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1、 兰州新区永登县第五中学导学案-高一物理（必修2） 我主动 我参与 我体验 我成功 6.6经典力学的局限性 班级 姓名 小组 得分 学习目标 1.知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的使用范围. 2.知道相对论、量子力学与经典力学的关系.重点：了解经典力学的局限性.难点：相对论、量子力学与经典力学的关系.学习过程阅读课文，交流、讨论、回答下面问题1. 经典力学的成就有哪些？一 从低速到高速1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？2. 狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？3.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量有何区别？ 二 从宏观到微观1.经典力学的适用范围是什么？三 从弱引力
2、到强引力1.经典力学与行星轨道的矛盾是什么？2. 由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？3. 归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异.4. 经典力学与相对论量子力学的关系如何？自学检测1下列说法正确的是()A牛顿定律就是经典力学 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所有的问题 D经典力学可以解决自然界中所有的问题2以下说法正确的是()A经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B经典力学理论的成立具有一定的局限性C在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D相对论与量子力学否定了经典力学理论3在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的
3、进步在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是()A爱因斯坦创立了“日心说” B哥白尼提出了“地心说”C伽利略发现了行星运动定律 D牛顿总结出了万有引力定律 4下列说法中正确的是()A爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律B爱因斯坦的狭义相对论研究了物体在高速运动时所遵循的规律C牛顿物理学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律D牛顿物理学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律巩固练习5对于公式m，下列说法中正确的是()A式中的m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，故经典力学不适用，所以是不正确的
4、C当物体以较小速度运动时，质量变化非常小，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物体D通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化6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7下列说法正
5、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8物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是()A牛顿发现了万有引力定律 B牛顿通过实验证实了万有引力定律C相对论的创立表明经典力学已不再适用D爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推到高速领域65 宇宙航行 班级 姓名
6、 小组 得分 学习目标1了解人造地球卫星的有关知识； 2知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。重点：会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度。难点：运行速率与轨道半径之间的关系。学习过程一、温故互查万有引力定律： 二、设问导读 1、牛顿的设想 （1）牛顿对人造卫星原理的描绘。设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。 （2）人造卫星绕地球运行的动力学原因。人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。（3）人造卫星的运行速度
7、设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则，可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。思考1：角速度和周期与轨道半径的关系呢？思考2：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？2、 宇宙速度 问题：（1）什么是第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度？ （2）第一宇宙速度是如何推导出来的？ 资料库：以地球为例，三个宇宙速度和相应轨道间的关系如图所示。当卫星在地面附近做圆周运动时，其运行速度即为第一宇宙速度79km/s，当卫星到达地面附近时，其速度介于79km/s112 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当卫星到达地面附近时，其速度介于112km/s167 km/
8、s之间，则卫星沿椭圆轨道飞离地球，成为绕太阳运动的“卫星”；当卫星在地面附近时，其速度超过167 km/s，则卫星能飞出太阳系成为太阳系外的卫星。地球同步卫星的周期为24小时，离地高度约36104km，运行速度为31 km/s，其轨道位于地球赤道正上方，所有通讯卫星都是地球同步卫星；近地卫星运行半径约等于地球半径，r=R，运行周期最小约T=85分钟，运行速度最大为v=79km/s（称为第一宇宙速度）。自学检测5. 有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知他们的轨道半径之比为4：1，求这两颗卫星的：（1）线速度之比;(2)角速度之比;(3) 周期之比； (4)向心加速度之比2关于第一宇宙速度
9、，下列说法正确的是( )A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度C它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度D它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度巩固练习3假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动，则（ ）A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的D根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的拓展延伸4已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的
10、高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为() A6小时 B12小时 C24小时 D36小时5.1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第753号小行星命名为吴健雄星，其直径为32 km.如果该小行星的密度和地球相同，求该小行星的第一宇宙速度(已知地球半径R06 400 km，地球的第一宇宙速度v0取8 km/s.)答案1B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方法总结经典力学不能用来解决微观世界
11、和高速运动中的一些问题2BC经典力学理论只适用于宏观、低速的物体，A错，B对在经典力学中，物体的速度vc，所以物体的质量不随运动状态而改变，但相对论和量子力学并不否定经典力学理论，认为它是在一定条件下的特殊情形，C正确，D错误3D“日心说”由哥白尼提出，爱因斯坦创立了相对论理论，A、B错行星运动定律是开普勒发现的，C错万有引力定律是牛顿总结提出的，D对4BC牛顿经典力学适用于宏观物体的低速运动；爱因斯坦的狭义相对论适用于微观粒子的高速运动，在低速时得出的结论与经典力学基本一致5ACD根据公式可得A正确；由公式可知，vc时，物体质量基本不变，只有当v接近c时，质量才发生较大变化，故B错误，C、D正确6BC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，A错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B、C对，D错7C8AD万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对、B错相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，D对
