《2018-2019高中物理 第六章 萬(wàn)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(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第六章 萬(wàn)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(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b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(wú)關(guān),不同的,,相對(duì)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(shí)還具有波動(dòng)性。 (2)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在很多情況下不能用_________ 來(lái)說(shuō)明。_________能夠描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),不適用于_____運(yùn)動(dòng);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(qiáng)引力 1.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí),相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng) 典物理學(xué)的結(jié)論_________。 2.當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗

2、克常量”可以忽略不計(jì) 時(shí),量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論_________。 3.相對(duì)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(méi)有區(qū)別,沒(méi)有區(qū)別,沒(méi)有,【思考辨析】 (1)洲際導(dǎo)彈的速度有時(shí)可達(dá)到6 000 m/s,這一速度屬 于相對(duì)論中的高速。 ( ) (2)質(zhì)量是物體的固有屬性,任何時(shí)候都不會(huì)變。 ( ) (3)對(duì)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(yùn)動(dòng)的物體,但適用于微觀世界。 ( ) (5)對(duì)于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,相對(duì)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(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速,不屬于相對(duì)論中的高速。 (2)。經(jīng)典力學(xué)中,一個(gè)物體的質(zhì)量在任何時(shí)候都不變,但在相對(duì)論中,某物體的質(zhì)量在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下會(huì)發(fā)生改變。,(3)√。在狹義相對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)非常成功,但對(duì)于微觀世界、高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題就無(wú)能為力了。而相對(duì)論、量子力學(xué)作為更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚?在描述低速、宏觀運(yùn)動(dòng)問(wèn)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(duì)于公式m= ,下列

4、說(shuō)法中正確的 是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)38026055( ) A.式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 B.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度v>0時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng),而不適用于高速運(yùn)動(dòng) D.通常由于物體的運(yùn)動(dòng)速度很小,故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺(jué),在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由公式可知,只有當(dāng)v接近光速時(shí),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(xiàng)C、D正確,B錯(cuò)誤。,【核心歸納】 1.低速與高速: (1)低速:通常所見(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)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(duì)質(zhì)量的影響: (1)在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變。,(2)愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)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(shí)的質(zhì) 量,m是物體速度為v時(shí)的質(zhì)量,c是真空中的光速。在高 速運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果是與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)的。,【過(guò)

6、關(guān)訓(xùn)練】 通過(guò)一個(gè)加速裝置對(duì)電子施加很大的恒力,使電子從靜 止開始加速,則對(duì)這個(gè)加速過(guò)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(yùn)動(dòng) B.電子先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后以光速做勻速直線運(yùn)動(dòng),C.電子開始近似于做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后來(lái)質(zhì)量增大,牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用 D.電子是微觀粒子,整個(gè)加速過(guò)程根本就不能用牛頓運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)低于光速,此時(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律基本適用,可以認(rèn)為在它被加速的最初階段,它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。隨著電子的速度越來(lái)越大,接近光速時(shí),相對(duì)論效應(yīng)越來(lái)越大,質(zhì)量加大,它不再做勻加

7、速直線運(yùn)動(dòng),牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.相對(duì)論告訴我們,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與其靜止時(shí)的 質(zhì)量相比 ( ) A.運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量大 B.運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量小 C.運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與靜止時(shí)的質(zhì)量相等 D.是兩個(gè)不同的概念無(wú)法比較,【解析】選A。根據(jù)狹義相對(duì)論的質(zhì)速關(guān)系m= 知,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量大,A對(duì),B、C、D 錯(cuò)。,2.下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變,在狹義相對(duì)論中,物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變 B.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)速度的增加而減小,在狹義相對(duì)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(duì)論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大 D.上述說(shuō)法都是錯(cuò)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(duì)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(yuǎn)小于光速時(shí)是統(tǒng)一的,故選項(xiàng)C正確。,3.如果一粒子的質(zhì)量為其靜止時(shí)的質(zhì)量的100倍,該粒子必須以多大的速率運(yùn)動(dòng)?(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(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)論和量子力學(xué),下列說(shuō)法中正確的是 A.狹義相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)是相互對(duì)立的兩種理論,B.在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從狹義相對(duì)論理論,在低速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從牛頓運(yùn)動(dòng)定律 C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng),量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) 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(duì)論并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué),而是認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論理論在一定條件下的特殊情形,A錯(cuò);經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀

10、物體的低速運(yùn)動(dòng),對(duì)于微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,經(jīng)典力學(xué)不再適用,但相對(duì)論、量子力學(xué)適用,選項(xiàng)B、C正確,D錯(cuò)誤。,【核心歸納】 1.狹義相對(duì)論:經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體;狹義相對(duì)論闡述物體在以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。,3.廣義相對(duì)論:經(jīng)典力學(xué)在弱引力的情況下與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好;愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論能夠解釋強(qiáng)引力情況下的作用規(guī)律。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 下列說(shuō)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(duì)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(yùn)動(dòng)的規(guī)律性 D.萬(wàn)有引力定律也適用于強(qiáng)

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(xiàng)是錯(cuò)誤的;相對(duì)論與量子力學(xué)的出現(xiàn),可以補(bǔ)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(xiàng)B錯(cuò)誤;量子力學(xué)正確描述了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性,故C項(xiàng)是正確的;萬(wàn)有引力定律只適用于弱相互作用力,而對(duì)于強(qiáng)相互作用力是不適用的,故D項(xiàng)是錯(cuò)誤的。,【拓展例題】考查內(nèi)容:光速不變?cè)淼睦斫?【典例】科學(xué)家預(yù)言,在遙遠(yuǎn)的將來(lái),離子推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的宇宙飛船很可能會(huì)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(gè)光源,則下列說(shuō)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(jìn)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?cè)碇?在任何慣性系中測(cè)得的真空中的光速都相同,都為c,故D正確。,