课件42张PPT。第五节 宇宙航行
第六节 经典力学的局限性1．了解人造卫星的相关知识．
2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．
3．理解掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系．
4．了解以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围．一、人造地球卫星
1．概念
如图所示，当物体的 足够大时，它将会围绕 旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的 ．速度地球卫星2．原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球对它的 ． 万有引力二、三个宇宙速度的比较7.911.216.7最大最小地球最小太阳最小三、梦想成真
1957年10月 成功发射了第一颗人造卫星；
1969年7月美国“阿波罗11号”登上 ；
2003年10月15日我国航天员 踏入太空．苏联月球杨利伟四、经典力学的成就和局限性
1．经典力学的成就
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．经典力学的局限性
(1)牛顿力学即经典力学，它只适用于 、 的物体，不适用于 和 的物体．宏观低速运动微观高速运动(2)狭义相对论阐述了物体以接近光速运动时遵从的规律，得出了一些不同于经典力学的结论，如质量要随物体运动速度的增大而 ．
(3)20世纪20年代，建立了量子力学，它正确描述了 粒子的运动规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用．
(4)爱因斯坦的广义相对论说明在 的作用下，牛顿的引力理论将不再适用．增大微观强引力要使发射出去的人造卫星能够绕地球做圆周运动，则在地面发射时的速度需满足什么要求？根据天体运动的规律，在地面发射速度越大的卫星到达太空绕地球做圆周运动的速度越大还是越小？一、宇宙速度
宇宙速度是在地球上满足不同要求的发射速度，不能理解成卫星的运行速度．
1．第一宇宙速度(环绕速度)：指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s.3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为v＝16.7 km/s.
【特别提醒】(1)第一宇宙速度是最大运行速度，也是最小发射速度．
(2)三个宇宙速度分别为在三种不同情况下在地面附近的最小发射速度．二、人造地球卫星
1．人造地球卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它的万有引力充当向心力，地球对卫星的万有引力指向地心．而做匀速圆周运动的物体的向心力时刻指向它做圆周运动的圆心． 因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道．当然也应存在着与赤道平面成某一角度的圆轨道，只要圆心在地心，就可能是卫星绕地球运行的圆轨道．如图所示．【特别提醒】(1)发射人造卫星的速度不能小于第一宇宙速度，要使卫星离地越高，则需要的发射速度就越大，但发射速度不能大于第二宇宙速度，同时，发射速度越大，在越高轨道上卫星的运行速度越小．
(2)人造卫星在圆轨道上运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态，凡是和重力有关的现象都会消失．3．地球同步卫星
相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，其特点如下：
(1)同步卫星的运行方向和地球自转方向一致．
(2)同步卫星的运转周期和地球自转周期相同，即T＝24 h.
(3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度．
(4)所有的同步卫星都在赤道的正上方，因为要与地球同步，同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合．【特别提醒】(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度v、角速度ω及向心加速度an的大小均相同．
(2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止． 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求这星球上的第一宇宙速度．【题后总结】1.处理行星、卫星绕中心天体做圆周运动的问题中，万有引力充当向心力是解决问题的关键．
2．第一宇宙速度是绕地球表面运行的卫星的速度，是卫星的最大绕行速度．【针对训练】1.理论上来说人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率( )
A．一定等于7.9 km/s
B．等于或小于7.9 km/s
C．一定大于7.9 km/s
D．介于7.9 km/s和11.2 km/s之间
解析：因为第一宇宙速度7.9 km/s是围绕地球运动的最大环绕速度，因此所有人造地球卫星的速度都小于或等于第一宇宙速度，所以选项B正确．
答案：B 如图所示，a、b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同且小于c的质量，下面说法中正确的是A．b、c的线速度大小相等且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度
C．b、c的周期相等且大于a的周期
D．b、c的向心力相等且大于a的向心力
答案：C【针对训练】2.火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时 39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( )
A．火卫一距火星表面较近
B．火卫二的角速度较大
C．火卫一的线速度较大
D．火卫二的向心加速度较大因为T1＜T2，
所以r1＜r2，v1＞v2，ω1＞ω2，an1＞an2，
则A、C正确，B、D错误．
答案：AC答案：BC【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下面说法中正确的是( )
A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值
B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值
D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的答案：D误区：对同步卫星、近地卫星、赤道上的物体运动规律认识不清导致错误【正确答案】AD物理必修26.6《经典力学的局限性》教案
【学习目标】
知道经典力学的正确性与局限性。
知道经典力学的适用范围。
了解相对论、量子力学的正确性。
