6.6 经典力学的局限性 学案全集（人教必修2）
文档属性
| 名称 | 6.6 经典力学的局限性 学案全集（人教必修2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 16.9KB | ||
| 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 | 2012-03-19 14:40:54 | ||
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文档简介
6．6 经典力学的局限性
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请同学们阅读课文，并考虑下列问题：
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？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”？
精讲精练
知识点1 对经典力学和相对论关系的理解
[例1] 关于经典力学和相对论，下列说法正确的是 ( )
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，两者没有联系
D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
知识点2 牛顿力学的适用范围
[例2] 牛顿运动定律的适用范围是什么？在牛顿运动定律不再适用的范围，又产生了哪些新的理论？
教材补充
飞船七日，世上千年
“洞中方七日，世上几千年”这是两句古诗，如果把诗中的“洞”看作是高速飞行飞船，那么，这两句古诗中描述的现象就与现代物理不谋而合了。
在相对论物理学的教科书中，通常都会描写一个使人难以理解的故事：一对年轻的兄弟，哥哥乘坐一艘接近光速运动的宇宙飞船，从地球出发，在太空邀游一圈之后返回。使人瞠目结舌的怪事发生了：他的弟弟已是两鬓斑白、皱纹满面的古稀老人，而他自己却还是一个十七、八岁的英俊青年。
这当然是一个幻想故事，因为我们现在的运载工具的速度比光速小得多，即使是飞行最快的宇宙探测器，也只有每秒几十公里的速度，远不及光速的每秒30万公里。
但是，在基本粒子世界，这已不是幻想了，而是由实验观测到的事实。根据相对论观点，运动粒子的寿命(△τ)要比该粒子静止时的寿命(τ)长，两者的关系是：，
其中v表示粒子运动速度，c为光速。
对于一个速度较小的粒子，由于≈1，这种效应极其微小，我们根本观测不到，因此，在日常生活中我们并没有感觉到这种效应的存在。但对基本粒子世界就不一样了。由于基本粒子的速度极大，可以非常接近光速，因此，这种时间效应也就极为明显了。例如，实验测定静止μ子的平均寿命为2.197×lO-6 s，因此，即使它以光速运动，也只能跑过660 m，可是在实际观察中，它跑得比这一路程远得多，假设μ子以0.996 6(的速度运动，则：。
即以这一速度运动的μ子,其寿命比原来长了12.14倍。这样，μ子跑得比660 m远得多也就不难理解了。
当然，基本粒子的这种寿命延长，是否也适应于生物，这还需要科学家们做出极为艰苦的探索。
学海泛舟
1．以下说法中正确的是 ( )
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．经典力学理论具有一定的局限性
C．经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变
D．相对论与量子力学的理论否定了经典力学理论
2．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
D．微观粒子的波动性
3．关于经典力学和量子力学，下列说法正确地是 （ ）
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．以上说法都是错误的
4．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
1．对于经典力学理论，下列说法中正确地是 （ ）
A．经典力学是物理学和天文学的基础，也是现代工程技术的理论基础
B．经典力学的理论体系是经过几代科学家长期的探索，历经曲折才建立起来的
C．经典力学具有丰富的理论成果，也建立了实证科学的方法体系
D．当物体运动速度很大（v趋近于光速c）、引力很强、活动空间很小（微观）时，经典力学理论所得的结果与实际结果之间出现了较大的偏差
2、以下说法正确地是 （ ）
A．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义的相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变
B．在经典力学中，物体的质量随物体运动速度增大而减小，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，物体的质量随物体速度的增大而增大
D．以上说法都是错误的
3．下列说法中，正确的是 （ ）
A．经典力学选用于任何情况下的任何运动
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
4．19世纪末到20世纪以来，物理学的研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，它们不仅具有粒子性，还具有波动性，它们的运动规律不能用 来解释。而 能够正确描述微观粒子的运动规律。
6．6 经典力学的局限性
精讲精练
[例1] [思路分析] 当物体运动速度与真空中的光速比较很小时，物体也有相对论效应，但这个影响非常小，可以忽略。此时物体的运动所遵循的规律就是经典力学的规律。当物体以高速(和光速相比)运动时，相对论效应就不能忽略了，经典力学的规律将不再适用，这说明经典力学和相对论的适用范围有所不同，但两种学说并不矛盾。
答案：D
点评：相对论和量子力学的提出深刻揭示了经典力学的局限性，它们的适用范围是不相同的。
[例2] [思路分析] 牛顿运动定律的适用范围：适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用微观世界；只适用于弱引力作用，不适用于强引力作用。
