6.6 经典力学的局限性
学习目标
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。
2.认识经典力学的局限性和适用范围。
3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。
4.感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
知识梳理
1.经典力学:经典力学的基础是①牛顿运动定律,在②低速、③宏观、弱引力的广阔区域,经典力学取得了巨大的成就。
2.狭义相对论阐述物体以接近④光的速度运动时所遵从的规律。
3.在经典力学中,物体的质量是⑤不随运动状态而改变的;而狭义相对论指出,物体质量是随着运动速度增大而⑥增大的,即存在公式m=⑦。
4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系⑧无关,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系⑨有关,在不同的参考系中不同。
5.经典力学的适用范围:只适用于⑩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。
6.20世纪20年代,建立了量子力学,它正确描述了微观粒子(填“宏观粒子”或“微观粒子”)的运动规律,并在现代科学技术中发挥了重要作用;爱因斯坦的广义相对论说明,在强引力(填“强引力”或“弱引力”)的作用下,牛顿的引力理论将不再适用;相对论和量子力学都没有否定经典力学,而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形。
重点难点探究
主题1:经典力学的局限性
问题:阅读课本“经典力学的局限性”的内容,回答下列问题。
(1)总结经典力学有哪些局限性,它的适用范围是什么?
(2)以牛顿运动定律为基础的经典力学,在科学研究和生产技术中有哪些应用?
主题2:爱因斯坦的狭义相对论
问题:根据爱因斯坦的狭义相对论知,质量要随着物体的速度增大而增大,即m=。请讨论:如果你使一个物体不断地加速,它的速度会增大到等于光速甚至大于光速吗?为什么?
达标检测
1.下列说法正确的是( )。
A.经典力学适用于任何情况下的任何物体
B.狭义相对论否定了经典力学
C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
D.万有引力定律也适用于强相互作用力
2.关于经典力学和相对论,下列说法正确的是( )。
A.经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容
B.相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C.相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系
D.经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例
3.继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后,牛顿站在巨人的肩膀上,创立了经典力学,揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律;爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足,又进一步发展了牛顿的
经典力学,创立了相对论,这说明( )。
A.世界无限扩大,人不可能认识世界,只能认识一部分
B.人的意识有能动性,能够正确地反映客观世界
C.人们对世界的每一个正确认识都有局限性,需要发展和深化
D.每一个认识都可能被后人推翻,人不可能获得正确的认识
4.在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.5倍。试求此时电子的质量为静止时的多少倍。
:Z|xx答案
知识梳理
①牛顿运动定律②低速③宏观④光⑤不随运动状态而改变⑥增大⑦⑧无关⑨有关⑩低速高速宏观微观微观粒子强引力
重点难点探究
主题1:(1)①经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动。
②经典力学只适用于宏观世界,不适用于微观世界。
③经典力学只适用于弱引力,不适用于强引力。
④牛顿经典力学的局限性在于只适用于低速、宏观、弱引力的物体。
(2)经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用。经典力学与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,建立了应用力学,如水力学、材料力学、结构力学等。从地面上各种物体的运动到天体的运动,从大气的流动到地壳的变动;从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船;等等,所有这些都服从经典力学规律。
主题2:由m=可知,当v=c时,m应无穷大,随着质量不断增大,产生的加速度会不断减小,为保持加速度不减小,同样的力产生加速度的力要不断增大,这样使加速变得越来越困难,因此,不管物体怎样加速,它的速度不会等于光速,只能小于光速。
达标检测
1.C
2.D
3.BC
4. 1.155倍
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从离弹簧上端高 h 处由静止释放．某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，作出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置坐标 x 变化的关系，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为 g.以下判断不正确的是( )
A．当 x＝h＋x0，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
B．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大
C．当 x＝h＋2x0，小球的加速度大小为g
D．小球动能的最大值为 mgh＋mgx0
2．如图所示，半圆光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内，O为其圆心，M、N与O高度相同，匀强磁场方向与轨道平面垂直．现将一个带正电的小球自M点由静止释放，它将沿轨道在M、N间做往复运动．下列说法中正确的是( )
A．小球在M点和N点时均处于平衡状态
B．小球由M到N所用的时间大于由N到M所用的时间
C．小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等