掌握狭义相对论中物体质量与速度的关系。
【知识梳理】
1.从低速到高速
在经典力学中，物体的质量是_____________（填变化特点）；在狭义相对论中，物体的质量是_____________（填变化特点），用公式表示为_____________；二者在_____________条件下是统一的。
2.时间与空间
（1）物体运动的特征就是它的位置随时间而发生变化，生活经验告诉我们：
①空间就像_____________；它给物体的运动提供一个_____________，它对物体的运动本身_____________。也就是说，空间是_____________而存在的。
②时间就像_____________；它计量着物体_____________，而任何物体_____________。也就是说，时间是____________而存在的。
（2）爱因斯坦所提出的时空观认为，在研究物体的_____________，即速度_____________时，物体的长度（即物体所占有的空间）以及物理过程、化学过程，甚至生命过程的持续时间，都_____________。
3.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，_____________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：_____________。
4.从弱引力到强引力
相对论与量子力学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________。
【小试身手】
1.下列说法中正确的是（ ）
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
2.经典力学不能适用下列哪些运动（ ）
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 D．微观粒子的波动性
3.对于下列说法正确的是（ ）
A．经典力学的质量是不变的
B．经典力学的时间和空间是独立于物体运动的
C．万有引力定律适用于强作用力
D．物体的速度可以是任意值
4.下列说法正确的是（ ）
A．微观粒子的运动速度超过光速，因此经典力学不适用
B．微观粒子的质量是不确定的，因此经典力学不适用
C．微观粒子具有波粒二象性，因此经典力学不适用
D．量子力学仅适用于微观粒子的运动
【基础训练】
例 地球以C=3×104m/s的速度绕太阳公转，它的质量是静止质量的多少倍？当一个物体以v＝0.8C的速度运动时，它的质量是静止质量的多少倍？
解 ： 由得
地球绕太阳运转的动质量
当v＝0.8C时，动质量
5.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
6.关于经典力学和量子力学，下面说法中正确的是（ ）
A．不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
B．量子力学适用于宏观物体的运动；经典力学适用于微观粒子的运动
C．经典力学适用于宏观物体的运动；量子力学适用于微观粒子的运动
D．上述说法都是错误的
7.日常生活我们并没发现物体的质量随物体的运动的速度变化而变化，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
8.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．在经典力学中，物体的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理论
9.已知电子的静止质量为me，真空中的光速为c。现有一个观察者测出电子的质量为2me,则电子的速度为多大？
10.如果真空中的光速为c＝3×108m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108 m/s时，质量为3kg，当它的速度为v2＝1.8×108m/s时，质量为多少？
【名师小结】
以牛顿运动定律为基础的经典力学有其局限性，经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速运动的物体。
经典力学适用于宏观世界弱作用力问题，不适用于微观世界强作用力问题。
物理必修26.6《经典力学的局限性》教案2
【教学目标】
知识与技能
1、知道牛顿运动定律的适用范围。
2、了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。
3、知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。
过程与方法
通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。
情感、态度与价值观
通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识的知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。
【教学重点】
牛顿运动定律的适用范围
【教学难点】
高速运动的物体，速度和质量之间的关系
【教学课时】
1课时
【探究学习】
引入新课
教师活动：自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律的正确性。
但是，经典力学也不是万能的，向其它科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这方面的知识。
进行新课
教师活动：请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题[用投影片出示]：
1、经典力学取得了哪些辉煌的成就？举例说明。
2、经典力学在哪些领域不能适用？能说出为什么吗？举例说明。
3、经典力学的适用范围是什么？自己概括一下。
4、相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学？应该怎样认识？
5、怎样理解英国剧作家萧伯纳的话“科学总是从正确走向错误”？
学生活动：阅读教材，并思考上面的问题。分组讨论，代表发言。
点评：让学生通过自主阅读获取信息，培养学生阅读理解能力，同时培养学生良好的自学习惯。
教师活动：待学生阅读教材后，倾听学生代表的发言，和其他学生一起点评、补充。
点评：可能学生回答的不完整，甚至很幼稚，这都无关紧要。重要的是给学生提供发表见解的机会，同学之间甚至可以争论，在相互讨论中，明辨真理，掌握知识。
［学生A］经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用；在不同参考系中不能适用；在强引力的情况下，经典的引力理论也是不适用的。
［学生B］因为微观粒子（如电子、质子、中子）在运动时不仅具有粒子性，而且还具有波动性，经典力学不能说明这种现象，所以它不再适用，同时在高速运动领域，由于物体运动速度太快，要导致质量发生变化，而经典力学认为质量是不变的，所以经典力学在高速运动领域内也不再适用.
