《（沪科版）高中物理 6.1经典力学的巨大成就和局限性》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（沪科版）高中物理 6.1经典力学的巨大成就和局限性》ppt课件（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 6章 典力学的巨大成就和局限性情境导入 课程目标 1 . 了解经典力学的发展历程 , 知道经典力学发展历程中有哪些物理学家作出了突出贡献。 2 . 了解经典力学所取得的伟大成就及其对当时自然科 学、社会发展的影响。 3 . 认识经典力学的局限性和适用范围。 一 二 三 四一、一座永垂不朽的纪念碑 1 . 自然哲学的数学原理的产生 英国科学家 牛顿 的代表作 , 出版于 1 687 年。 2 . 自然哲学的数学原理介绍 全书共分两个部分。第一部分是 “ 定义和注释 ” 、 “ 运动的基本原理 ” 。第二部分是定律的应用 , 其内容包括 : 万有引力定律和行星运动 ; 流体力学的开创性研究 ;
2、 天体力学和宇宙系统的开拓性研究 ( 行星的运动、卫星的运动、地面上的落体运动、抛体运动、彗星轨道、岁差以及潮汐现象等 ) 。 全书贯穿了牛顿和莱布尼兹分别独立发明的数学方 法 微积分。它在科学史上占有非常重要的地位 , 因为它标志着 经典力学 的建立。 一 二 三 四二、经典力学的巨大成就 1 . 把 天体 运动与 地上 物体的运动统一起来了。 2 . 由经典力学为基础发展起来了天体力学、材料力学。 3 . 力学与热学结合引发了 第一次 工业革命。 4 . 经典力学是航天的理论基础。 一 二 三 四三、经典力学方法论的意义 经典力学的研究方法以伽利略和牛顿最为典型。 伽利略 : 理想实验法。
3、 牛顿 : 归纳 演绎法 , 建立理论体系。 一 二 三 四四、经典力学的局限性 1 . 经典力学对时间和空间的认识 ( 1 ) 把一切自然现象都归结为 机械决定论 。 ( 2 ) 把 时间 、 空间 割裂开来 , 认为它们与物质运动无关。 2 . 经典力学的适用范围 ( 1 ) 只适用于 低速 运动 , 不适用于 高速 运动。 ( 2 ) 只适用于 宏观 世界 , 不适用于 微观 世界。 ( 3 ) 只适用于弱引力环境 , 不适用于强引力环境。 思考 经典力学的规律和观点在微观与高速领域不能适用 , 是否说明经典力学是错误的 , 毫无价值的 ? 提示 : 不是。经典力学有其局限性。但在宏观低
4、速中还存在着广泛应用。 探究点一 探究点二探究一经典力学的成就 问题导引试阐述经典力学对科技和社会的影响。 提示 : 经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会进步具有深远影响 : 一 是科学的研究方法推广应用到物理学的各个分支学科上 , 对经典物理学的建立意义重大 ; 二是经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科 , 促进了自然科学的进一步发展 ; 三是经典力学在科学技术中有广泛的应用 , 促进了社会文明的发展。 探究点一 探究点二名师精讲1 . 经典力学 经典力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学 , 有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系。 2 . 经典力学的伟大成就
5、自从 17 世纪以来 , 以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展 , 取得了巨大的成就。经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用。经典力学和天 文学相结合 , 建立了天体力学 ; 经典力学和工程实际相结合 , 建立了各种应用力学 , 如水力学、材料力学、结构力学等。从行星的运动到地面上各种物体的运动 ; 从大气的流动到地壳的变动 ; 从设计各种机械到拦河筑坝、修建桥梁和高楼大厦 ; 从人力车、马车的运动到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动 ; 从抛出石块到发射导弹、人造卫星和航天飞机 所有这些关于宏观物体的运动问题 , 都服从经典力学的规律。 探究点一 探究点二3 . 经典力学的建立首次明
6、确了一切自然科学理论应有的基本特征 , 这标志着近代理论自然科学的诞生 , 也成为其他各门自然科学的典范。牛顿运用归纳与演 绎、综合与分析的方法极其明晰地得出了完善的力学体系 , 被后人称为科学美的典范 , 显示出物理学家在研究物理时 , 都倾向于选择和谐与自治的体系 , 追求最简洁、最理想的形式。但是 , 牛顿运动定律和一切物理定律一样 , 也有它的适用范围。 探究点一 探究点二【例题 1 】 下列说法正确的是 ( ) A . 牛顿运动定律就是经典力学 B. 经典力学的基础是牛顿运动定律 C. 牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题 D. 经典力学可以解决自然界中的所有问题 解析 : 经典力
