高中物理必2课件:6.6 经典力学的局限性

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高一物理人教版必修2课件:第六章 7 经典力学的局限性

高一物理人教版必修2课件:第六章 7 经典力学的局限性

第六章万有引力与航天学案7 经典力学的局限性目标定位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.知道相对论、量子力学和经典力学的关系.知识探究自我检测知识探究一、经典力学的成就1.经典力学的基础是 .牛顿运动定律和万有引力定律在 、 、的广阔区域,包括_________的研究中,经受了实践的检验,取得了巨大的成就.2.牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与_______的运动统一起来,是人类对自然界认识的第一次大综合,是人类认识史上的一次重大飞跃.物体牛顿运动定律宏观低速弱引力天体力学地面上二、从低速到高速问题设计1.在经典力学和狭义相对论中,物体的质量有何不同?答案 在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变,而在狭义相对论中,质量要随着物体运动速度的增大而增大.2.在经典力学和狭义相对论中,位移和时间的测量结果在不同参考系中有何区别?答案 在经典力学中,同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是相同的;在狭义相对论中,同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是不同的.要点提炼1.低速与高速的概念(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,物体的质量不随的改变而改变.(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 ,即m = ,其中m 0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.在高速运动时,质量的测量结果是与运动状态密切相关的.增大运动状态3.速度对物理规律的影响(1)经典力学认为位移和时间的测量结果都与参考系 .相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系,在不同的参考系中是的.(2)对于低速运动问题,一般用经典力学规律来处理.对于高速运动问题,经典力学已不再适用,需要用相对论知识来处理.不同无关有关三、从宏观到微观问题设计经典力学的适用范围是什么?答案 适用于宏观世界、低速运动.要点提炼1.在经典力学中,物体的粒子性和波动性是对立的、不相容的,而电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性同时还具有波动性,它们的运动规律不能用经典力学来说明,量子力学能很好地描述微观粒子的运动规律.2.相对论和量子力学的出现,说明人类对自然界的认识更加广泛和深入,而不表示经典力学失去了意义.它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围:只适用于世界,不适用于微观世界,只适用于运动,不适用于高速运动.低速宏观四、从弱引力到强引力问题设计1.经典力学与行星轨道的矛盾是什么?答案 按牛顿的万有引力定律推算,行星应该沿着一些椭圆做周期性运动,而天文观测表明,行星的轨道并不是严格闭合的,它们的近日点在不断地旋进,如水星的运动.2.由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么?答案 经典力学只适用于弱引力场,而不适用于强引力场.3.归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异.答案 牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异:(1)行星的运动,在近日点和远日点,引力的变化规律不完全相同,导致轨道不闭合、近日点旋进.(2)牛顿的万有引力定律认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大,对于半径接近于零的物体,其表面上的万有引力接近于无穷大.爱因斯坦引力理论认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力比“平方反比”规律增大得快,引力趋于无穷大发生在接近一个“引力半径”的时候.只要天体的实际半径远大于它们的引力半径,那么由爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的引力的差异并不很大,但当天体的半径接近引力半径时,这种差异将急剧增大,也就是说,在强引力的情况下,牛顿引力理论将不再适用.4.经典力学和相对论及量子力学的关系如何?答案 经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例,它包含于相对论和量子力学中,相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学.要点提炼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 .2.经典力学的适用范围(1)经典力学有它的适用范围:只适用于运动,不适用于运动;只适用于 世界,不适用于 世界;只适用于 情况,不适用于 情况.强引力不再适用低速高速宏观微观弱引力(2)对于高速运动(速度接近真空中的光速),需要应用爱因斯坦的相对论.当物体的运动速度远小于真空中的光速时,相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.(3)对于微观世界,需要应用量子力学.当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.(4)对于强引力情况,需要应用爱因斯坦引力理论.当天体的实际半径远大于它们的引力半径时,爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大.典例精析一、对经典力学和狭义相对论的认识例1 下列服从经典力学规律的是( )ABDA.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C.物体运动的速率接近于真空中的光速D.地壳的变动解析 经典力学适用于宏观、低速运动的物体,所以A、B、D正确;当物体的运动速率接近于光速时,经典力学就不适用了,故C错误.例2 关于经典力学和狭义相对论,下列说法中正确的是( ) A.经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速),不适用于低速运动C.经典力学既适用于低速运动,也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速),也适用于低速运动解析 经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动,狭义相对论是普遍适用的,故A、D项正确.答案 AD二、对质量和速度关系的认识例3 一个原来静止的电子,经高压加速后速度为v=6×106m/s.问电子的质量是增大了还是减小了?改变了百分之几?解析 根据爱因斯坦的狭义相对论得,运动后的质量增大了,且答案 增大了 0.02%课堂要点小结经典力学的局限性自我检测1.(对经典力学的认识)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;经典力学并非万能的,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B项正确.答案 B答案 1.67me。

