物理·必修2(人教版)
万有引力与航天
第六节 经典力学的局限性
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
答案：C
2．(双选)20世纪以来，人们发现了一些 ( http: / / www.21cnjy.com )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( )
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与规律
D．人类已掌握不同事物的本质
答案：BC
3．对于公式m＝，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 ( http: / / www.21cnjy.com )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
D．通常由于物体的速度太小，质量的变化不能引起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化
答案：C
4．日常生活中，我们并没发现物体的质量随物体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
答案：B
5．某物体在低速(接近0)情况下质量为m0，在速度为v的高速(接近光速)情况下质量为m，则由狭义相对论，物体速度v为( )
A.·c B.·c
C.·c D.·c
答案：B(共42张PPT)
物理·必修2（人教版）
第六章 万有引力与航天
第六节 经典力学的局限性
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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位置．现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的．但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方．
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“如果你希望知道地球距今一百万年后的样子，我可以告诉你方法．”格林说：“先建好一艘太空船，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．”
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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．
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一、从低速到高速
1．低速与高速的概念．
2．经典力学的基础是____________，牛顿运动定律和万有引力定律在________、________、________的广阔领域，包括________的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就．
3．狭义相对论阐述的是物体以________的速度运动时所遵从的规律．
牛顿运动规律
宏观 低速 弱引力
天体力学
接近光
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4．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m＝________，两者在______________的条件下是统一的．
5．经典力学认为位移和时间的测量与参考系__________，相对论认为，统一过程的位移和时间的测量与参考系________，在不同的参考系中测量结果__________．
不变
增大
速度远小于光速
无关
有关
不同
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二、从宏观到微观
1．电子、质子、中子等微观粒子不仅有________，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________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________运动，不适用于________运动；只适用于________世界，不适用于________．
粒子性
量子力学
低速
高速
宏观
微观世界
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1．弱引力与强引力．
(1)每一个天体都有一个引力半径，半径的大小由天体的________决定．
(2)当天体间的距离远________引力半径时，它们间的引力就是弱引力．
(3)当天体间的距离远________引力半径时，它们间的引力就是强引力．
三、从弱引力到强引力
质量
大于
小于
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2．经典力学与行星轨道的矛盾．
按照牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些______轨道做周期性运动，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．
实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合得很好．
椭圆
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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.
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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
主要成就 天体力学、材料力学和结构力学等得到了广泛的应用
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
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(2)从宏观世界到微观世界．
①宏观世界粒子的运动特点．
粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规律，应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置．
②微观世界粒子的运动特点．
就单个粒子来说，运动没有确定的运动轨迹，微观粒子既有粒子性，又有波动性．
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名师提示：经典力学的适应范围：低速、宏观物体的运动；量子力学的研究对象：高速、微观粒子的运动．
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尝试应用
解析：
经典力学不能适用于下列哪些运动( )
A．火箭的发射
B．宇宙飞船绕地球的运动
C．“勇气号”宇宙探测器的运动
D．微观粒子的波动性
D项是微观粒子的运动，经典力学不适用于微观物体的运动．
答案：
D
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题型1 经典力学的局限性
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例1 通过加速装置对电子施加一个很大的恒力，使电子从静止开始加速，对这一加速过程，下列说法正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
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C．电子开始做近似匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
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
解析：
电子在开始加速的阶段，速度很小，远低于光速，虽然它是微观粒子，但此时牛顿运动定律基本适用，可以认为被加速的初始阶段是匀加速直线运动．后来速度大了，质量也变大，牛顿运动定律不再适用．C正确．
答案：
C
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名师归纳：在知道经典力学的适用范围的情况下，比较容易处理这类选择题．需要说明的是，电子虽然是微观粒子，但在低速时，牛顿运动定律基本适用．正常情况下，微观粒子都处于高速运动状态，牛顿运动定律不适用．
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变式应用
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答案：
A
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“神舟七号”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
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答案：
A
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“神舟七号”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
