高中物理必2课件：6.6 经典力学的局限性

4．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．
5．爱因斯坦的广义相对论说明：在 强引力 的作用下，牛 顿引力理论将不再适用．
探究归纳
一、经典力学的局限性的理解 典例 1 下列说法中正确的是 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 ( C )
答案
增大了
0.02 %
针对练习 3 对于公式 m＝ 是
m0
v2 1－c2
，下列说法中正确的 ( CD )
A．式中的 m0 是物体以速度 v 运动时的质量 B．当物体的运动速度 v>0 时，物体的质量 m>m0，即
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物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的 C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，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太小，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
力学是相对论在一定条件下的特殊情形，所以 A、B、C 均 不正确，D 正确．
针对练习 2 以下说法正确的是 的运动均适用 B．经典力学理论的成立具有一定的局限性
( BC )
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子
C．在经典力学中，物体质量不随运动状态而改变 D．相对论与量子力学否定了经典力学
第6节
目标导读
经典力学的局限性
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.了解相对论、 量子力学的建立 对人类深入认识客观世界的作用， 知道物理学改变人类世 界观的作用．
预习梳理
1．在经典力学中， 物体的质量是不随运动的状态改变的， 而狭认相对论指出，质量要随着物体运动速度的 增大 而 增大 ，即
解析 经典力学的成立是有条件的： 适用于宏观、 低速的 物理过程， 也就是说它的成立具有一定的局限性； 经典力 学中认为物体的质量不仅恒定不变， 且与物体的速度和能 量无关， 相对论研究则表明： 物体的质量将随着运动速率 的增加而增大， 但是相对论与量子力学并未否 一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为 v＝6×106 m/s.问电子的质量是增大了还是减小了？改变了 百分之几？ 思路点拨 由爱因斯坦相对论可知，当物体的运动速度接近
解析 经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，A 错误． 狭义相对论没有否定经典力学， 在宏观低速情况下， 相对论的结论与经典力学没有区别，B 错误． 量子力学正 确地描述了微观粒子运动的规律，C 正确． 万有引力定律 只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用 的，D 错误．
针对练习 1 下列说法正确的是 A．牛顿运动定律就是经典力学 B．经典力学的基础是牛顿运动定律
m m0 v2 1 2 c ，式中 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． 在低速运动中， 物体的质量增大十分微小， 可以忽略， 经典力学完全适用．但如果物体的速度接近光速，物 体的质量明显增大，经典力学就不适用了．
2．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系 无关 ，相对 论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系 中是 不同 的． 3．19 世纪末 20 世纪初，物理学研究深入到微观世界， 发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们 不仅具有粒子性 ，同时还具有 波动性 .20 世纪 20 年 代，量子力学 建立，它能够正确地描述微观粒子运动 的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．
二、经典时空观和相对论 典例 2 关于经典力学和相对论，下列说法正确的是( D ) 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
解析
相对论的建立并没有否定经典力学，而是认为经典
( B )
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题 D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
解析 经典力学并不等于牛顿运动定律， 牛顿运动定律只
是经典力学的基础； 经典力学并非万能， 也有其适用范围， 并不能解决自然界中所有的问题， 没有哪个理论可以解决 自然界中所有的问题， 因此只有搞清牛顿运动定律和经典 力学的关系， 明确经典力学的适用范围， 才能正确解决此 类问题．
四、牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的区别 典例 4 下面说法中正确的是 (
)
①根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变，半 1 径变为原来的2时，引力将变为原来的 4 倍；②按照广义相 1 对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的 时，引 2 力将大于原来的 4 倍； ③在天体的实际半径远大于引力半径 时， 根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力 差异很大；④在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因 斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大． A．①② C．①③ B．③④ D．②④
解析 当天体的实际半径远大于它们的引力半径时， 由爱 因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大； 但当 天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增 大．故正确选项为 A.
答案 A
课时作业
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 ( D )
光速时，质量变化明显，而且越接近光速越显著． m0 解析 根据爱因斯坦的狭义相对论 m＝ 2得运动后的质 v 1－ 2 c 量增大了． m0 m0 m＝ ＝ 2 6×2＝1.000 2m0 v2 6 ×10 1－c2 1－ 2 3 ×108×2 m－m0 所以改变的百分比为 ×100 %＝0.02 %. m0