人教版物理必修二课件6.6经典力学的局限性

人教版物理必修二课件6.6经典力学的局限性
是借在助一于条这抛物一线实上例的可呢以?清楚地知道不会有独 立存在的轨线(“路程——曲线”);而只 有相对于特定的参考物体的轨线.
牛190顿5年的,局限出生于德国的美籍物理 学家1)绝阿对尔时伯空特观·爱因斯坦( 1879认─为─时19间55与)空发间表无了关,狭时义空相与对运动 无论关。,这是个绝理对的论物指理出量在。宇宙中唯 就花一度只费不,好了2)变其当用后的它一上半些是任帝生问的的光何题万心线事牛能血在物顿来,真─解解这释空─释正不,是中速了为牛的度时此顿速、,牛的它悲顿 剧长。度、质量和经过的时间,都 随观察者的参考系(特定观察 )而变化。
三.狭义相对论的基本原理
1、相对时间
狭义相对论认为时间不是绝对的(即固定不变 的)。爱因斯坦指出,随着物体(观察者所见到的 )线性运动速度的加快,时间会变慢。使用同步原 子钟已证实了这个结论的正确性,将一个钟表留在 地面上,而携带另一个以很快速度移动(如在喷气 式飞机上),随后进行比较,静止的钟表总比另一 个稍微快一点。
※经典力学与与运动速度※
※牛顿运动定律与参考系※ 惯性参考系: 凡是牛顿定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。
经典力学中的空间和时间
力一学、的目对的牛在顿于运描动述定物律体受在空参间考中系的限位制置的如认何识随“
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相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
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第六节经典力学的局限性
经典力学的成就与局限性
⑴经典力学只适用于处理物体的低速运动(v<<c) ⑵经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 ⑶经典力学规律只在惯性参考系中成立 ——经典力学规律只能用于宏观、低速(与光速相比)的情形 ,且只在惯性参考系中成立。

§6.6经典力学的局限性

§6.6经典力学的局限性

牛顿所说:"如果说我看得远,那是因为我站在 巨人们的肩上
笛卡尔、胡

克、哈雷等


开普勒



伽利略、第谷

万有引力定律
哥白尼、亚里士多德
3、经典力学的两个基本假定
(1)假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔 的测量与观察者的运动无关,物质间相互作用的传递 是瞬时的。
随着时间的推移,物体的速度不断增大, 最终可获得任意速度。
牛顿之后。经典力学又有新的发展,这一阶段主要是后人 对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。
17世纪牛顿力学构 成了体系。可以说,这 是物理学第一次伟大的 综合。牛顿建立了两个 定律:一个是运动定律, 一个是万有引力定律, 并发展了变量数学微积 分,具有解决实际问题 的能力。他开拓了天体 力学,海王星和冥王星 的发现就充分显示了这 一点 .
经典力学的局限性和适用范围?
二、经典力学的局限性和适用范围
1、从低速到高速
所谓高速,就是指运动速度接近于真空中的光速。 例如:在一个无限大的光滑水平
面上,有一质量为m的物体,在一个
水平恒力F的作用下,从静止开始运
动。根据牛顿第二定律可知物体将以
m
F
加速度a=F/m做匀加速直线运动。
由运动学公式可知:物体的速度v=at
1、经典力学的发展历程
从亚里士多德和阿基米德的物理学发展到经典力学体系经历 了约两千年,经历了以哥白尼、开普勒好伽利略为时代的科学 革命。牛顿又进行了一次科学的伟大综合,即天与地、实验归 纳与理论演绎、时空观与方法论、数学与哲学、物理思维与技 术应用等方面的综合,最终形成了一个以实验为基础、以数学 表达形式的力学科学体系。