D．小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等
3．甲、乙两质点同时从某地沿同一直线运动，它们的速度-时间（v-t）图象分别如图中直线I和II所示，则两质点
A．运动方向相反 B．加速度相同
C．前2s内位移相同D．前4S内的平均速度大小相等
4．如图所示，三个物体质量分别为m＝1.0 kg、m2＝2.0 kg、m3＝3.0 kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角θ＝30°，m1和m2之间的动摩擦因数μ＝0.8.不计绳和滑轮的质量和摩擦．初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A．和m1一起沿斜面下滑
B．和m1一起沿斜面上滑
C．相对于m1下滑
D．相对于m1上滑
5．一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点并发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为3：1，其中质量小的一块获得大小为v的水平速度，重力加速度为g，不计空气阻力，则两块爆竹落地后相距
A． B． C． D．
6．如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，质量为m的均匀圆柱体O放在两板间，sin53=0.8，cos53=0.6，重力加速度为g。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（）
A．平板BP受到的最小压力为mg
B．平板BP受到的最大压力为mg
C．平板AP受到的最小压力为mg
D．平板AP受到的最大压力为mg
二、多项选择题
7．下列说法正确的是______
A．赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实
B．在高速运运的火箭上的人认为火箭的长度并没有改变
C．与平面镜相比，全反射棱镜的反射率高，几乎可达100
D．单摆在驱动力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
E.在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用衍射法检查平面的平整程度
8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，图中质点P的x坐标为0.75m，质点Q的x坐标为2.0m。已知质点P连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s下列说法正确的是
___________。
A．波的周期为0.2s
B．波速为5m/s
C．t=0时刻，质点P的速度大于质点Q的速度
D．t=0时刻，质点P的加速度大于质点Q的加速度
E. t=0.25s时刻，质点P的y坐标为－4cm
9．如图所示，一架救援直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为m，由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知物体所受的浮力不能忽略．下列说法正确的是( )
A．绳子的拉力为
B．绳子的拉力可能小于mg
C．物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D．物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
10．将质量为0.2kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）。途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知B、A 的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都可忽略，重力加速度g=10m/s2，则有( )
A．小球从A上升至B的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，小球的动能一直增加
B．小球从B上升到C的过程中，小球的动能一直减小，势能一直增加
C．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为0.6J
D．小球从位置A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4J
三、实验题
11．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。
已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)电源的输出功率
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
12．如图所示为某多用电表的简化电路图，已知表头的满偏电流＝5mA ，内阻＝100Ω ；电源的电动势E ＝1.5V，内阻r ＝1Ω ；定值电阻＝5Ω ，＝20Ω 。
（1）测电流时，需要把选择开关B旋转至位置 1 或 2 ，其中旋转至位置____时量程较大，其量程为
_______mA 。
（2）测电阻时，需要把选择开关 B 旋转至位置3，测量前需欧姆调零，滑动变阻器的阻值应调整为_____Ω 。
四、解答题
13．如图所示，质量m=1kg的小物块静止放在粗糙水平面上，它与水平面表面的动摩擦因数μ=0.4，且与水平面边缘O点的距离s=8m．在台阶右侧固定了一个1/2圆弧挡板，半径R=3m，圆心与桌面同高。今以O点为原点建立平面直角坐标系．现用F=8N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板．（g取10m/s2）
（1）若小物块恰能击中圆弧最低点，则其离开O点时的动能大小；
（2）在第（1）中拉力F作用的时间；
（3）若小物块在空中运动的时间为0.6s，则拉力F作用的距离。
14．如图所示，固定在水平地面上的透明球体的折射率n=、半径为R。O为透明球体的球心，其底
部P点有一点光源(可向各个方向发射光线)，过透明球体的顶点Q有一足够大的水平光屏，已知真空中的光速为c。
（1）求光从P点传播到Q点的最短时间；
（2）若不考虑光在透明球体中的反射，求光屏上光照面积S。
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D D D C D A
二、多项选择题
7．BCD
8．BDE
9．BD
10．BC
三、实验题
11．(1)5.75W；(2)0.06N，方向沿斜面向下12．( 1 ) 1 125 ( 2 ) 39 四、解答题
