值都相等．即：RT23＝k.
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三、万有引力定律及其应用 1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力 的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘积成正比，与它们之间距离 r 的二次方成反比． 2．表达式：F＝Gmr1m2 2，G 为引力常量． G＝6.67×10－11N·m2/kg2.
【百年学典】（广东专用）2021高考物理 专题五 经典力学的成绩与局限综合检测(1)
C．行星与太阳的距离D．太阳的质量
22．月球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 ，月球半径是地球半径的 ，那么登月轮在月球表面绕月球运行的速度与地球上的第一宇宙速度之比是( )
A. ∶12 B. ∶24C．1∶24 D．1∶12
23．飞船在发射时期速度慢慢增加，在回收时期速度慢慢减小，那么这两个时期宇航员别离处于( )
专题五 经典力学的成绩与局限 综合检测
本试卷40小题，总分值100分，考试历时60分钟
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答案
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答案
一、单项选择题Ⅰ：本大题共20小题，每题1.5分，共30分．在每题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
7．已知地球的质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，一颗人造地球卫星在离地面高为h处绕地球做匀速圆周运动，那么这颗卫星的运动速度为( )
① ② ③ ④
A．① B．② C．③④ D．②④
8．以下关于地球通信卫星的说法中，正确的选项是( )
A．为幸免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
A．火卫1距火星表面较近B．火卫2的角速度较大
C．火卫2的线速度较大D．火卫2的向心加速度较大
2021学年高考物理主题三牛顿力学的局限性与相对论初步第五章经典力学的成就与局限性3.5.2相对论时
.3.5.2 相对论时空观3.5.3 宇宙的起源与演化学习目标 1.了解经典的相对性原理。
2.知道狭义相对论的两个根本假设。
3.理解“同时〞的相对性和长度的相对性。
4.了解宇宙的起源与演化。
核心凝炼 2 个根本假设——狭义相对性原理、光速不变原理 3 个相对性——“同时〞的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性一、经典的相对性原理 1.惯性系：牛顿运动定律能够成立的参考系。
相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考 系也是惯性系。
2.伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是一样的。
二、狭义相对论的两个根本假设 1.狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是一样的。
2.光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是一样的。
三、时间和空间的相对性 1.“同时〞的相对性 (1)经典物理学认为：如果两个事件在一个参考系中是同时的，在另一个参考系中一定也是 同时的。
(2)狭义相对论的时空观认为：同时是相对的，即在同一个参考系中不同地点同时发生的两 个事件，在另一个参考系中不一定是同时的。
(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。
(2)相对论的时空观：“长度〞也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比 静止时的长度小。
与杆相对静止的人认为杆长为 l0，与杆相对运动的人认为杆长是 l，那么 两者之间的关系是 l＝l0 1－〔vc〕2，即运动长度会收缩。
(1)经典物理学认为：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是一样的。
(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的。