高中物理 6.6经典力学的局限性课件 新人教版必修2

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(3)这种认识不对.按照狭义相对论,光速c是所有物体的最 大速度,若某物体的运动速度达到光速c,它的质量应是无穷 大,这显然不符合事实.
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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.
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
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[解析] (1)狭义相对论的高速是可以与光速相比较的速 度,6 000 m/s的速度虽不小,但它远远小于光速,不属于相对 论中的高速.
(2)在经典力学中,一个物体的质量在任何时候都不变,但 在相对论中,物体的质量随着速度的增加而变大.
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2.从宏观到微观 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. 以上事实说明,经典力学的适用范围:只适用于________ 运动,不适用于________运动;只适用于________世界,不适 用于微观世界.
第六章 万有引力与航天
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6 经典力学的局限性
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[课标定位] 1.了解经典力学的发展历程和伟大成就.2.知道 经典力学的局限性和适用范围.3.了解高速和微观世界中的奇妙 物理现象.4.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.
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必修2 6.6 经典力学的局限性 课件

必修2 6.6 经典力学的局限性 课件

• 牛顿的万有引力定律认为:物体间的距离减 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.
经典力学与相对论、量子力学的理解

【典例1】 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 ( ).
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,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.

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, 经典力学已不再适用,需要用相对论知识来处 理. • 二、经典力学与相对论、量子理论的关系 • 两种理论是历史发展的不同产物 • 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.
• 一、从低速到高速引起的物理规律的变化 • 低速与高速的概念 • (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 物体的运动皆为低速运动物体. • (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.
速度对质量的影响:在经典力学中,物体的质量是不变的,但 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= m0 v 1- 2 c
2 ,两
• 4 . 经 典 力 学 认 为 位 移 和 时 间无关 的测量与参考 系 ,相对论认为,同一过程的位移和时间 有关 的测量与参考系 ,在不同的参考系 不同 中 . • 温馨提示 经典力学中,物体的质量大小和 用时是固定不变的.但相对论中,它们会随速 度而发生变化.

人教版高中物理必修二课件:第六章 6.经典力学的局限性

人教版高中物理必修二课件:第六章 6.经典力学的局限性
2.狭义相对论阐述的是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,即 m= 0 ,两者在速度远小于光
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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,在不同的参考系中
•5、数学教学要“淡化形式,注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/212021/11/212021/11/2111/21/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍
界,有局限性。
相对论并没有否定牛顿建立的经典力学理论。经典力学理论是
相对论当 v≪c 时的结果。
一、
从低速到高速
知识精要
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,
动问题,经典力学已不再适用,需要用相对论知识来处理。
3.物体运动的速度对质量有影响吗?有何影响?
答案:(1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变。
(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= 0 ,其中 m0 为物体静止时的质量,m 是物体速度为 v 时的
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1.试举例说明何为低速,何为高速。

人教版高中物理必修二 6.6 经典力学的局限性(共37张PPT)

人教版高中物理必修二 6.6 经典力学的局限性(共37张PPT)