13．（1）7.5J（2）（3）
14．（1）（2）
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，质量相同的甲、乙两小球用轻细线悬于同一点，在不同的平面内做圆周运动，两球做圆周运动的轨道在同一倒立的圆锥面上，悬点、两圆轨道的圆形、以及锥顶在同一竖直线上，且、将三等分。则甲、乙两球运动的角速度之比为
A．1 B． C．2 D．
2．如图所示，质量分别为m和2m的A、B两物块用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙。现用恒力F向左推物块B压缩弹簧，当B向左运动S时速度刚好为零，同时撤去F。在A物体离开墙壁以后，弹簧弹性势能的最大值是
A．B．C．D．
3．如图，不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为2m的小球(视为质点)，另一端连接质量为m 的物块，小球套在光滑的水平杆上。开始时轻绳与杆的夹角为θ，现将小球从图示位置静止释放，当
θ=90°时，小球的速度大小为v，此时物块尚未落地。重力加速度大小为g，则
A．当θ=90°时，物块的速度大小为2v
B．当θ=90°时，小球所受重力做功的功率为2mgv
C．在θ从图示位置增大到90°过程中，小球一直向右做加速运动
D．在θ从图示位置增大到90°过程中，物块一直向下做加速运动
4．如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不断地放出同种粒子，粒子以相同的速率v射入磁场。粒子重力及粒子间的作用均不计。图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域，其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。下列说法正确的是
A．能经过M点的粒子必能经过N点
B．粒子的电荷量与质量之比为
C．从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为
D．从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为
5．下列判断不正确的是
A．用弧光灯照射锌板后打出的粒子可以在电场中运动而保持动能不变
B．若只受洛伦茲力，静止的原子核发生a衰变，新核在匀强磁场中一定做匀速圆周运动
C．用光照射静止的氦核分解成质子和中子，光子的能量必须不小于氦核的结合能
D．处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后核外电子动能减少
6．如图甲所示，平行金属板A、B正对竖直放置，CD为两板中线上的两点。A、B板间不加电压时，一带电小球从C点无初速释放，经时间T到达D点，此时速度为v0。在A、B两板间加上如图乙所示的交变电压，t=0带电小球仍从C点无初速释放，小球运动过程中未接触极板，则t=T时，小球（）
A．在D点上方
B．恰好到达D点
C．速度大于v
D．速度小于v
二、多项选择题
7．利用下图装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法其中正确的是________。
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小
E．去掉滤光片后，干涉现象消失
8．如图所示，两块水平放置的平行金属板，板长为2d，相距为d．现将一质量为m，电荷量为q的带电小球以某一水平速度靠近上板下表面的P点射入，刚好从下板边缘射出，若在两板间加入竖直向下的匀强电场，再次将该带电小球以相同速度从P点射入，小球刚好水平向右沿直线运动；若保持电场，再加一垂直纸面的匀强磁场，再次将该带电小球以相同速度从P点射入，小球刚好垂直打在板上．已知重力加速度为g，则下列说法正确的有
A．小球从P点射人的初速度为
B．小球带正电，所加匀强电场
C．所加匀强磁场方向垂直纸面向里，
D．加入匀强磁场后，带电小球在板间运动时间为
9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）
A．x1处电场强度为零
B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3
C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动
D．x2～x3段是匀强电场
10．如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q(q>0)、质量为m的小球受水平向右大小为F 的恒力，从M匀速运动到N。己知MN长为d,与力F的夹角为60°，重力加速度为g，则
A．场强大小为
B．M、N间的电势差为
C．从M到N，电场力做功为
D．若仅将力F方向顺时针转60°，小球将从M向N做匀变速直线运动
三、实验题
11．某学习小组欲测量电阻R x的阻值，有下列器材供选用：
A．待测电阻R x（约300Ω）
B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）
C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω）
D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω）
E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A）
G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）
H．开关、导线若干
（1）甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，并能满足R x两端电压能从0开始变化进行多次测量，则电流表应选择_______（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）；电流表采取________（填“外”或“内”）接法．
（2）乙同学利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，
具体操作如下：
①如图所示连接好实验电路，闭合开关S1前调节动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；
②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数为电流表A2 的示数的一半；
③闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数分别为U和I；
④待测电阻的阻值R x＝_____________．