设 τ0 表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的两事件的时间间隔，τ 表示相对事件发生 地以速度 v 高速运动的参考系中观测的同样两事件的时间间隔，那么它们的关系是 τ＝下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。
.τ0，即运动时钟会变慢。
高中物理经典力学的成就与局限性素材教科版必修2
经典力学的成就与局限性
经典力学创立过程中的光辉名字及其杰出贡献
1哥白尼创立了日心学说。
使人们的思想从中世纪的昧解放出。
2伽利略发现了：惯性定律、落定律、力学的相对性原理。
3. 笛卡尔第一次完整地表述了惯性定律，强调了伽利略没有明确的惯性运动的直线性。
4. 开普勒发现了行星的运动规律：开普勒三大定律。
5. 牛顿在前人的基础上建立了经典力学（牛顿力学或古典力学）
：牛顿三大运动定律、
万有引力定律。
经典力学的适用范围：
下列各种现象适用经典力学的
1. 地面上各种物体的运动。
2. 天体的运动。
3、大气的流动和地壳的运动。
4、自行车和汽车、飞机、火车等交通工具。
5、投蓝和发射火箭、众人造卫星、宇宙飞船。
6、原子的能量不连续性。
7、接近光速时，运动的时钟变慢。
8、接近光速时，运动的尺子缩短。
9、接近光速时，物体的质量随速度的增大而增大。
结论
1不适用当物体的运动速率接近光速时。
2不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象。
3经典力学的适用于低速宏观情况（远小于光速）。
高一物理经典力学的成就与局限性
牛顿经典力学的局限性
适用于低速，宏观，弱引力物体
/ 死灵阁
没什么动静，虽然他很是怅然若失，虽然他很是别甘心，但是除咯离开，别无它法。只是已经转身咯，他又突然想起壹件事情，于是又转回咯身子，又缓缓地开口说咯壹句：“今 天您看到の，和您想象の别壹样。”他晓得她睡着咯，根本听别到他の那番话，但是他还是要说出来，他别想让她误会他与婉然之间有啥啊事情。其实他是爷，他没什么向她解释 の任何必要，可是现在の他，仍是固执地向她解释咯壹句。虽然她听别到，但是他解释过咯，他就会心安。对于他の感谢，水清早在意料之中，所以对他の感谢只是漫别经心地听 咯壹耳朵而已。但是他の那各解释，却是令水清极为惊讶！他为啥啊要向她解释？真若是需要解释，他应该向皇上解释，向二十三小格解释！而他竟然跟她解释，岂别是太可笑 咯？她又别会去告发他们！啊？难道他是担心她会告发他才来跟她解释？他防备她居然到咯那种程度？枉她今天晚上好心好意地出手相助，真是那啥啊咬吕洞宾，别识好人心！壹 想到那里，水清没好气儿地低低地“哼”咯壹声。说完感谢の话，又解释清楚咯前因后果，王爷终于放下心来，安心而坦然地离开咯水清の院子。回到自己の房里，秦顺儿和吉尔 两人服侍他躺咯下来。可是即使他已经躺下，却是根本就睡别着，壹天来の大起大落、惊心动魄，就像走马灯似地在他の眼前别停地晃过。得知皇上临幸狮子园の欣喜，对水清能 否勇挑重担の担忧，完美恭迎圣驾の赞赏，再遇婉然の痛心，松露亭の千钧壹发，刚刚完成の感谢与解释，壹幕壹幕，别停地在他の脑海中回闪，更令他心乱如麻。除此之外，箭 伤の巨痛也是他无法入眠の另壹各重要原因。被箭伤折磨得壹夜几乎没什么入睡の王爷直到天都微微亮の时候才勉强有咯些睡意。秦顺儿晓得依王爷の伤势，今天肯定是无法去御 前伴驾，于是颇有眼力劲儿地赶快去咯行宫，给王爷告咯假。第壹卷 第580章 换药秦顺儿走后没过多久，王爷就醒咯，确切地说，他是被伤口痛醒の，因为经过壹夜の时间，创 伤药の止痛效果已经壹点点地消失贻尽。吉尔也是精心尽力地服侍咯整整壹夜，也是几乎壹夜没什么合眼，此时见到他睁开眼睛，赶快上前轻声地问道：“爷，您の伤，还痛 吗？”“还好，别碍事の。”虽然嘴里说着别碍事，但是伤口の疼痛仍是牵得他の嘴角有些变形。吉尔看在眼中，疼在心里，恨别能替他去受伤，去疼痛。可是现在已经是那各样 子咯，光心疼也没什么用，只有赶快想办法：“爷，奴婢再给您上壹次药吧，昨儿の药膏已经没什么劲儿咯，新上咯药，好歹能缓解壹下火辣辣の痛呢。”“行吧。”他也确实是 觉得疼痛难忍，就听从咯吉尔の建议。卧房光线黑暗，他又是躺在床上，吉尔涂药很别方便，于是他让吉尔先去拿药，他自己则起咯身，随后来到咯堂屋，径直在椅子上坐下来等 吉尔。吉尔取咯药膏，见他竟自己壹各人起咯床，万分愧疚：“爷，您怎么自己就起来咯呢？怎么没什么等奴婢去帮您呢？弄痛咯伤口怎么办？”听着吉尔壹连串の关切询问，他 只是微微笑咯壹下，开口道：“那么点儿小伤算啥啊，爷壹各大男人，怎么连起各床都起别来咯？您也太小看爷咯！”“爷，那伤口可深咯，奴婢担心您の胳膊吃力，会把伤口再 扯开，那就更糟糕咯。”“放心吧，那别是没什么事嘛，先上药吧。”那各时间正是水清每日请安の时间。当她和月影来到王爷の院子，居然没什么见到秦顺儿，难道是自己来晚 咯，爷已经走咯？正在她犹豫着是别是要回去の时候，只听到房里传来咯王爷の说话声。于是水清上前壹步，由于秦顺儿没在，月影充当咯秦顺儿の角色：“启禀爷，侧福晋给您 请安来咯。”“进来吧。”听到他の回复声，水清轻轻地推开咯房门。但是她才推开房门，随即爆发出来惊天动地の长长の“啊”の壹声尖叫！然后就是她壹边捂着脸，壹边转身 跑出咯王爷の院子。月影别明所以，犹豫咯壹下，只好拔脚去追水清。王爷被水清那壹声震耳欲聋の尖叫声惊得当场呆地原地，半天没什么缓过神儿来。可是，他又没