开普勒
伽利略、第谷 哥白尼、亚里士多德
2.经典力学在哪些领域取得了巨大成就?
经典力学在宏观、低速、弱引力的广阔领域; 包括天体力学的研究中经受住了实践的检验, 取得了巨大的成功 体会经典力学的巨大成就: 从自然现象到人工建筑,经典力学在如此 广阔的领域内与实际相符。。。。
从天体运动、大气流动到地壳的变动‥‥‥都服从经典力学规律
20世纪20年代普朗克建立的 量子力学能很好地描述微观粒 子的运动规律
4、相对论和量子力学的出现,是否表示经典力学失去了意义?
相对论和量子力学的出现,说明人类对自然界的认
识更加广泛和深入,而不表示经典力学失去了意
⑴ 、经典力学模块分类:
静力学(描述静止物体) 运动学(描述物体运动)
动力学(描述物体受力作 用下的运动) 经典力学
(牛顿力学)
⑵ 、牛顿主要贡献 牛顿三大定律 牛顿
万有引力定律
牛顿:“如果说我看得远,那是因为我站在巨人们的肩上。 经 典 力 学 金 字 塔 的 建 立
牛顿
笛卡尔、胡克、 哈雷等
19世纪末,在迎接新世纪到来的时候,著名英 国物理学家威廉•汤姆生踌躇满志地宣告:“科学的 大厦已经基本建成,后辈物理学家只要做一些零碎 的修补工作就行了,在物理学睛朗天空的远处,还 有两朵小小的、令人不安的乌云!”
像一切科学一样,经典力学没有也不会穷尽 一切真理,它也有自己的局限性.它像一切科学 理论一样,是一部“未完成的交响曲”.那么经 典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?
3.经典力学和狭义相对论对位移和时间在不同参考系 中的测量有何不同的看法?
经典力学中位移和时间的测量在不同的参考系 中是相同的,
狭义相对论认为,同一过程的位移和时间的测 量在不同的参考系中是不同的。 当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时,你感觉只坐 了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟,就好象坐了一小时, 这就是相对论—---爱因斯坦。

物理必修Ⅱ人教新课标6.6经典力学的局限性1

物理必修Ⅱ人教新课标6.6经典力学的局限性1
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2、相对时间
狭义相对论认为时间不是绝对的(即 固定不变的)。爱因斯坦指出,随着物体 (观察者所见到的)线性运动速度的加快, 时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这 个结论的正确性,将一个钟表留在地面上, 而携带另一个以很快速度移动(如在喷气 式飞机上),随后进行比较,静止的钟表 总比另一个稍微快一点。
经典力学的局限性
1
提出问题:
1、速度有无极限。 2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。 3、时间和空间是否是绝对一成不变的。 4、牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什 么还要提出相对论?相对论是否全盘否定了牛顿的 经典力学理论?
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古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋没 风尘,黯然失色。15世纪,文艺复兴的大旗飘 扬在欧洲大陆上,自然科学获得新的生命,蓬 勃成长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、J.开普勒、 伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于欧洲。一场 科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的 层层罗网,不断取得胜利。
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时钟变慢1
t
t0 v 1 c
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3、相对长度
爱尔兰物理学家乔治· 佛兹杰拉德(18511901)提出,物质会在运动的方向上收缩(缩 小),这意味着根据一个静止观察者的观点, 一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会 比它静止时更短,尽管乘坐火箭的人看来并没 有什么两样。爱因斯坦指出,任何物体以光速 运动时,其长度将会缩短为零。3
牛顿──伟大的科学家,经典物理学理论体
系的建立者──正是在欧洲出现政治、经济和 科学文化新变革的时代诞生的。
3
17 世纪牛顿力学 构成了体系 . 可以说, 这是物理学第一次 伟大的综合。牛顿 建立了两个定律, 一个是运动定律, 一个是万有引力定 律,并发展了变量 数学微积分,具有 解决实际问题的能 力。他开拓了天体 力学这一科学,海 王星和冥王星的发 现就充分显示了这 一点 。

高一物理人教版必修2课件6.6经典力学的局限性1

高一物理人教版必修2课件6.6经典力学的局限性1

一、经典力学模块分类:
静力学(描述静止物体) 运动学(描述物体运动) 动力学(描述物体受力作
用下的运动)
经典力学
(牛顿力学)
二、牛顿主要贡献 牛顿
牛顿三大定律 万有引力定律
牛顿所说:“如果说我看得远,那是因为我站在巨人们的肩上。”