（3）两种测量电阻R x的方法中，______（填“甲”或“乙”）同学方法更有利于减小系统误差．12．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V，内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
四、解答题
13．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m/s．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车（反应时间忽略不计），乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢（反应时间为0.5s）．已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g取10m/s2．
（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯警戒线？
（2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？
14．质量为M=0.2 kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h=0.20m，木块离台的右端L=1.7m。质量为m=0.10M的子弹以v0=180m/s的速度水平射向木块，当子弹以v=90m/s的速度水平射出时，木块的速度为v1=9m/s（此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零）。若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s=1.6m，求：
（1）木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；（2）木块与台面间的动摩擦因数为μ。
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D A C C B B
二、多项选择题
7．ABD
8．AD
9．ABD
10．ACD
三、实验题
11．A1R1内乙
12．(1) 1.5 A (2) 0.30 N (3) 0.06 N
四、解答题
13．（1）见解析（2）
14．（1）W1= －243J W2=8.1J （2）μ=0.5
F A B C 一．例题 1.如右图所示，小木块放在倾角为α的斜面上，它受到一个水平向右的力F(F≠0) 的作用下 处于静止状态，以竖直向上为y 轴的正方向，则小木块受到斜面的支持力 摩擦力的合力的方向可能是( ) A.沿y 轴正方向 B.向右上方，与y 轴夹角小于α C.向左上方,与y 轴夹角小于α D.向左上方，与y 轴夹角大于α 2．如图示，物体B 叠放在物体A 上，A 、B 的质量均为m ，且上下表面均与斜面平行，它们以共同的速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑。则：( ) A 、A 、 B 间没有摩擦力 B 、A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向下 C 、A 受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin θ D 、A 与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ 3．如图所示，光滑固定斜面C 倾角为θ，质量均为m 的A 、B 一起以某一初速靠惯性 沿斜面向上做匀减速运动，已知A 上表面是水平的。则（ ） A ．A 受到B 的摩擦力水平向右，B.A 受到B 的摩擦力水平向左， C ．A 、B 之间的摩擦力为零 D.A 、B 之间的摩擦力为mgsin θcos θ 4年重庆市第一轮复习第三次月考卷 6.物体A 、B 叠放在斜面体C 上，物体B 上表面水平，如图所示，在水平力F 的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体A 、B 相对静止，设物体A 受摩擦力为f 1，水平地面给斜面体C 的摩擦为f 2(f 2≠0)，则：（ ） A ．f 1=0 B ．f 2水平向左 C ．f 1水平向左 D ．f 2水平向右 22、如图是举重运动员小宇自制的训练器械，轻杆AB 长1.5m ，可绕固定点O 在竖直平面内自由转动，A 端用细绳通过滑轮悬挂着体积为0.015m3的沙袋，其中OA=1m ，在B 端施加竖直向上600N 的作用力时，轻杆AB 在水平位置平衡，试求沙子的密度．（g 取10N ／kg ，装沙的袋子体积和质量、绳重及摩擦不计） B θ C A
6.6 经典力学的局限性 【学习目标】 知识与技能 1、知道牛顿运动定律的适用范围。 2、了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。 3、知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。 过程与方法 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理 论，人类对科学的认识是无止境的。 情感、态度与价值观 通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用 范围，认识的知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。 【学习重点】 牛顿运动定律的适用范围 【学习难点】 高速运动的物体，速度和质量之间的关系 【学习课时】 1课时 【探究学习】 引入新课 教师活动：自从17世纪以来，以牛顿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了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律 的正确性。 但是，经典力学也不是万能的，向其它科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局 限性。那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这 方面的知识。 进行新课 教师活动：请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题［用投影片出示］: 1、经典力学取得了哪些辉煌的成就？举例说明。 2、经典力学在哪些领域不能适用？能说出为什么吗？举例说明。 3、经典力学的适用范围是什么？自己概括一下。 4、相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学？应该怎样认
