高中物理必修二经典力学的局限性ppt课件

答案：B
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[例2] 20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典
力学却无法解释。经典力学只适用于解决物体的低速运动问
题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般
不适用于微观粒子。这说明
()
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
律；量子力学能正确描述微观粒子的运动规律。
3．经典力学不能解释水星旋进的情况，说明强引力情形下，
经典力学不再适用。
4．量子力学和相对论都没有否定过去的科学，而只认为过去
的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
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(1)经典力学的基础是 牛顿运动定律 ，牛顿运动定律和万 有引力定律在 宏观、低速 、 弱引力 的广阔区域，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。
(4)牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减半，引力 增到原来的四倍，即符合“平方反比”规律。爱因斯坦引力 理论表明：物体间的距离减小时，它们间的引力比“平方反 比”规律增加得更快，距离越小，这种差别就越大。
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2．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定
律后，牛顿站在前人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了
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[特别提醒] 物体的质量是它的固有属性，是相对不变的，这一结 论成立的前提是物体做低速运动，在高速运动中物体的质 量要随运动速度的增大而增大。
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1．经典力学不能适用于下列哪些运动
()
A．火箭的发射
B．宇宙飞船绕地球的运动
C．“勇气号”宇宙探测器的运动
D．以99%倍光速运行的电子束
解析：经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研
即增大到静止质量的 1.000 000 005 倍。 [答案] 1.000 000 005倍
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[借题发挥] 低速运动的物体质量可以认为是不变的，但当物体的运 动速度接近光速时，物体的运动质量 m 与静止质量 m0 可能 存在较大差别。当物体运动速度为 v 时，其运动质量 m＝ 1－mv0 2/c2。
究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速
领域不再适用，故选项A、B、C适用。
答案：D
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(1)经典力学能够很精确地描述宏观物体的运动规律， 但对微观粒子的波粒二象性无能为力， 量子力学 能够正确 地描述微观粒子运动的规律性。
(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。
包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了
牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立
了相对论，这说明
()
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A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一 部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界 C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化 D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识 解析：发现总是来自于认识的过程，爱因斯坦的相对理论并 没有否定经典力学，而是对牛顿力学理论的发展和深化，但 也有人正在向爱因斯坦理论挑战，故A、D错误，B、C正确。 答案：BC
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[例1] 地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时，它的质 量增大到静止质量的多少倍？
[思路点拨] 本题应依据相对论中质量随速度的变化规 律求解。
[解析] 根据狭义相对论的质量公式 m＝m0/ 1－v2/c2，
地球以 3×104 m/s 的速度绕太阳公转时，它的质量为 m 地＝
1－m地v02/c2＝ 1－3×m1地004/3×1082≈1.000 000 005 m 地 0。
在不同的参考系中不同。
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[重点诠释] 1．低速与高速的概念 通常所见物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车、发 射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等。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．速度对质量测量的影响 在高速运动中，质量的测量是与运动状态密切相关的。 3．速度对物理规律的影响 对低速运动问题，一般用经典力学规律来处理；对高速 运动问题，经典力学不再适用，需要用相对论知识来处理。
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(4)当物体的运动速度 远小于 光速c(3×108m/s)时， 相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。当另一个 重要常数即“普朗克常量”(6.63×10－34J·s)可以忽略不计 时， 量子力学 和经典力学的结论没有区别。
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[重点诠释] 经典力学与相对论、量子理论的关系 (1)两种理论是历史发展的不同产物。 我们对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到 全面，一步步深入，一步步完善的，所以理论的完善也需要 一个过程，在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力学和 相对论、量子力学两套物理学理论。经典力学理论不可能穷 尽一切真理，必有其局限性，现在可认为经典力学理论是狭 义相对论和量子理论的特例。
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1．在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运
动速度的变化而变化，其原因是
()
A．运动中物体无法称量质量
B．物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．物体的质量太大
D．物体的质量不随速度的变化而变化
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ห้องสมุดไป่ตู้
解析：日常生活中见到的物体的速度都很小，由 m＝ m1－0 vc22可知，当 v≪c 时，m≈m0，故 B 选项正确。
[答案] BCD
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[借题发挥] 人们认识发现自然规律都要经过一个曲折的过程，新的 理论的出现并不一定是对已知理论的全盘否定，如经典力学 是狭义相对论力学在低速宏观情况下的近似。
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2．下列说法正确的是
()
A．经典力学能够说明微观粒子的规律性
B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于
高速运动的物体
第第 六6 章节
万经
有 引
典 力 学
力的
与局
航限
天性
理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练
知识点一 知识点二
考向一 考向二
随堂基础巩固 课时跟踪训练
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1.在经典力学中，物体的质量是固定不变的；
狭义相对论中指出质量随速度的变化而变
化，其关系式为 m＝
m1－0 vc22。
2．经典力学能精确地描述宏观物体的运动规
(2)狭义相对论阐述物体以接近 光 的速度运动时所遵从的 规律。
(3)在经典力学中，物体的质量是 不变 的，而狭义相对论 指出，质量要随物体运动速度的增大而增大 。
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即 m＝
m0 1－vc22 ，两者在速度远小于光速的条件下
是统一的。 (4)经典力学认为 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 的测量与参考系有关，
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不
同事物的本质与规律
[思路点拨] 人们对客观世界的认识总是不断完善的。 返回
[解析] 人们对客观世界的认识要受到所处的时代的 客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一 定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更 广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生并 不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是 新的科学在一定条件下的特殊情形。
C．相对论与量子力学的出现，说明经典力学已失去意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用
解析：经典力学适用于宏观、低速物体，新的学说的出现，
是一种完善和拓展，经典力学并没有失去其存在的意义。
答案：B
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(2)两种理论的适用范围不同。 经典力学理论适用于弱引力作用下，低速运动的宏观物 体。而它在强引力作用下，或高速运动或微观世界不适用。 近期建立的相对论原理及量子力学是一种全新的时空与 引力理论，它并没有否定经典力学理论，是在经典力学基础 上加以完善，适用范围更广、更全面。
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(3)小船在河中顺流而下，在经典力学中，时间和空间 互不相干，它们的存在和测量均与运动无关，故有v船岸＝ v 船水＋v水岸。但相对论认为，速度总与位移及时间间隔的测 量相联系，因而上式不成立。
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(3)从弱引力到强引力： ①每一个天体都有一个 引力半径 ，半径的大小由天体 的 质量决定 。当天体间的距离远 大于 引力半径时，它们间 的引力是弱引力 ；当天体间的距离 小于 引力半径时，它们 间的引力就是 强引力。“引力半径”是爱因斯坦引力理论中 天体表面引力场强度趋于无穷大时对应的天体半径。 ②1915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，牛顿引力理论 不再 适用 。