2021年高考物理 专题五 经典力学的成就与局限水平演练
2021年高考物理专题五经典力学的成就与局限水平演练一、单项选择题Ⅰ1．(xx年湛江学业水平模拟)不同国家发射的地球同步卫星，相同的是( ) A．周期 B．质量C．向心力 D．线速度2．(xx年广东学业水平考试)下列运动中不能用经典力学规律描述的是( )A．子弹的飞行 B．和谐号从深圳向广州飞驰C．人造卫星绕地球运动 D．粒子接近光速的运动3．(xx年广东学业水平模拟)最早根据实验测得万有引力常量G的科学家是( ) A．安培 B．麦克斯韦C．卡文迪许 D．奥斯特4．(xx年广东学业水平模拟)在物理学的发展过程中，很多科学家作出了巨大的贡献，则下列说法中符合史实的是( )A．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B．开普勒利用他娴熟地运用数学工具的能力，经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人D．牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星5．(单选Ⅰ，xx年广东学业水平考试)关于经典力学，下列说法正确的是( )A．适用于宏观物体的低速运动B．仅适用于微观粒子的运动C．经典力学中，物体的质量与其运动速度有关D．经典力学中，物体的长度与其运动速度有关6．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是( )A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是能使卫星进入地球圆形轨道的最大发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度7．(xx年广东学业水平模拟)当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A.在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大B．同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大C．轨道半径越大，运动周期越大D．轨道半径越大，运动速度越大8．宇航员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A．地球对宇航员没有引力B．宇航员处于失重状态C．宇航员处于超重状态D．宇航员的加速度等于零二、单项选择题Ⅱ9.(xx年广东学业水平模拟)关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )A.轨道半径越大，线速度越大B.轨道半径越大，向心加速度越大C.轨道半径越大，角速度越大D.轨道半径越大，周期越大10．(xx 年广东学业水平模拟)2013年6月11日17时38分，我国在酒泉卫星发射中心准时发射了“神舟十号”飞船．经过几次变轨后进入预定轨道与“天宫一号”对接，如图61所示，飞船由近地圆轨道1的a 处发动机向后喷气通过椭圆轨道2变轨到远地圆轨道3.轨道1与轨道2相切于a 点，轨道2与轨道3相切于b 点．完成预定任务后安全返回．则下面说法正确的是( )图61A ．在轨道1上运行的角速度小于轨道3上运行的角速度B ．在轨道1上过a 点时的速度大于轨道2上过a 点时的速度C ．在轨道3上过b 点时的加速度大于轨道2上过b 点时的加速度D ．在轨道2上运动时做无动力飞行，从a 点到b 点机械能守恒11．(xx 年湛江学业水平模拟)关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越小B ．轨道半径越大，周期越大C ．轨道半径越大，角速度越大D ．轨道半径越大，线速度越大12．(xx 年广东学业水平模拟)地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，若高空中某处的重力加速度为g 2，则该处距地面球表面的高度为( ) A.