在牛顿运动定律不再适用的范围，又产生了新的理论：狭义相对论研究高速运动的物体；量子力学研究微观领域；广义相对论研究强引力作用。
课内训练
1．BC
2．D
3．C
4．BC
课外探究
1．BCD
2．D
3．C
4．经典力学 量子力学
课 内 训 练
课 外 探 究
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请同学们阅读课文，并考虑下列问题：
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？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”？
精讲精练
知识点1 对经典力学和相对论关系的理解
[例1] 关于经典力学和相对论，下列说法正确的是 ( )
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，两者没有联系
D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
知识点2 牛顿力学的适用范围
[例2] 牛顿运动定律的适用范围是什么？在牛顿运动定律不再适用的范围，又产生了哪些新的理论？
教材补充
飞船七日，世上千年
“洞中方七日，世上几千年”这是两句古诗，如果把诗中的“洞”看作是高速飞行飞船，那么，这两句古诗中描述的现象就与现代物理不谋而合了。
在相对论物理学的教科书中，通常都会描写一个使人难以理解的故事：一对年轻的兄弟，哥哥乘坐一艘接近光速运动的宇宙飞船，从地球出发，在太空邀游一圈之后返回。使人瞠目结舌的怪事发生了：他的弟弟已是两鬓斑白、皱纹满面的古稀老人，而他自己却还是一个十七、八岁的英俊青年。
这当然是一个幻想故事，因为我们现在的运载工具的速度比光速小得多，即使是飞行最快的宇宙探测器，也只有每秒几十公里的速度，远不及光速的每秒30万公里。
但是，在基本粒子世界，这已不是幻想了，而是由实验观测到的事实。根据相对论观点，运动粒子的寿命(△τ)要比该粒子静止时的寿命(τ)长，两者的关系是：，
其中v表示粒子运动速度，c为光速。
对于一个速度较小的粒子，由于≈1，这种效应极其微小，我们根本观测不到，因此，在日常生活中我们并没有感觉到这种效应的存在。但对基本粒子世界就不一样了。由于基本粒子的速度极大，可以非常接近光速，因此，这种时间效应也就极为明显了。例如，实验测定静止μ子的平均寿命为2.197×lO-6 s，因此，即使它以光速运动，也只能跑过660 m，可是在实际观察中，它跑得比这一路程远得多，假设μ子以0.996 6(的速度运动，则：。
即以这一速度运动的μ子,其寿命比原来长了12.14倍。这样，μ子跑得比660 m远得多也就不难理解了。
当然，基本粒子的这种寿命延长，是否也适应于生物，这还需要科学家们做出极为艰苦的探索。
学海泛舟
1．以下说法中正确的是 ( )
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．经典力学理论具有一定的局限性
C．经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变
D．相对论与量子力学的理论否定了经典力学理论
2．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
D．微观粒子的波动性
3．关于经典力学和量子力学，下列说法正确地是 （ ）
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．以上说法都是错误的
4．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
1．对于经典力学理论，下列说法中正确地是 （ ）
A．经典力学是物理学和天文学的基础，也是现代工程技术的理论基础
B．经典力学的理论体系是经过几代科学家长期的探索，历经曲折才建立起来的
C．经典力学具有丰富的理论成果，也建立了实证科学的方法体系
D．当物体运动速度很大（v趋近于光速c）、引力很强、活动空间很小（微观）时，经典力学理论所得的结果与实际结果之间出现了较大的偏差
2、以下说法正确地是 （ ）
A．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义的相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变
B．在经典力学中，物体的质量随物体运动速度增大而减小，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，物体的质量随物体速度的增大而增大
D．以上说法都是错误的
3．下列说法中，正确的是 （ ）
A．经典力学选用于任何情况下的任何运动
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
4．19世纪末到20世纪以来，物理学的研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，它们不仅具有粒子性，还具有波动性，它们的运动规律不能用 来解释。而 能够正确描述微观粒子的运动规律。
6．6 经典力学的局限性
精讲精练
[例1] [思路分析] 当物体运动速度与真空中的光速比较很小时，物体也有相对论效应，但这个影响非常小，可以忽略。此时物体的运动所遵循的规律就是经典力学的规律。当物体以高速(和光速相比)运动时，相对论效应就不能忽略了，经典力学的规律将不再适用，这说明经典力学和相对论的适用范围有所不同，但两种学说并不矛盾。
答案：D
点评：相对论和量子力学的提出深刻揭示了经典力学的局限性，它们的适用范围是不相同的。
[例2] [思路分析] 牛顿运动定律的适用范围：适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用微观世界；只适用于弱引力作用，不适用于强引力作用。
在牛顿运动定律不再适用的范围，又产生了新的理论：狭义相对论研究高速运动的物体；量子力学研究微观领域；广义相对论研究强引力作用。
课内训练
1．BC
2．D
3．C
4．BC
课外探究
1．BCD
2．D
3．C
4．经典力学 量子力学
课 内 训 练
课 外 探 究