高中物理 6.6经典力学的局限性(探究导学课型)课件 新人教版必修2
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精品课件
(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 , 其中m0为物体静止时的质量,m是物体速度为 v时的质量,1c是vc 真22 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。
精品课件
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。
精品课件
三、从弱引力到强引力 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_不__再__适__用__。 2.当物体的运动速度远小于光速c(3×108 m/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”(6.63×10-34 J·s)可以忽略不计时,量子力学和经 典力学的结论_没__有__区__别__。
精品课件
【自我思悟】 1.在描述哪些物体的运动时，经典力学不再适用？ 提示：在描述微观、高速物体的运动时，经典力学不再适用。 2.灰尘在空气中匀速下落，能否用经典力学进行解释？ 提示：可以。灰尘虽然已经很小，但与质子、中子、电子等微 观粒子相比质量和体积都要大得多，灰尘的运动规律仍遵循经 典力学。
1.000 2m0
所以改变的百分比为 m m 0 ×100%=0.02%。
m0
答案：增大了 0.02%
精品课件
【通关1+1】
1.(拓展延伸)在【示范题】中，若电子的质量变为静止时质量
的2倍，则电子运动的速度为多大？
【解析】由题意知m=2m0，代入m= m 0 得
精品课件
【微思考】 (1)牛顿第二定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗？ 提示：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。
精品课件
(2)试由m=
m 0 分析，物体的速度不可能达到光速。
1
v2 c2
提示：由m= m 0 可知，若某物体的运动速度达到光速c，
精品课件
一、速度对质量的影响
深化理解
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பைடு நூலகம்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。
精品课件
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。
精品课件
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= _速__度__远__小__于__光__速__的条件下是统一的。
m0
1
v2 c2
,两者在
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
精品课件
(2)关于狭义相对论的质速关系公式：
m= m 0 ，其中m为物体_速__度__为__v_时__的__质__量__，m0为物体的
1
v2 c2
_静__止__质__量__，c为真空中的光速。
精品课件
【规范解答】根据爱因斯坦的狭义相对论得,运动后的质量增
大了,且
m
m0 1vc22
m0 6106 2 1 3108 2
6 经典力学的局限性
精品课件
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。
学习 目标
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。
精品课件
一、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。 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。
中测量结果_不__同__。
精品课件
【自我思悟】 1.洲际导弹的飞行速度可达6 000 m/s，此速度在狭义相 对论中属于高速还是低速？ 提示：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。
精品课件
2.在狭义相对论中，同一物体以10 m/s和100 m/s的速度运动 时质量是否一样？差别大吗？ 提示：不一样。狭义相对论认为，物体的质量与速度有关，速 度越大，质量越大。但以上两个速度时的质量差别非常小。
1
v2 c2
则它的质量应是无穷大，这显然不符合事实，所以物体的速度
不可能达到光速。
精品课件
【题组通关】 【示范题】一个原来静止的电子,经高压加速后速度为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? 【解题探究】(1)物体的质量与速度有什么关系？ 提示：物体做低速运动时，其质量由本身决定,与速度无关， 物体做高速运动时，物体的质量会随速度的增大而变大。
精品课件
【自我思悟】 1.相对论、量子力学否定了经典力学吗？ 提示：相对论、量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对 论、量子力学在一定条件下的特例。
精品课件
2.“黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体。它 的密度极大，对周围的物质(包括光)有极强的吸引力，在研究 “黑洞”时，经典力学还适用吗？ 提示：经典力学适用于弱引力问题，而“黑洞”问题属于强引 力问题，经典力学不再适用。
精品课件
二、从宏观到微观 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,它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说 明，而_量__子__力__学__能够正确地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。
(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 , 其中m0为物体静止时的质量,m是物体速度为 v时的质量,1c是vc 真22 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。
精品课件
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。
精品课件
三、从弱引力到强引力 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_不__再__适__用__。 2.当物体的运动速度远小于光速c(3×108 m/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”(6.63×10-34 J·s)可以忽略不计时,量子力学和经 典力学的结论_没__有__区__别__。
精品课件
【自我思悟】 1.在描述哪些物体的运动时，经典力学不再适用？ 提示：在描述微观、高速物体的运动时，经典力学不再适用。 2.灰尘在空气中匀速下落，能否用经典力学进行解释？ 提示：可以。灰尘虽然已经很小，但与质子、中子、电子等微 观粒子相比质量和体积都要大得多，灰尘的运动规律仍遵循经 典力学。
1.000 2m0
所以改变的百分比为 m m 0 ×100%=0.02%。
m0
答案：增大了 0.02%
精品课件
【通关1+1】
1.(拓展延伸)在【示范题】中，若电子的质量变为静止时质量
的2倍，则电子运动的速度为多大？
【解析】由题意知m=2m0，代入m= m 0 得
精品课件
【微思考】 (1)牛顿第二定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗？ 提示：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。
精品课件
(2)试由m=
m 0 分析，物体的速度不可能达到光速。
1
v2 c2
提示：由m= m 0 可知，若某物体的运动速度达到光速c，
精品课件
一、速度对质量的影响
深化理解
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பைடு நூலகம்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。
精品课件
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。
精品课件
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= _速__度__远__小__于__光__速__的条件下是统一的。
m0
1
v2 c2
,两者在
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
精品课件
(2)关于狭义相对论的质速关系公式：
m= m 0 ，其中m为物体_速__度__为__v_时__的__质__量__，m0为物体的
1
v2 c2
_静__止__质__量__，c为真空中的光速。
精品课件
【规范解答】根据爱因斯坦的狭义相对论得,运动后的质量增
大了,且
m
m0 1vc22
m0 6106 2 1 3108 2
6 经典力学的局限性
精品课件
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。
学习 目标
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。
精品课件
一、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。 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。
中测量结果_不__同__。
精品课件
【自我思悟】 1.洲际导弹的飞行速度可达6 000 m/s，此速度在狭义相 对论中属于高速还是低速？ 提示：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。
精品课件
2.在狭义相对论中，同一物体以10 m/s和100 m/s的速度运动 时质量是否一样？差别大吗？ 提示：不一样。狭义相对论认为，物体的质量与速度有关，速 度越大，质量越大。但以上两个速度时的质量差别非常小。
1
v2 c2
则它的质量应是无穷大，这显然不符合事实，所以物体的速度
不可能达到光速。
精品课件
【题组通关】 【示范题】一个原来静止的电子,经高压加速后速度为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? 【解题探究】(1)物体的质量与速度有什么关系？ 提示：物体做低速运动时，其质量由本身决定,与速度无关， 物体做高速运动时，物体的质量会随速度的增大而变大。
精品课件
【自我思悟】 1.相对论、量子力学否定了经典力学吗？ 提示：相对论、量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对 论、量子力学在一定条件下的特例。
精品课件
2.“黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体。它 的密度极大，对周围的物质(包括光)有极强的吸引力，在研究 “黑洞”时，经典力学还适用吗？ 提示：经典力学适用于弱引力问题，而“黑洞”问题属于强引 力问题，经典力学不再适用。
精品课件
二、从宏观到微观 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,它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说 明，而_量__子__力__学__能够正确地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。