人教版高一物理必修2第六章万有引力与航天第六节经典力学的局限性学案（无答案）.docVIP

PAGE 共 NUMPAGES 4页第 PAGE 1页 必修2 第六章 万有引力与航天 第六节 经典力学的局限性 年级： 班级： 学号： 姓名： 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.3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象.4.知道相对论、量子力学和经典力学的关系. 学习重难点：认识经典力学的局限性和适用范围. 学习过程： 【自主学习】： 一、从低速到高速 1.经典力学的基础是 ，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 的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就. 2.狭义相对论阐述的是物体以接近光的速度运动时所遵从的规律. 3.在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即m＝eq \f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，两者在 的条件下是统一的. 4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中测量结果 . 二、从宏观到微观 1.电子、质子、中子等微观粒子不仅具有 ，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，不适用于微观世界. 三、从弱引力到强引力 1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿的引力理论 . 【新知探究】 一、从低速到高速 [导学探究] 1.地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s，设在美国伊利诺斯州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987倍光速的速度，请思考： (1)地球的公转速度在狭义相对论中属于低速还是高速？被加速器加速后的电子的速度呢？ (2)加速后电子的质量比电子的静止质量增大了还是减小了？ 例1　一个原来静止的电子，经电场加速后速度为v＝6×106 m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？ 例2　根据爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝eq \f(m0,\r(1－\f(v2,c2))) .请讨论： (1)如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？为什么？ (2)光有静止质量吗？如果有，情况将会怎样？ 二、从宏观到微观 [导学探究] 1.粒子对撞机可以把质子加速到接近于光速.如图1，经典力学是否适用于质子束的运动规律？如何研究质子束的运动规律？ 图1 2.如图2所示，“黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体.它的密度极大，对周围的物质(包括光)有极强的吸引力，在研究“黑洞”时，经典力学还适用吗？如何研究“黑洞”问题？ 图2 [知识深化]　经典力学与相对论、量子理论的比较 1.区别 狭义相对论 经典力学适用于低速运动的物体；狭义相对论阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律 量子力学 经典力学适用于宏观世界；量子力学能够正确描述微观粒子的运动规律 广义相对论 经典力学在弱引力的情况下与实验结果符合得很好；爱因斯坦的广义相对论能够解释强引力情况下的作用规律 2.联系 (1)当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别. (2)当另一个重要常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别. (3)相对论和量子力学并没有否定经典力学，经典力学是二者在一定条件下的特殊情形. 例3　关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是(　　) 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.经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例 C.经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动 D.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 例4　(多选)爱因斯坦的引力理论成就表现在(　　) A.预言和发现了冥王星和海王星 B.水星近日点旋进存在每百年43″的附加值 C.光线在经过大质量星体附近时会发生偏转现象 D.天体间的引力与半径的平方成反比 【练习拓展】 1.(经典力学的适用范围)以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是(　　) A.低速宏观弱引力下的运动问题 B.高速微观弱引力下的运动问题 C.低速微观强引力下的运动问题 D.高速宏观强引力下的运动问题 2.(经典力学、量