《2018-2019高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.6 經(jīng)典力學(xué)的局限性課件 新人教版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.6 經(jīng)典力學(xué)的局限性課件 新人教版必修2.ppt（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、6.經(jīng)典力學(xué)的局限性,一、從低速到高速,增大,無關(guān),不同的,,相對論,二、從宏觀到微觀 1.微觀世界: (1)電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性,同 時還具有波動性。 (2)微觀粒子的運動規(guī)律在很多情況下不能用_________ 來說明。_________能夠描述微觀粒子的運動規(guī)律。,經(jīng)典力學(xué),量子力學(xué),2.經(jīng)典力學(xué)的適用范圍: 只適用于_____運動,不適用于_____運動;只適用于 _____世界,不適用于_____世界。,低速,高速,宏觀,微觀,三、從弱引力到強引力 1.當(dāng)物體的運動速度遠小于光速時,相對論物理學(xué)與經(jīng) 典物理學(xué)的結(jié)論_________。 2.當(dāng)另一個重要常數(shù)即“普朗

2、克常量”可以忽略不計 時,量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論_________。 3.相對論和量子力學(xué)并_____否定經(jīng)典力學(xué),經(jīng)典力學(xué)是 二者在一定條件下的特殊情形。,沒有區(qū)別,沒有區(qū)別,沒有,【思考辨析】 (1)洲際導(dǎo)彈的速度有時可達到6 000 m/s,這一速度屬 于相對論中的高速。 ( ) (2)質(zhì)量是物體的固有屬性,任何時候都不會變。 ( ) (3)對于高速物體,它的質(zhì)量隨著速度的增加而變大。 ( ),(4)經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運動的物體,但適用于微觀世界。 ( ) (5)對于宏觀物體的低速運動問題,相對論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)是一致的。 ( ),提示:(1)。狹義

3、相對論的高速是可以與光速相比較的速度, 6 000 m/s的速度雖不小,但它遠遠小于光速,不屬于相對論中的高速。 (2)。經(jīng)典力學(xué)中,一個物體的質(zhì)量在任何時候都不變,但在相對論中,某物體的質(zhì)量在高速運動狀態(tài)下會發(fā)生改變。,(3)√。在狹義相對論中m= ,即物體的質(zhì)量隨 著速度的增加而變大。 (4)。經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運動的物體,也不適用 于微觀世界。,(5)√。經(jīng)典力學(xué)在描述宏觀物體的低速運動問題時非常成功,但對于微觀世界、高速運動問題就無能為力了。而相對論、量子力學(xué)作為更為嚴謹?shù)睦碚?在描述低速、宏觀運動問題上是一致的。,一 物體的質(zhì)量與速度的關(guān)系 【典例】(多選)對于公式m= ,下列

4、說法中正確的 是 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號38026055( ) A.式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量 B.當(dāng)物體的運動速度v>0時,物體的質(zhì)量m>m0,即物體的 質(zhì)量改變了,故經(jīng)典力學(xué)不再適用,C.當(dāng)物體以較小速度運動時,質(zhì)量變化十分微小,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速的速度運動時,質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動,而不適用于高速運動 D.通常由于物體的運動速度很小,故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺,在分析地球上物體的運動時,不必考慮質(zhì)量的變化,【正確解答】選C、D。公式中m0是物體的靜止質(zhì)量,m是物體以速度v運動時的質(zhì)量,選項A錯誤。由公式可知,只有當(dāng)v接近光速時,物體的質(zhì)量變化

5、才明顯,一般情況下物體的質(zhì)量變化十分微小,故經(jīng)典力學(xué)仍然適用,選項C、D正確,B錯誤。,【核心歸納】 1.低速與高速: (1)低速:通常所見物體的運動,如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體皆為低速運動物體。 (2)高速:有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近,這樣的速度稱為高速。,2.速度對質(zhì)量的影響: (1)在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)的改變而改變。,(2)愛因斯坦的狹義相對論指出,物體的質(zhì)量隨速度的 增大而增大,即m= ,其中m0是物體靜止時的質(zhì) 量,m是物體速度為v時的質(zhì)量,c是真空中的光速。在高 速運動時,質(zhì)量的測量結(jié)果是與運動狀態(tài)密切相關(guān)的。,【過

6、關(guān)訓(xùn)練】 通過一個加速裝置對電子施加很大的恒力,使電子從靜 止開始加速,則對這個加速過程,下列描述正確的是 ( ) A.根據(jù)牛頓第二定律,電子將不斷做勻加速直線運動 B.電子先做勻加速直線運動,后以光速做勻速直線運動,C.電子開始近似于做勻加速直線運動,后來質(zhì)量增大,牛頓運動定律不再適用 D.電子是微觀粒子,整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律解釋,【解析】選C。電子在加速裝置中由靜止開始加速,開始階段速度較低,遠低于光速,此時牛頓運動定律基本適用,可以認為在它被加速的最初階段,它做勻加速直線運動。隨著電子的速度越來越大,接近光速時,相對論效應(yīng)越來越大,質(zhì)量加大,它不再做勻加