7、学并不等于牛顿运动定律 , 牛顿运动定律只是经典力学的基础 ; 经典力学并非万能 , 也有其适用范围 , 并不能解 决自然界中的所有问题 ,没有哪个理论可以解决自然界中的所有问题。因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系 , 明确经典力学的适用范围才能正确解答此类问题。 答案 : B 题后反思 经典力学适用于处理宏观低速的物体。 探究点一 探究点二探究二经典力学的局限性 问题导引 19 世纪末和 20 世纪初 , 物理学研究深入到微观世界 , 发现了电子、质子、中子等微观粒子 , 而且发现它们不仅具有粒子性 , 同时还具有波动性 , 它们的运动规律能完全用经典力学来解释吗 ? 提示 : 不
8、能。 探究点一 探究点二名师精讲1 . 从低速到高速 当物体运动速度远小于真空 中光速时 , 经典力学处理这些运动完全适用 , 物体的质量不随运动状态改变。而根据狭义相对论的观点 , 质量要随着物体运动速度的增大而增大。若物体的速度接近光速 , 物体的质量增大比较显著 , 不能忽略 , 经典力学不再适用。 2 . 由宏观到微观 19 世纪末和 20 世纪初 , 物理学研究深入到微观世界 , 发现了电子、质子、中子等微观粒子 , 而且发现它们不仅具有粒子性 , 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。这说明经典力学一般不适用于微观粒子。 探究点一 探究点二 【例题
9、2 】 对于经典力学理论 , 下述说法中正确的是 ( ) A . 由于相对论、量 子论的提出 , 经典力学已经失去了它的意义 B. 经典力学在今天广泛应用 , 它的正确性无可怀疑 , 仍是普遍适用的 C. 经典力学在历史上起了巨大的作用 , 随着物理学的发展而逐渐过时 ,成为一种古老的理论 D. 经典力学在宏观低速运动中 , 引力不太大时适用 点拨 : 解答本题要知道 : 经典力学尽管在历史上发挥着重大作用 , 但它仍具有自身局限性和适用范围。 探究点一 探究点二 解析 : 经典力学和其他任何理论一样 , 有其自身的局限性和适用范围 , 但对于低速宏观物体的运动 , 经典力学仍然适用 , 并仍
10、将在它适用范围内大放异彩 , 所以 D 正确。 答案 : D 题后反思 经典力学与相对 论、量子力学并不矛盾 , 相对论、量子力学也没有否定经典力学。经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观、弱引力作用条件下的特殊情况。 1 2 3 4 51 . 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 解析 : 经典力学适用于宏观、低速、弱引力等区域 , 故 A 、 B 、 C 都适用 , 而研究微观粒子的波动性时经典力学不再适用。 答案 : D 1 2 3 4 52 . 17 世纪末 , 采用归纳与演绎、
11、综合与分析的方法 , 建立了完整的经典力学体系 , 使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是 ( ) A . 牛顿 B. 开普勒 C. 笛卡儿 D. 伽利略 解析 : 牛顿是经典力学理论体系的建立者 , 牛顿定律是经典力学的基础。 答案 : A 1 2 3 4 53 . 关于经典力学的局限性 , 下列说法正确的是 ( ) A . 经典力学适用于宏观低速运动的物体 B. 由于经典力学有局限性 , 所以一般力学问题都用相对论力学来解决 C. 火车提速后 , 有关速度问题不能用经典力学来处理 D. 经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体 解析 : 经典力学适用于宏观、低速的物体 , A 项
12、正确 ; 经典力学虽然有局限性 ,但对于宏观、低速的力学问题可 以应用力学的规律求解 , B 项错误 ; 火车提速后 , 火车的速度相对于光速而言仍属于低速运动 , 可以用经典力学来处理 , C 项错误 ; 并非体积很大的物体才能看成宏观物体 , D 项错误。 答案 : A 1 2 3 4 54 . ( 多选 ) 下列说法中正确的是 ( ) A . 经典力学是以牛顿的三大定律为基础的 B. 经典力学在任何情况下都适用 C. 当物体的速度接近光速时 , 经典力学就不适用了 D. 相对论和量子力学的出现 , 使经典力学失去了意义 解析 : 牛顿运动定律是经典力学的基础 , A 正确。经典力学只适用
13、于低速宏观的物体 , B 错误 , C 正确。相对论和量子力学的出现 , 并没有否定经 典力学 ,只是说经典力学有一定的适用范围 , D 错误。 答案 : 1 2 3 4 55 . ( 多选 ) 关于经典力学 , 下列说法正确的是 ( ) A . 经典力学是科学家通过探索身边的物体运动而总结出的运动规律 B. 经典力学在理论和实践上取得巨大的成功 , 从地面到天体的运动都服从经典力学的规律 , 因此 , 它是完全正确的 C. 经典力学不适用于高速、微观领域 , 而自然界中又不存在惯性系 , 因此 , 它是完全错误的 D. 经典力学是人类长期对自然运动规律探索的一个发展阶段 , 随着探索的深入 , 视野的开阔 , 必然存在不完善的方面 1 2 3 4 5解析 : 分析时既要看到经典力学的伟大成就 , 又 要注意到经典力学的局限性及适用范围。由于认识水平的局限 , 科学家最早研究的是身边的事物。经典力学就是科学家通过探索身边的运动而总结出的运动规律 , A 项正确。 经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功。但随着人们探索的深入、视野的开阔 , 人们发现经典力学也有局限性 , 它不适用于高速、微观领域 , 所以 B 、 C 错误 , D 正确。 答案 :