(2－1)R B ．R C.2R D ．2R13．卡文迪许利用扭秤实验测量的物理量是( )A ．地球的半径B ．太阳的质量C ．地球到太阳的距离D ．万有引力常量14．地球同步卫星到地心的距离r 可由r 3＝a 2b 2c 4π2求出．已知式中a 的单位是m ，b 的单位是s ，c 的单位是m/s 2，则( )A ．a 是地球半径，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度B ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度C ．a 是赤道周长，b 是地球自转的周期，c 是同步卫星的加速度D ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星处的重力加速度三、多项选择题15．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )A.卫星距地面的高度不确定B.卫星的运行轨道在地球的赤道平面内C.卫星的运行周期与地球的自转周期相同D.卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同16.(xx 年广东学业水平模拟)绕地球做匀速圆周运动的人造卫星内，其内物体处于完全失重状态，则物体( )A.不受地球引力作用B.所受引力提供为向心力C.加速度为零D.物体可在飞行器里悬浮17.(xx 年广东学业水平模拟)假如一个做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则( )A.根据公式v ＝ωr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F ＝mv 2r ，可知卫星所需的向心力将减少到原来的12C.根据公式F ＝G Mm r 2，可知地球提供的向心力将减少到原来的14D.根据上述B 和C 中给出的公式．可知卫星运动的线速度减小到原来的2218．(多选，xx 年广东学业水平考试)环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地面越高，环绕的( )A ．速度越小B ．周期越大C ．向心加速度越大D ．角速度越大19．如图62所示是 “嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是( )图62A ．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B ．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量无关C ．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D ．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力水平演练(六)1．A 2.D 3.C 4.C 5.A6．B 解析：第一宇宙速度是人造卫星绕地球飞行的最大速度，同时也是近地卫星的环绕速度．卫星离地面越高，其发射速度越大，这个速度满足7.9 km/s≤v <11.2 km/s.7．C 解析：由G Mm R 2＝m v 2R 得v ＝GM R，即卫星的运动速度与其质量无关， A 错误；由F 向＝G Mm R 2可知，同质量的卫星，轨道半径越大的卫星，向心力越小， B 错误；由G Mm R 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R 得T ＝4π2R 3GM ，所以轨道半径越大的卫星，运动周期越大， C 正确；由v ＝GM R可知，轨道半径越大的卫星，运动速度越小，D 错误.8．B 解析：地球对宇航员的引力提供向心力，向心加速度指向地心，宇航员处于完全失重状态．9．D 10.D 11.B 12.A 13．D 解析：卡文迪许用扭秤实验测出的是万有引力常量．14．A 解析：同步卫星的向心力由引力提供满足：G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 和mg ＝G Mm R2，解得：r 3＝gR 2T 24π2. 15．BCD 16.BD 17.CD 18.AB19．BC 解析：第三宇宙速度是挣脱太阳引力束缚的最小速度．Z28507 6F5B 潛22703 58AF 墯x35567 8AEF 諯'JNo38161 9511 锑D37268 9194 醔31994 7CFA 糺Y.。
高中物理必修2经典力学的成就与局限性2
开普勒－发现了行星运动规律
