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．从弱引力到强引力 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． 牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小到原来的二分 之一，引力增到原来的四倍，即符合“________”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 “________”规律增加得更快，半径越小，这种差别就越大．
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[解析] 根据爱因斯坦的狭义相对论m＝ 的质量增大了．
m0 1－vc22
得运动后
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%.
[答案] 增大了 0.02%
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1．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 物体运动速度的增大而增大．
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(3)在经典力学中，物体的质量是______________的，而狭 义相对论指出，质量要随物体________的增大而增大，即m＝ ____________，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________无关，相对 论认为，同一过程的位移和时间的测量，在不同的________中 不同．
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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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[自主梳理] 1．从低速到高速 (1)经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和 ________________在宏观、低速、________的广阔领域，包括 ________的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就． (2)狭义相对论阐述物体以接近________运动时所遵从的规 律．
，若物体达
到光速，质量将增大到无穷大，这种认识对吗？
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[答案] (1)在高速世界中，物体的质量随着速度的增加而 变大，物体的加速度不一定与它所受的外力成正比，牛顿第二 定律不再适用．
(2)经典力学在宏观、低速领域取得了巨大成就，经受了实 践检验，只是在某些特定的领域不再适用．相对论、量子力学 并没有否定经典力学，当物体运动速度远小于光速时，经典力 学与相对论没有区别；当“普朗克常数”可忽略不计时，经典 力学与量子力学没有区别．
2．在本例中，由于质量改变很小，可以忽略质量的改变， 经典力学理论仍然适用，而宏观物体的运动速度一般都很小(相 比于光速)，所以经典力学解决宏观物体的动力学问题是适用 的．
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1．对于公式m＝
m1－0 vc22，下列说法中正确的是(
)
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，物体的质量为m>m0，即物 体质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
[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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[答案] 1.(1)万有引力定律 弱引力 天体力学 (2)光的速度 (3)不随运动状态改变 运动速度
(4)参考系 参考系 2．低速 高速 宏观 3．平方反比 平方反比
m0 1－vc22
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[自查自测] 1．判断正误： (1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，此速度在相对论 中属于高速．( ) (2)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变 大．( ) (3)光线经过任何物体附近时都是沿直线传播的．( ) (4)描述微观粒子运动规律的是相对论．( )
(3)根据爱因斯坦的广义相对论，光线经过大质量的星体附 近时，会发生弯曲现象．
(4)描述微观粒子运动规律的是量子力学．
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2．问题思考：
(1)牛顿第二定律属于经典力学理论，它在高速世界还适用
吗？
(2)相对论、量子力学否定了经典力学吗？
(3)按照狭义相对论，物体的质量m＝
m0 1－vc22
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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．
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2．速度对质量的影响 (1)在经典力学中，物体的质量不随速度而变．根据牛顿第 二定律F＝ma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足 够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c. (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＝
m0 1－vc22
，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．
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3．速度对物理规律的影响 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．
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[例1] 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.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分 之几？