牛顿

力 学
笛卡尔、胡 克、哈雷等


开普勒



伽利略、第谷
(1)对证据的质疑:水星旋进数据 观测值:43秒/百年 爱因斯坦计算相对论值:43.03秒/百年 最新相对论值(太阳非正球体):39.6秒/百年
(2)对共设的质疑:光速不可超越吗? 哲学:光速是否只是某一时空层次的极限速度?随着目前认 识的宇观世界更大结构层次的发现,光速是否会被超越?
例如:量子力学就不会错吗? 新的理论会代替量子力学吗?
时间和空间没有联系,相互独立,与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量(位移、质量、大小等)与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时,它就只好用上帝的 万能来解释,为此牛顿花费了后半生的心血,这正是牛顿的悲剧。
例如:船在水中流,水速2m/s,船相对于水顺流而下 1m/s,则船相对于岸3m/s.
不敢相信图中的横线是平行的,不过它就是平行的
两个位于中心的圆哪个大?其实一样大的!
四、从宏观到微观
19世纪末-20世纪初,深入到微观领域, 发现电子、质子、中子等微观粒子不仅 具有粒子性,同时还具有波动性,很多 情况下经典力学说明不了。
量子力学
五、从弱引力到强引力
物体间的万有引力是弱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力,经典力学适用
人教版必修2

6.6 经典力学的局限性 课件(人教版必修2)

6.6 经典力学的局限性 课件(人教版必修2)

(
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

解析 经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的
特例,即当速度远小于光速时的特殊情形. 答案 D
C.在经典力学中,物体的质量不随运动状态改变而改变
D.相对论和量子力学否定了经典力学理论
基础知识研读
深层互动探究
达标对点演练
解析
经典力学理论具有一定的局限性,它只适用于低速、
宏观物体的运动,选项 A 错误, B 正确;在经典力学中,物 体的质量不随运动状态的改变而改变,即物体的质量和物体
运动的速度无关,选项C正确;相对论和量子力学并没有否
事物的本质与规律
基础知识研读
深层互动探究
达标对点演练
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.
基础知识研读
深层互动探究
达标对点演练
2.对于公式m=
m0
v 1- c 2
,下列说法中正确的是(
).
A.公式中的m0是物体以速度v运动时的质量 B.当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的
质量改变了,故经典力学不适用
C.当物体以较小的速度运动时,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运动时,质 量变化才明显,故经典力学仅适用于低速运动,而不适用 于高速运动

人教版物理必修二:6.6经典力学的局限性教学设计课件-优秀课件

人教版物理必修二:6.6经典力学的局限性教学设计课件-优秀课件

船,然后以接近光速的高速度开始飞行.当你在高
速飞行的飞船上过了一年返回地球时,走出飞船后 你会发现地球上已经过了100万年——你已经到了地 球上的未来.”
栏 目 链 接
栏 目 链 接
课 点
标 击
1.了解牛顿力学的适用范围. 2.了解牛顿的时空观和爱因斯坦的时空观. 3.知道质量与速度的关系,知道高速运动中物 体的质量不再是恒定的.
D.电子是微观粒子,整个加速过程根本就不能 用牛顿运动定律解释
栏 目 链 接
栏 目 栏 链 目 接 链 接
课 前 导 读
一、从低速到高速
1.低速与高速的概念. 牛顿运动规律 2.经典力学的基础是 ____________,牛顿运动定律 和万有引力定律在 ________ 、________ 宏观 、________ 低速 弱引力 的广阔 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.
物理· 必修2(人教版)
第六章
第六节
万有引力与航天
经典力学的局限性
栏 目 链 接
情 景 切 入
20世纪30年代,爱因斯坦提出了“虫洞”理论.所 谓“ 虫洞”是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原 本相隔亿万千米的地方近在咫尺.科学家认为,如果研 究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和
问 探
题 究
问题 经典力学的成就有哪些?又有哪些局限性?
1.成就. 牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与 地上物体的运动统一起来,是人类对自然界认识的第 一次大综合,是人类认识史上的一次重大飞跃.
栏 目 链 接
问 探
题 究 研究方法 的代表 伽利略的“自然数学法”和牛顿的“归纳演 绎法”推动了物理、数学和哲学的发展 天体力学、材料力学和结构力学等得到了广 泛的应用 主要成就 18世纪60年代,力学和热力学的发展及应用, 引发了第一次工业革命 动量守恒定律、机械能守恒定律等,是航空 航天技术的理论基础