经典物理学大师－牛顿，将经典力学概括表述为他的三个定律和万有引力定律：
牛顿第一定律：（惯性定律）
牛顿第二定律：（力与加速度之间的关系）
牛顿第三定律：（作用与反作用定律） >>>J
牛顿的这些成就都是在继承前人的观点上通过分析和推理得来，所以他自己说：我之所以看得远，那是因为站在巨人的肩膀上。
二、经典力学的伟大成就：
经典力学的科学意义： 经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，是科学形态上的重要变革，把人类对整个自然界的认识推进到一个新的水平，促进了科学技术的发展和社会文明的进步。 经典力学的建立首次告诉人们，一个以现象观察和实验研究为基础的自然科学理论体系，其思想观点应该是明确透彻的。其体系结构应是严密完备、自洽和谐的，其数学表达应是严格、定量、可以操作的；这种理论不仅能够在一定范围内揭示事物的本质，做出定量的解释、推断和预言，而且理论本身的是非真伪、成立条件、适用范围等也都可以定量地检验和界定。这是一切自然科学理论应有的基本特征。牛顿伟大贡献的精髓正在于此。 >>>J
牛顿生平：
伟大的物理学家、天文学家和数学家，经典力学体系的奠基人。 牛顿1643年1月4日诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。11岁时继父去世，母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，“除设计机械外没显出才华”。 牛顿曾因家贫停学务农，在这段时间里，他利用一切时间自学。放羊、购物、农 闲时，他都手不释卷，甚至羊吃了别人庄稼，他也不知道。他舅父是一个神父，有一 次发现牛顿看的是数学，便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学院。作 为领取补助金的“减费生”，他必须担负侍候某些富家子弟的任务。 在1665～1666年，伦敦流行鼠疫的两年间，牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢，作出了多项发明。1667年重返剑桥大学，1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授，1672年成为皇家学会会员，1703年成为皇家学会终身会长。1699年就任造币局局长，1701年他辞去剑桥大学工作，因改革币制有功，1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿，遗体葬于威斯敏斯特教堂。
经典力学的局限性
经典力学的局限性［要点导学］1．以牛顿运动定律为基础的经典力学，在万有引力定律建立后，更趋完美。
几乎能解释当时所能看到的从天体到地面上的物体的运动现象，而且是那么地与实际相符合。
于是经典力学就被人们广泛接受，并被用到实际中去，带来了许多新技术革命，对人们的生产和生活带来了重大的影响。
2．经典力学的局限和任何理论一样，经典力学也有它的局限性，有它的适用范围。
（1）从低速到高速——狭义相对论：当物体运动的速度比真空中的光速小得多时，质量、时间和长度的变化很小，可以忽略，经典力学完全适用。
但如果物体运动速度可以和光速相比较时，质量、时间和长度的变化就很大，经典力学就不再适用，狭义相对论阐述了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。
（2）从宏观到微观——量子力学：物理学研究深入到微观世界，发现微观粒子不但具有粒子的性质，还能产生干涉、衍射现象。
干涉和衍射是波所特有的性质。
也就是说微观粒子具有波动性。
这是牛顿经典力学无法解释的。
正是在这种情形下，量子力学应运而生，量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。
（3）从弱引力到强引力——广义相对论：天文观测发现行星的轨道并不严格闭合，它们的近日点在不断地旋进。
这种现象称为行星的轨道旋进。
这是用牛顿万有引力定律无法得到满意解释的。
爱因斯坦创立了广义相对论，根据广义相对论计算出的水星近日点的旋进与天文观测能很好地吻合,爱因斯坦创立的广义相对论是一种新的时空引力理论，爱因斯坦还根据广义相对论预言了光线在经过大质量星体附近时会发生偏转，这也是被天文观测所证实的。
根据牛顿万有引力定律，假定一个球形天体总质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面上的引力将会增加。
半径减小到原来的二分之一，引力增大到原来的四倍。
爱因斯坦引力理论表明，这个力实际上增大得更快些。
天体半径越小，这种差别越大。
根据牛顿的理论，当天体被压缩成半径几乎为零的一个点时，引力趋于无穷大。
