人教版必修2第六章第六节经典力学的局限性课件（20张）
文档属性
| 名称 | 人教版必修2第六章第六节经典力学的局限性课件（20张） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 124.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-03-19 08:40:46 | ||
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文档简介
课件20张PPT。6 经典力学的局限性 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．了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用，知道物理学改变人类世界观的作用．教学目标【重点】
牛顿运动定律的适用范围．
【难点】
高速运动的物体，速度和质量之间的关系．重点难点 本节的教学可结合物理学的发展，让学生明确牛顿运动定律并非普遍适用，我们所学到的力学知识只是经典力学的一部分，再通过介绍现代科学技术的发展，了解物理学的发展前景是非常广阔的．教学建议 【导入一】
师：自从17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发晨，如：在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就．经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如，从地面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、飞机等各种交通工具；从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……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，像一切科学一样，它没新课导入也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学理论一样，是一部”未完成的交响曲”．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．
【导入二】
假如你驾驶一辆时速为100 km/h的越野车，一位乘客以相对你10 km/h的速度用弹弓射击前面的岩石，那么弹珠的实际速度就应该是110 km/h.新课导入可是，如果打开前车灯，按照常识，光速是1.079 145×109 km/h，加上车的运动速度，光的实际速度应该大于1.079 145×109 km/h，可实际测量光速还是1.079 145×109 km/h，为什么同样的参考系光和实际物体得到的结果不同呢？学了本节内容后，你便知道其原因了. 新课导入从低速到高速知识必备知识点一光速增大低速高速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___________可以准确地预测质点在某时刻的位置．
2．微观粒子的运动特点
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__________．
3．经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界．从宏观世界到微观世界知识必备知识点二牛顿力学波动性1．经典力学与行星轨道的矛盾
按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，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______________的计算结果吻合得很好．
2．经典力学只适用于弱引力，而不适用于____________．从弱引力到强引力知识必备知识点三广义相对论强引力学习互动对质量和速度关系的理解考点一静止运动光速例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.问电子的质量是增大了还是减小了？改变了百分之几？学习互动[答案]增大了 0.02%学习互动[点评] 在这种情况下，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)，所以经典力学对于宏观物体的动力学问题是适用的．经典力学具有局限性并不是说经典力学没有意义——在宏观世界做低速运动的物体，经典力学的规律是十分有效的．[想一想] 经典力学和相对论两个理论矛盾吗？
[要点总结]
经典力学与相对论、量子理论的关系
1．两种理论是历史发展的不同产物．
我们对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，不断深入和完善的，所以理论的完善也需要一个过程，在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力学和相对论、量子力学两套物理学理论．经典力学理论不可能穷尽一切真理，必有其局限性，现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子理论的特例．学习互动对经典力学局限性的认识考点二学习互动2．两种理论的适用范围不同．
经典力学理论适用于弱引力作用下，低速运动的宏观物体．而它在强引力作用下，或高速运动或微观世界不适用．近期建立的相对论原理及量子力学是一种全新的时空与引力理论，它并没有否定经典力学理论，而是在经典力学基础上加以完善，适用范围更广、更全面．学习互动例2 (多选)二十世纪以来，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[答案] BCD[解析] 人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，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．学习互动[点评] 人们认识发现自然规律都要经过一个曲折的过程，新的理论的出现并不一定是对已知理论的全盘否定，如经典力学是狭义相对论力学在低速、宏观情况下的近似．自我检测1．(对质量和速度关系的理解)通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速．对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动
C．电子开始先近似于做匀加速运动，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[答案] C[解析] 电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较小，远小于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在被加速的最初阶段，它做匀加速运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．故正确答案为C.自我检测2．(对经典力学局限性的认识)经典力学不能适用于下列哪种运动的研究( )
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．以0.99倍光速运行的电子束[答案] D[解析] 经典力学在低速运动的广阔领域(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，但在高速领域不再适用．自我检测3．(对经典力学局限性的认识)下列说法正确的是( )
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．狭义相对论和经典力学是完全不同、相互矛盾的两个理论
