2020_2021学年高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性课件新人教版必修22021022

正确。
【加固训练】 1.相对论告诉我们,物体运动时的质量与其静止时的质量相比 ( ) A.运动时的质量比静止时的质量大 B.运动时的质量比静止时的质量小 C.运动时的质量与静止时的质量相等 D.是两个不同的概念无法比较
2.下列说法正确的是 ( ) A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质 量也不随运动状态而改变 B.在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体 的质量随物体速度的增大而增大 C.在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速 度的增大而增大 D.上述说法都是错误的
【易错辨析】
(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s性,任何时候都不会变。
( ×)
(3)对于高速物体,它的质量随着速度的增加而变大。
( √)
(4)经典力学不适用于高速运动的物体,但适用于微观世界。
( ×)
(5)对于宏观物体的低速运动问题,相对论、量子力学与经典力学是一致的。
(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 ＝ m 0 ，
1
其中m0是物体静止时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速。
v2 c2
在高速运动时,质量的测量结果是与运动状态密切相关的。
【典例示范】 【典例】(多选)对于公式 m ＝ m 0 ， 下列说法中正确的是 A.式中的m0是物体以速度v运动时1 的vc 22质量
()
B.当物体的运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学 不再适用
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微小,经典力学理论仍然适用,只有 当物体以接近光速的速度运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动, 而不适用于高速运动 D.通常由于物体的运动速度很小,故质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球 上物体的运动时,不必考虑质量的变化
知识点二 经典力学、相对论和量子理论的比较 1.狭义相对论:经典力学适用于低速运动的物体;狭义相对论阐述物体在以接近 光速运动时所遵循的规律。 2.量子力学:经典力学适用于宏观世界;量子力学能够正确描述微观粒子的运动 规律。 3.广义相对论:经典力学在弱引力的情况下与实验结果符合得很好;爱因斯坦的 广义相对论能够解释强引力情况下的作用规律。
【素养特训】 1.经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动,这里的“高速”是指 ( ) A.声音在空气中的传播速度 B.第一宇宙速度 C.高铁列车允许行驶的最大速度 D.接近真空中光的传播速度 【解析】选D。这里的“高速”是指接近真空中光的传播速度,故D正确,A、B、C 错误。
2.下列关于经典力学和相对论的说法,正确的是 ( ) A.经典力学和相对论的研究领域没有交集 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 【解析】选D。相对论的建立并没有否定经典力学,而是认为经典力学是相对论 在一定条件下的特殊情形,选项A、B、C错误,D正确。
【素养特训】 1.一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞 行越过地球,下列说法正确的是 ( ) A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
三、从弱引力到强引力 1.当物体的运动速度远小于光速时,相对论物理学与经典物理学的结论 _没__有__区__别__。 2.当另一个重要常数即“普朗克常量”可以忽略不计时,量子力学和经典力学 的结论_没__有__区__别__。 3.相对论和量子力学并_没__有__否定经典力学,经典力学是二者在一定条件下的特 殊情形。
课堂检测·素养达标
1.经典力学只适用于“宏观世界”,这里的“宏观世界”是指 ( ) A.行星、恒星、星系等巨大的物质领域 B.地球表面上的物质世界 C.人眼能看到的物质世界 D.不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界 【解析】选D。前三个选项说的当然都属于“宏观世界”,但都很片面,没有全面 描述,本题应选D。
2.(多选)牛顿的经典力学能很好地解释下列哪些现象 ( ) A.高速公路上行驶的汽车 B.空气中下落的雨滴 C.原子核外电子绕核的转动 D.空气中漂浮的肥皂泡
3.牛顿时空观也叫经典时空观,下列关于经典时空观及经典力学的说法正确的 是 () A.经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的 B.经典力学的基础是牛顿运动定律,它适用于宏观和微观世界 C.在经典力学中,物体的质量是随运动状态而改变的 D.经典力学也适用于高速运动的宏观物体
( √)
关键能力·合作学习
知识点一 物体的质量和速度的关系 1.低速与高速: (1)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 宇宙飞船等物体皆为低速运动物体。 (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,物体的质量不随运动状态的改变而改变。
6.经典力学的局限性
必备知识·自主学习
一、从低速到高速 【情境思考】 能根据牛顿运动定律研究原子中电子的运动吗? 提示:不能。
相对论 增大
无关
不同的
二、从宏观到微观 1.微观世界: (1)电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性。 (2)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。_量__子__力__学__能 够描述微观粒子的运动规律。 2.经典力学的适用范围: 只适用于_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。
4.(多选)如图甲,质子束被加速到接近光速;如图乙,中子星是质量、密度非常 大的星体,下列说法正确的是 ( ) A.经典力学适用于质子束的运动规律 B.经典力学不适用于质子束的运动规律 C.经典力学适用于中子星的引力规律 D.经典力学不适用于中子星的引力规律
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【典例示范】 (多选)关于经典力学、狭义相对论和量子力学,下列说法中正确的是 ( ) A.狭义相对论和经典力学是相互对立的、互不相容的两种理论 B.在物体高速运动时,物体的运动规律遵循狭义相对论;在低速运动时,物体的 运动遵循牛顿运动定律 C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动 D.不论是宏观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的
2.假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,
站在路旁的人观察车里的人,观察的结果是
()
A.这个人是一个矮胖子
B.这个人是一个瘦高个子
C.这个人矮但不胖
D.这个人瘦但不高
【解析】选D。取路旁的人为惯性系,车上的人相对于路旁的人高速运动,根据尺
缩效应,人在运动方向上将变窄,但在垂直于运动方向上没有发生变化,故选项D
【拓展例题】考查内容:光速不变原理的理解 【典例】科学家预言,在遥远的将来,离子推进发动机驱动的宇宙飞船很可能会 用于宇宙航行,这种飞船能以接近光速飞行。设想在以0.9c飞行的飞船上打开 一个光源,则下列说法正确的是 ( ) A.飞船正前方的观察者看到的光速为1.9c B.飞船正后方的观察者看到的光速为0.1c C.在垂直飞船前进方向上的观察者看到的光速是 1.81c D.在任何地方的观察者看到的光速都是c