爱因斯坦的理论则不然，引力趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候。
高一物理力学的巨大成就和局限性科技
应对市爱护阳光实验学校高一物理力学的巨大成就和局限性科技【本讲信息】一、教学内容：本讲讲解牛顿律的适用范围，简单的相对论根本原理，量子论初步二、考点本节的内容很简单，以了解为主，在前几年的高考中量子论初步多有涉及，但现在的教材为内容。
三、跨越障碍〔一〕力学的巨大成就和局限性1、牛顿运动律和万有引力律在宏观、低速、弱引力的广阔的领域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验，取得了巨大的成就。
2、力学的适用范围：只适合于低速运动，不适合高速运动；只适合于宏观，不适合微观。
3、力学认为时间是绝对的，质量是不变的，空间是的。
力学深入到高速领域将被相对论所代替，深入到微观领域将被量子力学所代替。
〔二〕相对论的根本原理1、的相对性原理〔1〕惯性系：如果牛顿运动律在某个参考系立，这个参考系就叫惯性系。
〔2〕伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。
〔3〕力学的困难在力如果某一惯性系相对另一惯性系的速度为v，在此惯性系中有一物质的速度为c，那么，此物质相对另一惯性系的速度是c+v吗？根据伽利略相对性原理答案是肯的，但是这种答案被否了。
2、相对论的两个根本公设〔1〕相对性原理在不同的惯性参考系中，一切物理律都是相同的。
这个公设通常叫因斯坦相对性原理。
〔2〕光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。
爱因斯坦的以上两条根本公设只涉及无加速运动惯性系，由此建立的相对论通常叫做相对论。
相对论是对物理学的一次变革。
例1：以0.75 c的速度离开地球，从上向地球发个光信号。
上测得光离开的速度是c，根据过去熟悉的速度合成法那么，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据相对性原理呢？解析：根据过去熟悉的速度合成法那么，光相对于地球的速度是：v = c －0.75 c=0.25c 。
而根据相对性原理，光速与光源、观测者之间的相对运动没有关系，光速仍为c 。
3、“同时〞的相对性相对论认为时间不是绝对的，因而同时性也不是绝对的。
《经典力学的巨大成就和局限性》 知识清单
《经典力学的巨大成就和局限性》知识清单一、经典力学的发展历程经典力学的发展可以追溯到古希腊时期，亚里士多德对物体的运动进行了初步的观察和思考。
然而，真正为经典力学奠定基础的是伽利略和牛顿。
伽利略通过实验和观察，推翻了亚里士多德的一些错误观点，例如重物下落比轻物快的论断。
他还提出了加速度的概念，为牛顿的工作铺平了道路。
牛顿在伽利略等人的基础上，提出了牛顿运动定律和万有引力定律，构建了经典力学的完整体系。
他的著作《自然哲学的数学原理》标志着经典力学的成熟。
二、经典力学的巨大成就1、对天体运动的精确解释经典力学成功地解释了天体的运动规律。
例如，开普勒通过对行星运动的观测总结出了开普勒三大定律，而牛顿的万有引力定律则从理论上完美地解释了这些定律。
这使得人类能够准确预测天体的位置和运动轨迹，为天文学的发展做出了巨大贡献。
2、工业革命的理论基础经典力学为工业革命提供了重要的理论支持。
在机械制造、工程设计等领域，经典力学的原理被广泛应用。
例如，蒸汽机的发明和改进就离不开对力学原理的深入理解，使得人类能够大规模地利用能源，推动了生产力的极大发展。
3、日常生活中的应用在日常生活中，经典力学无处不在。
从建筑物的结构设计到交通工具的运行，从体育运动中的力学分析到简单的机械操作，经典力学为我们解决了许多实际问题。
比如，我们知道如何用力才能更有效地推动物体，如何设计桥梁以承受重量等。
4、科学方法的典范经典力学的发展过程中所采用的科学方法，如实验观察、逻辑推理、数学演绎等，成为了后来科学研究的典范。
它强调通过实证来验证理论，培养了科学家严谨的思维方式和科学态度。
三、经典力学的局限性1、高速运动领域当物体的运动速度接近光速时，经典力学就不再适用。
根据爱因斯坦的相对论，在高速情况下，时间和空间会发生相对性的变化，质量也会随着速度的增加而增大，而经典力学无法解释这些现象。
例如，对于微观粒子的高速运动，经典力学计算出的结果与实际情况偏差很大。
经典力学的成就与局限性-精品学案
经典力学的成就与局限性【学习目标】1．了解经典力学的发展历程，知道经典力学发展历程中有哪些物理学家作出了突出贡献。
2．了解经典力学所取得的伟大成就及其对当时自然科学、社会发展的影响。
3．认识经典力学的局限性和适用范围。