识？ 5、怎样理解英国剧作家萧伯纳的话“科学总是从正确走向错误”？ 学生活动：阅读教材，并思考上面的问题。分组讨论，代表发言。 点评：________________________________________________________________________________ 教师活动：待学生阅读教材后，倾听学生代表的发言，和其他学生一起点评、补充。 点评：________________________________________________________________________________ ［学生A ］经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用；在不同参考系中不能适用; 在强引力的情况下，经典的引力理论也是不适用的。 ［学生B］因为微观粒子（如电子、质子、中子）在运动时不仅具有粒子性，而且还具有波动性，经典力学不能说明这种现象，所以它不再适用，同时在高速运动领域，由于物体运动速度太快，要导致质量发生变化，而经典力学认为质量是不变的，所以经典力学在高速运动领域内也不再适用［学生C「从上面分析知：牛顿运动定律的适用范围是：宏观物体，低速运动。 教师总结： 从经典力学到相对论的发展 以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m这三个 物理量都与物体的运动速度无关?一根尺子静止时这样长，当它运动时还是这样长；一分 钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量和运动时的质量一样?这就是经典力学的绝对时空观? 到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难?在新事 物面前，爱因斯坦打破了传统的时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》 的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论?狭义相对论指出： 长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的?长度、时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式: I=|o{l_爲（通称尺缩效应）
1．.如图 22所示装置，杠杆 OB 可绕 O 点在竖直平面内转动， OA ∶ AB ＝ 1∶2。当在杠杆 A 点挂 一质量为 300kg 的物体甲时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为 F 1，杠杆 B 端受到 竖直向上的拉力为 T 1时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为 N 1；在物体甲下方加挂 质量为 60kg 的物体乙时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为 F 2 ，杠杆 B 点受到竖 直向上的拉力为 T 2时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为 N 2。已知 N 1∶ N 2＝ 3∶ 1， 小明受到的重力为 600N ，杠杆 OB 及细绳的质量均忽略不计，滑轮轴间摩擦忽略不计， g 取 10N/kg 。求： （ 1）拉力 T 1； （ 2）动滑轮的重力 G 。 39.解： B A O （ 1）对杠杆进行受力分析如图 1 甲、乙所示： 根据杠杆平衡条件： 甲 G 甲 ×OA ＝ T × 1 OB (G 甲＋ G 乙) ×OA ＝T 2 × OB 又知 OA ∶AB ∶ 2 = 1 所以 OA ∶OB ∶ 3 = 1 图 22 G 甲 m 甲 g 300 kg 10N/kg 3000 N T 1 T 2 A O B A O B G 乙 m 乙 g 60kg 10N/kg 600N G 甲 + G 乙 OA G 甲 1 3000N G 甲 T 1 1000N （1 分） 乙 OB 3 甲 图 1 T 2 OA (G 甲 G 乙 ) 1 3600N 1200N （1 分） F 人 1 F 人 2 OB 3 （ 2）以动滑轮为研究对象，受力分析如图 2 甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态，所以： T 动 1＝G ＋2F 1，T 动 2＝ G ＋ 2F 2 又 T 动 1＝T 1，T 动 2＝T 2 所以： G 人 G 人 T 1 G 1000N G 500N 1 （ 1 分） 甲 乙 F 1 2 2 G 图 3 2 F 2 T 2 G 1200 N G 600N 1 G （1 分） 2 2 2 T 动 1 T 动 2 以人为研究对象，受力分析如图 3 甲、乙所示。 人始终处于静止状态，所以有： F 人 1＋ ， ＝ G 人， ， ＝ G 人 N 1 F 人 2＋ N 2 因为 F 人 1＝ F 1， F 人 2 ＝F 2， 1＝ N ， ， N 2＝ 2 ， 1 且 G 人 ＝600N N N G G 所以： 1 2F 2 2F 甲 乙 图 2
高中物理力学计算题汇总经典精解（50题） 1．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 图1-73 2．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体） 3．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ０水平抛出一小球，测出水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少? 4．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求 （1）2秒末物块的即时速度． （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离． 5．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求 图1-74 （1）推力Ｆ的大小． （2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离? 6．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ． （1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度． （2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离． 取ｇ＝10／ｍ·ｓ２，不考虑空气阻力． 7．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ０＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求：
