2020高中物理 第六章 万有引力与航天 6 经典力学的局限性学案 新人教.pdfVIP

2020高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性学案新人教--第1页

//

6经典力学的局限性

[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.了解相对论、量子力学和经典力学的关系.

一、从低速到高速

1.经典力学的基础是牛顿运动定律.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.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，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝

m

0，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.

v2

1－

c2

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不同.

二、从宏观到微观

1.电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，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，而量子力学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：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，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，牛顿的引力理论不

再适用.

判断下列说法的正误.

(1)洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速.(×)

(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.(×)

(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增大而增大.(√)

(4)对于宏观物体的低速运动问题，相对论、量子力学与经典力学是一致的.(√)

(5)光线经过任何物体附近时都是沿直线传播的.(×)

一、从低速到高速

精品

2020高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性学案新人教--第1页

2020高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性学案新人教--第2页

//

4

1.地球绕太阳公转的速度是3×10m/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

0.999999999987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？

答案(1)地球公转速度属于低速，被加速器加速后的电子的速度属于高速.

(2)加速后电子的质量比电子的静止质量增大了.

2.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量结果在不同的参考系中有何区别？

答案在经典力学中，同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过程

的位移和时间的测量结果在不同参考系中是不同的.

1.低速与高速

(1)低速：通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体皆为低速运动物

体.

(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速.

2.速度对质量的影响

(1)在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变.

m

m0m

(2)爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即＝，其中是物体静止时的质