【学习重难点】1．了解经典力学的发展历程，知道经典力学发展历程中有哪些物理学家作出了突出贡献。
2．了解经典力学所取得的伟大成就及其对当时自然科学、社会发展的影响。
【学习过程】一、经典力学的发展历程对经典力学发展历程的了解建议以学生自主学习和合作学习为主，可以课前将学生分小组，布置学生收集、查阅相关资料和书籍，有条件的学校可以组织学生上网查找经典力学发展史，在学生自学及小组内相互交流的基础上引导学生理清经典力学理论形成和发展的线索，建议从以下几个角度进行提炼和分析：（1）领会力学体系得以建立的原因。
一是生产需要的推动，由于生产实践为力学研究提出了许多问题，促使许多科学家投身于地上物体运动和天体运动规律的研究。
二是科学自身发展的要求。
三是因为力学研究的对象最简单，它抛开物体的物理、化学性质，只把它作为一个有质量的实体来看待，研究物体间的作用及在这一作用下物体运动状态的变化规律。
四是有一系列科学家为牛顿力学的建立打下了重要的科学基础，特别是：（1）伽利略发现了惯性定律和重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。
“天空的立法者”——开普勒所发现的行星运动三定律，是牛顿万有引力定律产生的最重要的前提。
（2）明确力学发展的三个阶段。
第一阶段是在伽利略、牛顿时代之前，人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学。
在这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基米德，在本节“实践和拓展”第l题中要求收集、整理阿基米德在力学方面取得的成就以及有关他的故事(可参见课程资源《阿基米德》)，并在班上和同学交流或展示。
合作、交流在科学探究中有助于对科学过程的理解，当今科学的发展都是人们合作探索的结果，教学中要利用这类交流活动培养学生善于合作的意识和沟通、交往的能力，懂得尊重他人的成果。
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解析：根据开普勒第一定律：所有行星分别沿不同大 小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上， 故 A 错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太 阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．所以行星 距离太阳越近，速度越大，在近日点速度大于远日点速度， 故 B 错误；根据开普勒第三定律，可知Tr地32地＝Tr金32金，则TT2金2地＝rr金地33 ， 即地球和金星公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴 的立方之比，故 C 正确；根据开普勒第二定律：对每一个
5．万有引力定律的应用． (1)天体质量和密度的计算． ①天体质量 M＝4GπT2r23. ②天体密度 ρ＝MV＝43πMR3＝G3Tπ2rR3 3， 若卫星在天体表面运行(r＝R)，则 ρ＝G3Tπ2.
地球和金星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根 据开普勒行星运动定律，可知( )
A．太阳位于金星运行轨道的中心 B．它们在近日点速度小于远日点速度 C．地球和金星公转周期的平方之比等于它们轨道半 长轴的立方之比 D．地球和金星绕太阳运行速度的大小始终相等
为 G，根据万有引力定律，可算出地球的质量为( )
v2r
v2r2
vr2
vr
A. G
B. G
C. G
D. G
解析：设地球质量为 M，卫星质量为 m.由GMr2m＝mrv2
可得 M＝vG2r，A 对． 答案：A
4．(2017 年 1 月·广东学考)两球均可视为质点，它们
之间的万有引力大小为 F，若两球间的距离增加到原来的
2021届新学考物理冲刺复习 经典力学的成就与局限
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1．万有引力定律 及其应用(Ⅰ) 2．环绕速度、第 二宇宙速度、第三 宇宙速度(Ⅰ) 3．经典力学的适 用范围和局限性(Ⅰ)
第一定律（轨道定律）
开普勒行星运动定律第二定律（面积定律） 第三定律（周期定律）
内容公式：F＝Gmr1m2 2 适用条件：两物体之间的距离远大于物体本身大小
3 倍，则它们之间的万有引力大小为( )
1
1
1
A.3F B.6F C.9F
1 D.12F
解析：由万有引力 F＝GMr2m得：
F′＝G（M3rm）2＝19GMr2m＝19F.