［学生C］从上面分析知：牛顿运动定律的适用范围是：宏观物体，低速运动。
教师总结：从上面讨论可知，经典力学在微观领域、高速运动的情况下不再适用.那么对这些领域的问题又应如何研究呢？下面给大家简单介绍一些近代物理知识。
从经典力学到相对论的发展
以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺子静止时这样长，当它运动时还是这样长；一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.这就是经典力学的绝对时空观.
到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难.在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论.狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的.长度、时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式：
l=l0（通称尺缩效应）
t= （钟慢效应）
m=（质—速效应）
上式中，各式里的v都是物体的运动速度，c是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体的长度；t和t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间；m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量.
但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时（v<继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间——时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了.“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论.
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
［例1］以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用?
【提示】 经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律.
［例2］以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?
【提示】 经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题， 经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
课堂练习
1.20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了 ，改变了经典力学的一些结论.在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度变化而 。
2.20世纪初期，建立了 ，它能够正确地描述微观粒子的运动规律。
3.经典力学只适用于解决 问题，不能用来处理 问题，经典力学只适用于 物体，一般不适用于 。
参考答案：
1. 狭义相对论； 固定不变；变化
2. 量子力学
3. 低速运动；高速运动；宏观；微观粒子
【板书设计】
一、经典力学的广泛应用
经典力学在两次工业革命中发挥出巨大作用。
二、经典力学与狭义相对论
物体的质量随物体的运行速度而变化
物体运动的位移与时间与参考系的选择有关
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
高中物理 6.6经典力学的局限性学案 新人教版必修2
]班级 姓名 学号
一、学习目标
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.
二、教学问题诊断分析
问题1.经典力学的适用范围和局限性？
问题2.经典力学与近代物理比较？
六、目标检测
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、狭义相对论阐述物体 时所遵从的规律.
3、在经典力学中，物体的质量是 的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而 ，即 .
4、经典力学认为位移和时间的测量与参考系 ，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 .
5、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.
6、1915年，爱因斯坦创立了 ，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 .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 .当另一个重要常数即“普朗克常数”（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 ，相对论与量子力学都没有否定经典力学，而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形.
配餐作业
从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC
A组题
1.像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切理论，它具有自己的 性.人们认识到经典力学有它的适用范围；只适用于 物体的运动，不适用于 物体的运动，在 的情况下，牛顿引力理论将不再适用.
B组题
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，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了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，又进一步发展了经典力学，创立了相对论，这说明（ ）
①世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
③人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
A.①②③④ B.①②③
C.①③④ D.②③
3.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.在经典力学中，物体的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理论
C组题
4.下列说法中正确的是（ ）
A.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变
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，物体的质量随物体的速度的增大而增大
D.上述说法都是错误的
5.关于狭义相对论和经典力学，下面说法中正确的是（ ）
A.狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论
B.狭义相对论和经典力学其实是同一理论
C.在物体高速运动时，物体的运动服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
D.上述说法都是错误的
6.6 经典力学的局限性
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共60分）
1. 下列说法正确的是( )
.牛顿定律就是经典力学
.经典力学的基础是牛顿运动定律
.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
.经典力学可以解决自然界中所有的问题
2. 以下说法正确的是( )
.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
.经典力学理论的成立具有一定的局限性
.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
.相对论与量子力学否定了经典力学理论
3. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是( )
.爱因斯坦创立了“日心说”
.哥白尼提出了“地心说”
.伽利略发现了行星运动定律
.牛顿总结出了万有引力定律
4. 下列说法中正确的是( )
.爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
.爱因斯坦的狭义相对论研究了物体在高速运动时所遵循的规律
.牛顿物理学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
.牛顿物理学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
5. 对于公式，下列说法中正确的是( )
.式中的是物体以速度运动时的质量
.当物体的运动速度时，物体的质量 ，即物体的质量改变了，故经典力学 适用，所以是不正确的
.当物体以较小速度运动时，质量变化非常小，经典力学理论仍然适用，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物体
.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
6. 关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是( )
.狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论
.在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
.经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动
.不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
7. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是( )
.牛顿发现了万有引力定律
.牛顿通过实验证实了万有引力定律
.相对论的创立表明经典力学已不再适用
.爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推到高速领域
8. 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低速运动的问题，不能用来处理高速运动的问题；只适用于宏观物体，不适用于微观粒子.这说明( )
.随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
.人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的
.不同领域的事物各有其本质与规律
.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
9. 下列说法中正确的是（ ）
.自然界中的一切现象都能够用经典力学来描述
.研究分子、原子的运动规律时，经典力学就不适用了
.没有经典力学就没有今天的空间科学
.无论物体以多大的速度运动，其加速度都和受到的合外力成正比
10.牛顿运动定律能适用于下列哪些情况（ ）
.研究原子中电子的运动
.研究“神舟”五号飞船的高速飞行
.研究地球绕太阳的运动
.研究飞机从北京飞往纽约的航线
二、简答题（第11题14分，第12、13题每题13分，共40分.）
11. 如何理解经典力学的局限性？局限性主要表现在哪几个方面？
12.量子力学研究表明，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的能量等物理量只能取分立的数值，粒子的速度和位置具有不确定性，粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等，这表明现代物理学的发展，使经典力学失去了价值.试判断分析以上说法是否正确.