7、速直線運動,牛頓運動定律不再適用,C正確,A、B、D錯誤。,【補償訓(xùn)練】 1.相對論告訴我們,物體運動時的質(zhì)量與其靜止時的 質(zhì)量相比 ( ) A.運動時的質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量大 B.運動時的質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量小 C.運動時的質(zhì)量與靜止時的質(zhì)量相等 D.是兩個不同的概念無法比較,【解析】選A。根據(jù)狹義相對論的質(zhì)速關(guān)系m= 知,物體運動時的質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量大,A對,B、C、D 錯。,2.下列說法正確的是 ( ) A.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量也不隨運動狀態(tài)而改變 B.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨運動速度的增加而減小,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的

8、增大而增大 C.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大 D.上述說法都是錯誤的,【解析】選C。在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,根據(jù)狹義相對論可知,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大,二者在速度遠小于光速時是統(tǒng)一的,故選項C正確。,3.如果一粒子的質(zhì)量為其靜止時的質(zhì)量的100倍,該粒子必須以多大的速率運動?(光速為c),【解析】根據(jù)質(zhì)量與速度的關(guān)系:m= 得v= 所以v= =0.999 95c。 答案:0.999 95c,4.為使電子的質(zhì)量增加到靜止質(zhì)量的兩倍,需要多大的速度?(光速c=3108 m/s),【解析】根據(jù)物體質(zhì)量與其速度的關(guān)系

9、得 解得電子運動的速度應(yīng)為v= ≈2.60108 m/s 答案:2.60108 m/s,二 經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子理論的比較 【典例】(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、狹義相對論和量子力學(xué),下列說法中正確的是 A.狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)是相互對立的兩種理論,B.在物體高速運動時,物體的運動規(guī)律服從狹義相對論理論,在低速運動時,物體的運動規(guī)律服從牛頓運動定律 C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運動,量子力學(xué)適用于微觀粒子的運動 D.不論是宏觀物體,還是微觀粒子,經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的,【正確解答】選B、C。相對論并沒有否定經(jīng)典力學(xué),而是認為經(jīng)典力學(xué)是相對論理論在一定條件下的特殊情形,A錯;經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀

10、物體的低速運動,對于微觀粒子的高速運動問題,經(jīng)典力學(xué)不再適用,但相對論、量子力學(xué)適用,選項B、C正確,D錯誤。,【核心歸納】 1.狹義相對論:經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動的物體;狹義相對論闡述物體在以接近光速運動時所遵循的規(guī)律。 2.量子力學(xué):經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀世界;量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運動規(guī)律。,3.廣義相對論:經(jīng)典力學(xué)在弱引力的情況下與實驗結(jié)果符合得很好;愛因斯坦的廣義相對論能夠解釋強引力情況下的作用規(guī)律。,【過關(guān)訓(xùn)練】 下列說法中正確的是 ( ) A.經(jīng)典力學(xué)適用于任何情況下的任何物體 B.狹義相對論否定了經(jīng)典力學(xué) C.量子力學(xué)能夠描述微觀粒子運動的規(guī)律性 D.萬有引力定律也適用于強

11、相互作用力,【解析】選C。經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力的情況,故A項是錯誤的;相對論與量子力學(xué)的出現(xiàn),可以補充經(jīng)典力學(xué)的不足,但不能替代經(jīng)典力學(xué)的地位,選項B錯誤;量子力學(xué)正確描述了微觀粒子運動的規(guī)律性,故C項是正確的;萬有引力定律只適用于弱相互作用力,而對于強相互作用力是不適用的,故D項是錯誤的。,【拓展例題】考查內(nèi)容:光速不變原理的理解 【典例】科學(xué)家預(yù)言,在遙遠的將來,離子推進發(fā)動機驅(qū)動的宇宙飛船很可能會用于宇宙航行,這種飛船能以接近光速飛行。設(shè)想在以0.9c飛行的飛船上打開一個光源,則下列說法正確的是 ( ) A.飛船正前方的觀察者看到的光速為1.9c,B.飛船正后方的觀察者看到的光速為0.1c C.在垂直飛船前進方向上的觀察者看到的光速是 D.在任何地方的觀察者看到的光速都是c,【正確解答】選D。根據(jù)光速不變原理知,在任何慣性系中測得的真空中的光速都相同,都為c,故D正確。,