物理:6.6《 经典力学的局限性》课件( 新人教版必修2)

物理:6.6《 经典力学的局限性》课件( 新人教版必修2)

(1)高速的概念 高速的概念 所谓高速,就是指运动速度接近于真空中的光速. 所谓高速,就是指运动速度接近于真空中的光速. (2)在经典力学中,物体的质量m是不随运动状态改 在经典力学中,物体的质量 是不随运动状态改 在经典力学中 变的,而狭义相对论指出,质量要随着物体运动速度的 变的,而狭义相对论指出, 增大而增大. 增大而增大.即m=式m= 对于公式 =
m0
下列说法中正确的是( ,下列说法中正确的是 v2 1- 2 - c
)
A.式中的m0是物体以速度 运动时的质量 .式中的 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,物体的质量为 .当物体的运动速度 时 物体的质量为m>m0,即 物体质量改变了,故经典力学不适用, 物体质量改变了,故经典力学不适用,是不正确的
* 了解经典力学的适用范围 * 了解相对论和量子力学理论 认识到知识的变化性与无穷性,培养献 认识到知识的变化性与无穷性, * 身于科学的时代精神
经典力学在人类活动的“正常” 经典力学在人类活动的“正常”范围内是非常准确 的.所谓“正常”范围是指:其中遇到的速度远小于光速, 所谓“正常”范围是指:其中遇到的速度远小于光速, 尺寸远大于分子但又不比银河系大很多倍, 尺寸远大于分子但又不比银河系大很多倍,引力也不比地 球引力大很多倍.在这个范围之外, 球引力大很多倍.在这个范围之外,牛顿物理学的结论就 与观测结果不一致了.(如下图所示 与观测结果不一致了. 如下图所示) 如下图所示
3. 在太阳或者行星的引力场中 , 由爱因斯坦或牛顿 . 在太阳或者行星的引力场中, 的理论得出的引力________很大的差别.但是宇宙中有一 很大的差别. 的理论得出的引力 很大的差别 些天体,例如________、________的密度很大, 这些天体 的密度很大, 些天体 , 例如 、 的密度很大 表面的引力比我们常见的引力________,牛顿的引力理论 , 表面的引力比我们常见的引力 已经________了. 已经 了

新人教版高一必修2物理6.6 经典力学的局限性 (共23张PPT)