13.两台升降机甲、乙同时自由下落，甲上的人看到乙是静止的，也就是说，在甲上的人看来，乙的运动状态并没有改变，但是乙确实受到向下的地球引力.根据牛顿运动定律，受到外力作用的物体，其运动状态一定会改变，这不是有矛盾吗？你是如何理解的？
6.6 经典力学的局限性
得分：
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、简答题
11.
12.
13.
6.6 经典力学的局限 参考答案
一、选择题
1. 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.因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系，明确经典力学的适用范围，才能正确解答此类问题.
2. 解析：经典力学理论只适用于宏观、低速的物体，错，对.在经典力学中，物体的速度，所以物体的质量不随运动状态而改变，但相对论和量子力学并不否定经典力学理论，认为它是在一定条件下的特殊情形，正确，错误.
3. 解析：“日心说”由哥白尼提出，爱因斯坦创立了相对论理论，、错.行星运动定律是开普勒发现的， 错.万有引力定律是牛顿总结提出的，对.
4. 解析：牛顿经典力学适用于宏观物体的低速运动；爱因斯坦的狭义相对论适用于微观粒子的高速运动，在低速时得出的结论与经典力学基本一致.
5. 解析： 根据公式可得正确；由公式可知，时，物体质量基本不变，只有当接近时，质量才发生较大变化，故错误，正确.
6. 解析：相对论并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论理论在一定条件下的特殊情况，错.经典力学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动问题经典力学不再适用 ，但相对论、量子力学适用，故对，错.
7. 解析：万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，对、错.相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，错.狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，对.
8. 解析：人们对客观世界的认识，要受到他所处时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也具有一定的局限性，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.所以对.
9. 解析：经典力学的成就是辉煌的，作为现代航空航天理论基础的天体力学就是经典力学跟天文学相结合的产物，正确；以牛顿运动定律为代表的经典力学体系，也有其自身的局限性和适用范围，错误；一般来讲，经典力学不适用于描述微观粒子的运动，也不适用于描述接近光速的高速运动，正确，错误
10. 解析：中各项运动虽然是“高速”，但相对于光速来说，却是微不足道的，完全可以用牛顿运动定律研究其规律.原子、电子等是微观粒子，它们的运动不服从牛顿运动定律，故牛顿运动定律不适用于选项中的情况
二、简答题
11.牛顿认为时间和空间是绝对的，他在这样的时间和空间中描述的机械运动在低速情况下是足够精确的.然而，牛顿把时间、空间割裂开来，认为它们与物质运动无关的观点，在微观和高速领域中就不适用了.所以像一切科学一样，经典力学没有也不会包含一切真理，它有自己的局限性，它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”.
（1）光的干涉和衍射现象证明了光的波动性.
（2）电磁相互作用和场的发现及电磁理论.
（3）质量随速度变化的发现.
（4）时空的相对性和长度收缩问题.
（5）Ｘ射线、放射性射线和电子的发现.
（6）经典力学的因果论受到严重冲击，必须变革.
12.量子力学的建立，并不是对经典力学的否定，对于宏观物体的运动，量子现象并不显著，经典力学仍然适用，所以现代物理学的发展，更好地完善了物理学体系，并没有使经典力学失去价值，经典力学仍将在它的适用范围内大放异彩.
13.牛顿运动定律只适用于惯性参考系，即用来作为参考系的物体不能有加速度（可以是静止或匀速运动）.当甲上的人看到乙静止，实际是以做加速运动的升降机甲为参考系的，这时牛顿运动定律不再成立.
