高一物理【6.6经典力学的局限性】导学案
班级 第 组 姓名
【学习目标】
(1)了解经典力学的发展历程和伟大成就,认识经典力学的局限性和适用范围。
(2)初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。
(3)激情投入,展示自我,享受合作学习的快乐。
【情景导入】
“科学大厦已经基本建成”,“后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了.”“在物理学晴朗天空的远处,还有两朵小小的令人不安的乌云.”——l9世纪著名的英国物理学家威廉 汤姆生踌躇满志地宣告
牛顿啊,请原谅我!你所发现的道路,在你那个时代,是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路.你所创造的概念,甚至今天仍然指导着我们的物理学思想,虽然我们现在知道,如果要更加深入地理解各种联系,那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代替这些概念.——爱因斯坦
科学总是从正确走向错误.——英国剧作家萧伯纳诙谐地说
以上名人名言,对你有何启示
【自主学习 构建知识】
1、牛顿运动定律和万有引力定律在_____________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、_______________________建立了相对论。
3、在相对论中,质量随着物体运动的速度的增大而增大,满足: ______________________________
4、电子、质子、中子等微观粒子不仅具有_____ ____性,同时具有____ _________性,_____________力学能够正确地描述微观粒子的运动规律性。
5、经典力学的适用范围和局限性为:
( 1 ) 经典力学只适用于______运动,不适用于_______运动。
( 2 ) 经典力学只适用于_______世界,不适用于_______世界。
( 3 ) 经典力学只适用于_________力, 不适用于_______ 力。
6、经典力学认为时间是 ,质量是 ,空间是 。经典力学深入到高速领域将被 所代替,深入到微观领域将被 所代替。
【合作探究 突破难点】
『问题探究一』
宇宙飞船以20万 km/s的速度飞行, 人在飞船上向前发一束光, 光在飞船中以光速 c 传播, 地球上的人测得光速多大?
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。
『问题探究二』
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?
在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.8倍.试求此时电子的质量变为静止时的多少倍?
小结:由以上可以看出,当物体的速度增大后,其质量也随之 ,但速度不是很大时,质量增加百分比不是很大,当物体的速度 光速时,其质量变化将非常明显,在这种情况下, 已经不再适用了.
知识链接:
(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)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。霍金在《时间简史》中说过,一个人以很高的速度做星际旅行,回到地球后没什么可高兴的,因为他在地球上的好友已死了几千年了。
(2)相对长度
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(1851─1901)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。
【学习反馈】
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( )
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和规律
D.人们应当不断地扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质和规律
2.以下说法正确的是( )
A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用
B.经典力学理论的成立具有一定的局限性
C.经典力学的基础是牛顿运动定律
D.相对论与量子力学否定了经典力学
3.牛顿定律能适用于下列哪些情况( )
A.研究原子中电子的运动
B.研究“嫦娥一号”飞船的高速发射
C.研究地球绕太阳的运动
D.研究飞机从北京飞往纽约的航线