第六节经典力学的局限性 1．经典力学的基础是________________，牛顿运动定律和万有引力定律在________、________、__________的广阔领域，包括______________的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就． 2．狭义相对论阐述物体在以________________运动时所遵从的规律． 3．在经典力学中，物体的质量是________的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动 速度的增大而__________，即m＝________________，两者在________________的条件下是统一的． 4．经典力学认为位移和时间的测量与参考系________，相对论认为，同一过程的位移和 时间的测量与参考系________，在不同的参考系中________． 5．19世纪末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__________，同时还具有__________.20世纪20年代，______________建立，它能够很好地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用． 6．经典力学的适用范围：只适用于__________运动，不适用于________运动；只适用于 ________世界，不适用于________世界． 7．1915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，牛顿引力理论__________．当物体的运动速度远小于光速c(3×108m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论____________；当另一个重要常数即“普朗克常 量”(6.63×10－34J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论____________．
高考物理经典力学计算题集萃 ＝10ｍ／ｓ沿ｘ1．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ ０ 轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求（1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点 时的速度． 2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ． 3．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少? 4．如图1-72所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度） 5．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 6．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人
F 高中物理经典力学练习题 1．一架梯子靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在水平的粗糙地面上，有关梯子的受力情况，下 列描述正确的是 （ ） A ．受两个竖直的力，一个水平的力 B ．受一个竖直的力，两个水平的力 C ．受两个竖直的力，两个水平的力 D ．受三个竖直的力，三个水平的力 2．如图所示， 用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度 增加一些，则球对绳的拉力F 1和球对墙的压力F 2的变化情况是（ ） A ．F 1增大，F 2减小 B ．F 1减小，F 2增大 C ．F 1和F 2都减小 D ．F 1和F 2都增大 3．如图所示，物体A 和B 一起沿斜面匀速下滑，则物体A 受到的力是（ ） A ．重力， B 对A 的支持力 B ．重力，B 对A 的支持力、下滑力 C ．重力，B 对A 的支持力、摩擦力 D ．重力，B 对A 的支持力、摩擦力、下滑力 4.如图所示，在水平力F 的作用下，重为G 的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑， 物体与墙之间的动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小为：( ) A ．μF B ．μ(F+G) C ．μ(F －G) D ．G 5.如图，质量为m 的物体放在水平地面上，受到斜向上的拉力F 的作用而没动， 则 ( ) A 、物体对地面的压力等于mg B 、地面对物体的支持力等于F sin θ C 、物体对地面的压力小于mg D 、物体所受摩擦力与拉力F 的合力方向竖直向上 6．如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m 的光滑小球，小球被竖直挡板挡住，则球对挡板的压力为（ ） A.mgco s θ B. mgtan θ C. mg/cos θ D. mg 7．如图所示，质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg ，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动？（ ） A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.减 速下降 8. 如图所示，用绳跨过定滑轮牵引小船，设水的阻力不变，则在小船匀速 靠岸的过程中（ ） A. 绳子的拉力不断增大 B. 绳子的拉力不变 C. 船所受浮力增大 D. 船所受浮力变小 9．如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1 和k 2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接） ，整个系统处于平衡状态．现缓