答案：C
一、行星的运动 1．地心说与日心说． (1)地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太 阳、月亮以及其他行星都绕地球运动． (2)日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都 绕太阳运动． (3)局限性：都把天体的运动看得很神圣，认为天体 的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，而与丹麦 天文学家第谷的观测数据不符．
无关的常量
二、万有引力定律 1．内容． 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在 它们的连线上，引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘 积成正比，与它们之间距离 r 的平方成反比． 2．表达式：F＝Gmr1m2 2，G 为引力常量，G＝6.67× 10－11 N·m2/kg2.
3．适用条件． (1)公式适用于质点间的相互作用．当两个物体间的 距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点． (2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心之间 的距离． 4．地球表面附近(脱离地面，不考虑地球自转)的重 力与万有引力的关系． (1)mg＝GMRm2 (R 为地球半径，g 为地球表面附近的重 力加速度) (2)黄金代换公式：GM＝gR2．
行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相 等，速度始终在变化；对于处于不同轨道的地球和金星， 绕太阳运行速度的大小不相等，故 D 错误．
答案：C
对于开普勒第三定律：Tr32＝k，其中 k 只与中心天体 的质量有关，与环绕天体质量无关，即不同行星绕同一 中心天体运动的 k 值相等．
如图所示，两球间的距离为 r，两球的质量分布 均匀，质量大小分别为 m1、m2，半径大小分别为 r1、r2， 则两球间的万有引力大小为( )
(1)两质量分布均匀的球体间的万有引力，可用公式 计算，此时 r 是两个球体球心的距离．
万有引力定 律、经典力学 的成就与局限
万有引力定律
经典时空与
天体质量 方法一：mg＝GMRm2 ，M＝gGR2
测定法 方法二：GMr2m＝m4Tπ22r，M＝4GπT2r23
应用
行星和人 GMr2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r
造卫星的 r↑→v↓，ω↓，T↑
运动
同步卫星
A．Gmr1m2 2 C．G（rm1＋1mr22）2
B．Gmr1m21 2 D．G（r1＋mr1m2＋2 r）2
解析：两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心， 由万有引力公式可知两球间的万有引力应为 G（r1＋mr1m2＋2 r）2，故选项 D 正确．
答案：D
公式的适用条件：严格地说 F＝Gmr1m2 2只适用于计算 两个质点间的万有引力，但对于下述几种情况，也可用该 公式计算．
2．(2017 年 6 月·广东学考)下列科学家中，用扭秤实
验测出引力常数数值的是( )
A．牛顿
B．爱因斯坦
C．卡文迪许 D．伽利略
解析：用扭秤实验测出引力常数数值的是卡文迪许． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ案：C
3．(2017 年 6 月·广东学考)人造卫星绕地球做匀速圆
周运动的线速度大小为 v，轨道半径为 r，已知引力常量
2．开普勒行星运动定律．
定律
内容
图示
开普勒 所有行星绕太阳运动的轨道都
第一定 是椭圆，太阳处在椭圆的一个
律 焦点上
开普勒 对任意一个行星来说，它与太
第二定 阳的连线在相等的时间内扫过
律 相等的面积
所有行星的轨道的半长轴的三
开普勒 次方跟它的公转周期的二次方 第三定 的比值都相等．
律 公式：Ta32＝k，k 是一个与行星
第一宇宙速度v1＝7.9 km/s 三个宇宙速度第二宇宙速度v2＝11.2 km/s
第三宇宙速度v3＝16.7 km/s
相对论时空
考点 1 万有引力定律及其应用
单项选择题 1．(2019 年 1 月·广东学考)某卫星绕地球运转的轨道 半径为 R，周期为 T.向外变轨后，卫星的轨道半径增加到 4R，则此时该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期是( ) A．T B．2T C．8T D．16T 解析：根据开普勒第三定律可得：RT23＝（4TR′2）3，代 入数据解得：T′＝8T. 答案：C