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运动定律
D．上述说法都是错误的[答案] C[解析] 狭义相对论与经典力学两者并不矛盾，经典力学规律是相对论在低速时的特例，所以只有选项C正确．
2．初步了解微观和高速世界中的奇妙现象．
3．了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用，知道物理学改变人类世界观的作用．教学目标【重点】
牛顿运动定律的适用范围．
【难点】
高速运动的物体，速度和质量之间的关系．重点难点 本节的教学可结合物理学的发展，让学生明确牛顿运动定律并非普遍适用，我们所学到的力学知识只是经典力学的一部分，再通过介绍现代科学技术的发展，了解物理学的发展前景是非常广阔的．教学建议 【导入一】
师：自从17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发晨，如：在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就．经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如，从地面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、飞机等各种交通工具；从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……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，像一切科学一样，它没新课导入也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学理论一样，是一部”未完成的交响曲”．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．
【导入二】
假如你驾驶一辆时速为100 km/h的越野车，一位乘客以相对你10 km/h的速度用弹弓射击前面的岩石，那么弹珠的实际速度就应该是110 km/h.新课导入可是，如果打开前车灯，按照常识，光速是1.079 145×109 km/h，加上车的运动速度，光的实际速度应该大于1.079 145×109 km/h，可实际测量光速还是1.079 145×109 km/h，为什么同样的参考系光和实际物体得到的结果不同呢？学了本节内容后，你便知道其原因了. 新课导入从低速到高速知识必备知识点一光速增大低速高速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___________可以准确地预测质点在某时刻的位置．
2．微观粒子的运动特点
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__________．
3．经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界．从宏观世界到微观世界知识必备知识点二牛顿力学波动性1．经典力学与行星轨道的矛盾
按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，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______________的计算结果吻合得很好．
2．经典力学只适用于弱引力，而不适用于____________．从弱引力到强引力知识必备知识点三广义相对论强引力学习互动对质量和速度关系的理解考点一静止运动光速例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.问电子的质量是增大了还是减小了？改变了百分之几？学习互动[答案]增大了 0.02%学习互动[点评] 在这种情况下，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)，所以经典力学对于宏观物体的动力学问题是适用的．经典力学具有局限性并不是说经典力学没有意义——在宏观世界做低速运动的物体，经典力学的规律是十分有效的．[想一想] 经典力学和相对论两个理论矛盾吗？
[要点总结]
经典力学与相对论、量子理论的关系
1．两种理论是历史发展的不同产物．
我们对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，不断深入和完善的，所以理论的完善也需要一个过程，在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力学和相对论、量子力学两套物理学理论．经典力学理论不可能穷尽一切真理，必有其局限性，现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子理论的特例．学习互动对经典力学局限性的认识考点二学习互动2．两种理论的适用范围不同．
经典力学理论适用于弱引力作用下，低速运动的宏观物体．而它在强引力作用下，或高速运动或微观世界不适用．近期建立的相对论原理及量子力学是一种全新的时空与引力理论，它并没有否定经典力学理论，而是在经典力学基础上加以完善，适用范围更广、更全面．学习互动例2 (多选)二十世纪以来，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[答案] BCD[解析] 人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，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．学习互动[点评] 人们认识发现自然规律都要经过一个曲折的过程，新的理论的出现并不一定是对已知理论的全盘否定，如经典力学是狭义相对论力学在低速、宏观情况下的近似．自我检测1．(对质量和速度关系的理解)通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速．对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动
C．电子开始先近似于做匀加速运动，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[答案] C[解析] 电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较小，远小于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在被加速的最初阶段，它做匀加速运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．故正确答案为C.自我检测2．(对经典力学局限性的认识)经典力学不能适用于下列哪种运动的研究( )
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．以0.99倍光速运行的电子束[答案] D[解析] 经典力学在低速运动的广阔领域(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，但在高速领域不再适用．自我检测3．(对经典力学局限性的认识)下列说法正确的是( )
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．狭义相对论和经典力学是完全不同、相互矛盾的两个理论
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运动定律
D．上述说法都是错误的[答案] C[解析] 狭义相对论与经典力学两者并不矛盾，经典力学规律是相对论在低速时的特例，所以只有选项C正确．