新人教版高一必修2物理6.6 经典力学的局限性 (共23张PPT)
(2)对于微观世界:需要用量子力学。当普朗克常数可以忽 略不计时,量子力学和经典力学的结论没有区别。
四、从弱引力到强引力
1、按牛顿的万有引力定律推算,行星 的运动轨道应该是一些椭圆或圆,而实 际的天文观测,行星的运行轨道并不是 严格闭合的,它们的近日点在不断地旋 进。
牛顿的万有引力定律不能完全解释。
一、高速物体-------------- 要用相对论力学处理; 二、微观世界物体---------------要用量子力学解决; 三、强引力 --------要用广义相对论力学处理。
一、经典力学的广泛应用。 二、经典力学与狭义相对论
1、 物体的质量随物体的运行速度而变化 2、 物体运动的位移与时间与参考系的选择有关 3、 当物体的速度远小于光速C(3×108 )时两者结论是一致的。 三、经典力学与量子力学 微观粒子运动的波动性不能用经典力学来解释, 但量子力学能正确地描述微观粒子的运动规律。 四、经典力学与广义相对论 牛顿引力理论在强引力作用下不适用,只能用 广义相对论的引力场理论来解释强引力作用。 五、经典力学的适用范围 宏观、低速、弱力情况下适用 。
结论3:
对于强引力情况,需要用爱因斯坦引力理论。当天体的实 际半径远大于它们的引力半径时,爱因斯坦引力理论和 牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。
理解:根据牛顿的理论,当天体被压缩成半径几乎为0的一 个点时,引力趋于无穷大;而爱因斯坦的理论则认为,引力 趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候,这个引 力半径的值由天体的质量决定。当天体的实际半径接近引力 半径时,由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异急剧 增大,在强引力情况下牛顿引力理论不再适用。
质量 与运动无关,不变的 随速度增加而增大
例如:(1)v=0.8c时,物体的质量约增大到静止 质量的1.7倍,这时经典力学就不再适用了.

高中物理 6.6 经典力学的局限性课件 新人教版必修2

高中物理 6.6 经典力学的局限性课件 新人教版必修2
答案(dáàn) BC
第二十四页,共29页。
二、质量的相对论效应 典例2 一个原来静止的电子,经过高压加速后速度为v =6.0×106 m/s,问电子的质量增大了还是减小了?改变了百 分之几?
第二十五页,共29页。
解析 根据爱因斯坦的狭义相对论m= 可知,电子运动后的质量增大了,
m1-0 vc22,
m0 1-vc22

其中m0为静止时物体的质量、m为运动速度为v时物体的质 量,c为真空中的光速,上式是在光速不变原理的基础上得出
的.
第十三页,共29页。
在经典力学中,同一过程的位移和时间的测量在不同参考 系中是相同的;在狭义相对论中,同一过程的位移和时间的测 量在不同参考系中是不同的,即在低速运动时,在运动参考系 和静止参考系中测得的时间和长度是相同的;但在高速运动 时,在运动参考系和静止参考系测得的时间和长度是不同的.
第六页,共29页。
3.在经典力学中,物体的质量是不变的,而狭义相对论 指出,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即m=
m1-0 vc22. 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,同一进程的位移和时间的测量与参考系有关,在不同 的参考系中是不同的.
第七页,共29页。
5.经典力学中有它的适用范围: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.
第十七页,共29页。
5.经典力学的运用范围 在弱引力的情况下,牛顿引力理论适用;在强引力的情况 下,牛顿引力理论不再适用. 低速运动的宏观物体,经典力学适用;而高速微观领域, 经典力学不再适用.
第十八页,共29页。
典例分析
举一反三 触类旁通
第十九页,共29页。
一、经典力学与相对论的比较 典例1 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;只适用宏观物体,一般不适 用于微观粒子,这说明( )

