《（通用版）2018-2019版高考物理总复习 主题二 相互作用与运动定律 2.2.8经典力学的局限性学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（通用版）2018-2019版高考物理总复习 主题二 相互作用与运动定律 2.2.8经典力学的局限性学案 新人教版（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.2.8经典力学的局限性学习目标核心提炼1.知道经典力学的局限性。两种理论经典力学、相对论一个公式m2.初步了解相对论时空观。3.初步了解微观世界的量子特征。1.从低速到高速速度远小于光速接近光速运动物理理论经典力学相对论质量与速度的关系物体的质量是不随运动状态改变的物体的质量随着物体运动速度的增大而增大，m位移、时间与参考系的关系位移的测量、时间的测量都与参考系无关同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的2.从宏观到微观(1)微观世界：电子、质子、中子等微观粒子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
2、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。3.从弱引力到强引力(1)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。(2)当物体的运动速度远小于光速c(3108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。当另一个重要常数即“普朗克常量”(6.631034 Js)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。思考判断(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，这一速度属于相对论中的高速。()(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变。()(3)对于高速物体，它的质量随着速度的增加而变大。()
3、(4)经典力学不适用于高速运动的物体，但适用于微观世界。()(5)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。()经典力学的局限性要点归纳1.低速与高速的概念(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的运动皆为低速运动。(2)高速：有些微观粒子在一定条件下速度可以接近光速，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，物体的质量不随速度而改变。根据牛顿第二定律Fma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到光速c。(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m。其
4、中m0为物体静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速。在高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的。3.速度对物理规律的影响：对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理。对于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处理。精典示例例1 如果真空中的光速为c3108 m/s，当一个物体的运动速度为v12.4108 m/s时，质量为3 kg，当它的速度为v21.8108 m/s时，质量为多少？思路探究(1)在高速运动问题中，物体的质量还是恒定不变的吗？(2)相对论中，物体的质量与速度的关系式：m_。答案(1)不是，物体的质量随速度的增大而变大。(2)解析根据m得，代入数
5、据得m22.25 kg。答案2.25 kg针对训练1 下列说法正确的是()A.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变B.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增加而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大C.在经典力学中，物体的质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大D.上述说法都是错误的解析在经典力学中，物体的质量是不变的，根据狭义相对论可知，物体的质量随物体速度的增大而增大，二者在速度远小于光速时是统一的，故选项C正确。答案C经典力学与相对论、量子理论的关系要点归纳1.两种理论是历史发展的不同产物我们对自
6、然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，一步步深入，一步步完善的，所以理论的完善也需要一个过程，在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力学和相对论、量子力学两套物理学理论，经典力学理论不可能穷尽一切真理，必有其局限性，现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子理论的特例。2.经典力学面临困难的解决(1)高速问题狭义相对论解决。(2)强引力场问题广义相对论解决。(3)微观问题量子论解决。3.解题模型(1)宏观低速型：经典力学处理。(2)高速型(接近光速)：相对论处理。(3)微观世界：量子理论处理。精典示例例2 (多选)关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是()A.狭义相对论和经
7、典力学是相互对立、互不相容的两种理论B.在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿运动定律C.经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学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解析相对论并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论理论在一定条件下的特殊情况，选项A错误；经典力学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动问题经典力学不再适用，但相对论、量子力学适用，故选项B、C正确，选项D错误。答案BC针对训练2 关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是()A.经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动
8、而存在的B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系C.经典力学只适用于宏观世界、低速运动问题，不适用于高速运动的问题D.当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别解析经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故A、B正确；经典力学只适用于宏观世界、低速运动问题，不适用于微观世界高速(相对于光速)运动的问题，故C正确；物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学适用于宏观、低速问题，故D错误。答案D1.下列说法中正确的是()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
9、动定律C.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题D.经典力学可以解决自然界中所有的问题解析经典力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所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题。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，才能正确解决此类问题，所以项选B正确。答案B2.关于经典力学和量子力学，下列说法中正确的是()A.不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的B.量子力学适用于宏观物体的运动；经典力学适用于微观粒子的运动C.经典力学适用于宏观物体的运动；量子力学适用于微观粒
10、子的运动D.上述说法都是错误的解析经典力学适用于低速运动、宏观物体，不适用于高速运动、微观粒子。量子力学既适用于宏观物体；也适用于微观物体，故选项C正确。答案C3.日常生活中，我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化，其原因是()A.运动中物体无法称量质量B.物体的速度远小于光速，质量变化极小C.物体的质量太大D.物体的质量不随速度的变化而变化解析根据狭义相对论m可知，在宏观物体的运动中，vc，所以m变化不大，而不是因为物体的质量太大或无法测量，也不是因为质量不随速度的变化而变化，选项B正确。答案B4.属于狭义相对论基本假设的是：在不同参考系中()A.真空中光速不变B.时间间隔具有相对
11、性C.物体的质量不变D.物体的能量与质量成正比解析狭义相对论两个基本假设：相对性原理、光速不变原理。光速不变原理：真空中的光速c是对任何惯性参考系都适用的普适常量。答案A5.(多选)关于公式m，下列说法中正确的是()A.公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B.当物体的运动速度v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，故经典力学是不正确的C.当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D.通常由于物体的运动速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，故在分析地球上物体的运动时，不必考虑其质量的变化解析公式中的m0是物体静止时的质量，m是物体以速度v运动时的质量，故A错误；由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，B错误，C、D正确。答案CD1