6.6经典力学的局限性

6.6经典力学的局限性

从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工具
从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……
经典力学在如此广泛的领域里与实际相符 合,显示了牛顿运动定律的正确性与经典力学 的魅力。
一、经典力学的困难
当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, 经典力学就无法解释。 微观粒子不但具有粒子的性质,还能产生 干涉、衍射等波动现象,经典力学无法解释。 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。这是用牛顿万有 引力定律无法解释。
m
m0 v 1 c
2
二、相对论时空观:
4、光速不变原理
对任何惯性系,在真空中沿任意方向
传播的光速都相同,且与光源的运动状态 无关。
二、狭义相对论:
1、两条基本假设: (1)不同惯性参考系,物理规律相同
钟慢尺缩质量大
(2)任何惯性系,光速不变 2、狭义相对论结论: (1)同时是相对的 (2)动钟变慢
(3)动尺变短 (4)运动的物体质量变大 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。
本节要点:
一、经典力学的适用范围
经典力学适用于低速、宏观物体, 不适用于高速、微观物体。
二、狭义相对论主要内容: 1、钟慢、尺缩、质量大 2、光速不变
练习
课时作业
(D )
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
练习 6、牛顿定律不能适用于下列哪些情况 ( A A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线 )
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4.下列说法中正确的是
( AC )
A.经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B.经典力学在任何情况下都适用
C.当物体的速度接近光速时,经典力学就不适用了
D.相对论和量子力学的出现,使经典力学失去了意义
5.下列说法正确的是
(C )
A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,
在相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变
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
光速时,质量变化明显,而且越接近光速越显著.
解析 根据爱因斯坦的狭义相对论 m= 量增大了.
m1-0 vc22得运动后的质
m=
m1-0 vc22=
1-m36220××110086××22=1.000 2m0
所以改变的百分比为m-m0m0×100 %=0.02 %.
TIP3:另外,还有研究表明,记忆在我们的睡眠过程中也并未停止,我们的大 脑 会归纳、整理、编码、储存我们刚接收的信息。所以,睡前的这段时间可是 非常 宝贵的,不要全部用来玩手机哦~
TIP4:早晨起床后,由于不受前摄抑制的影响,我们可以记忆一些新的内容或 者 复习一下昨晚的内容,那么会让你记忆犹新。
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1:听懂看到≈认知获取;
TIP2:什么叫认知获取:知道一些概念、过程、信息、现象、方法,知道它们 大 概可以用来解决什么问题,而这些东西过去你都不知道;
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
6.下面说法中正确的是
(A )
①当物体运动速度远小于光速时,相对论物理学和经
典物理学的结论没有区别;②当物体运动速度接近光
如何利用规律实现更好记忆呢?
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七:美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定:通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1:我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内! TIP2:很多我们觉得比较容易背的古诗词,大多不超过七个字,很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内(每一组不代表只有一个字哦,这7组中的每一组容量可适当加大)。 TIP3:比 如我们记忆一个手机号码18820568803,如果一个一组的记忆,我 们就要记11组,而如果我们拆解一下,按照188-2056-8803,我们就只需要 记忆3 组就可以了,记忆效率也会大大提高。
答案 BCD
3.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
(B )
A.运动物体的质量无法称量
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
解析 日常生活中物体的运动速度比光速小得多,根据 m

m1-0 vc22可知,m 与 m0 相差不多.
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
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
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定经典力学
理论.故选 B、C.
三、质量的相对论效应
典例3 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
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
D.人们应当不断析 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.
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
(C )
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 解析 经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况,A
8.牛顿定律不适用于下列哪些情况 A.研究原子中电子的运动 B.研究“神舟五号”飞船的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动
学科网
D.研究飞机从北京飞往纽约的航线
(A )
解析 牛顿力学属于经典力学的研究范畴,适用于宏观、 低速运动的物体,并注意到低速和高速的标准是相对于光 速,可判定牛顿定律适用于 B、C、D 中描述的运动,而 A 不适用.
后摄抑制:可以理解为因为接受了新的内容,而把前 面看过的忘记了
超级记忆法-记忆 规律
TIP1:我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后! TIP2:可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识,由于不受后摄抑制的 影 响,更容易储存记忆信息,由短时记忆转变为长时记忆。
如何利用规律实现更好记忆呢?
超级记忆法-记忆 规律
针对练习 2 以下说法正确的是
( BC )
A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子
的运动均适用
B.经典力学理论的成立具有一定的局限性 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
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
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨,起早贪黑, 上课认真,笔记认真, 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩, 上课没事儿还调皮气老师, 笔记有时让人看不懂, 但一考试就挺好…… 小B
目 录/contents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
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
(B )
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
第 6 节 经典力学的局限性
目标导读 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
(D )
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
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,
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 学.科.网
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.
答案 增大了 0.02 %
针对练习 3 对于公式 m= 是
m1-0 vc22,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zxxk 体的运动速学度科网 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
TIP3:认知获取是学习的开始,而不是结束。
为啥总是听懂了, 但不会做,做不好?
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内脑- 思考内化
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