经典力学的局限性 （一）新课导入 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晨，如：在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，如从地面物体的运动到天体的运动，从大气的流动到地壳的变动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工其：从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……从而证明了牛顿运动定律的正确性。但是，经典力学也不是万能的，像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”，那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这方面的知识。 （二）新课教学 1、从低速到高速 请同学们阅读教材“从低速到高速”部分，回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公设。（低速到高速的概念，通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等，有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速。） 质速关系是：在经典力学中，物体的质量是不变的，但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：其中Db为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c 是真空中的光速。例如：（1）v＝0.8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍，这时经典力学就不再适用了。（2）如地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，m=l 010 lOlmo，它的质量增大十分微小，可以忽略不计。 速度合成与两个公设。一条河流中的水以相对河岸的速度v水岸流动，河中的船以相对于河水的速度v船水顺流而下，在经典力学中，船相对于岸的速度即为v船岸=v船水+v水岸经验告诉我们，这简直是天经地义的，但是，仔细一看，这个关系式涉及两个不同的惯性参考系，而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系，在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，正是在这种时空的观念下，上式才成立，然而，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的，因而上式不能成立，经典力学也就不再适用了。 （1）相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式。 （2）光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速都一样。 经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢？（适用于低速运动的物体） 阅读教材科学漫步部分，体会时间和空间是什么？ 2、从宏观到微观 请同学们阅读教材“从宏观到微观”部分，并说明经典力学是适用于宏观物体还是微观物体。（19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述。）20世纪20年代，建立了量子力学，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用。 经典力学一般不适用于微观粒子。相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义？（相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义，它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动，只适用于宏观世界，不适用于微观世界。）
6 经典力学的局限性 整体设计 牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.但是，像一切科学一样，经典力学也有自己的局限性.当物体的运动速度远小于真空中的光速时，经典力学完全适用.20世纪初，著名物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论.狭义相对论阐述物体在以接近光的速度运动时所遵从的规律，它得出了一些不同于经典力学的观念和结论.经典力学不适用于高速运动问题，并且经典力学对微观粒子的运动也束手无策.量子力学能够正确描述微观粒子运动的规律性，并在现代科技中发挥了重要作用.经典力学的适用范围：低速、宏观物体的运动；量子力学的研究对象：高速、微观物体的运动. 本节从低速与高速、宏观与微观、弱引力到强引力三个方面介绍了经典力学的局限性.这三个方面的具体内容都不要求学生掌握，但是学过本节之后，学生会知道尽管前面已经体会到了万有引力的辉煌成就，但它没有穷尽一切真理，在新的领域还有新的规律等待我们去发现，文中“未完成的交响曲”“相对论和量子力学是哪一种广泛的理论的特殊情形呢？我们现在还不知道……”，这些内容安排的着眼点都在情感态度与价值观方面的教育功能. 从低速到高速的讨论中，教材提到经典力学的相对运动问题，建议在此之前做一定的补充讲解. “科学漫步”的“时间与空间”并没有讲清时间与空间的问题，只是提出问题，激励学生未来的探索，它的目的同样在于情感态度与价值观的教育功能. 教学重点 了解经典力学的局限性. 教学难点 了解相对论、量子力学与经典力学的关系. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能 1.知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围. 2.知道相对论、量子力学和经典力学的关系. 过程与方法 经历科学家建立相对论和量子论的思维探索过程，认识科学思维的意义. 情感态度与价值观 1.了解科学理论的相对性，知道科学理论发展过程的继承与摒弃. 2.通过时间与空间的问题，激励学生对未来的探索. 教学过程 导入新课 情景导入 情境1 《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑，它向我们揭示了最伟大的宇
高三物理力学综合测试题 一、选择题（4×10=50） 1、如图所示，一物块受到一个水平力F 作用静止于斜面上，F 的方向与斜面平行， 如果将力F 撤消，下列对物块的描述正确的是（ ） A 、木块将沿面斜面下滑 B 、木块受到的摩擦力变大 C 、木块立即获得加速度 D 、木块所受的摩擦力改变方向 2、一小球以初速度v 0竖直上抛，它能到达的最大高度为H ，问下列几种情况中，哪种情况小球不． 可能达到高度H （忽略空气阻力）： （ ） A ．图a ，以初速v 0沿光滑斜面向上运动 B ．图b ，以初速v 0沿光滑的抛物线轨道，从最低点向上运动 C ．图c （H>R>H/2），以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动 D ．图d （R>H ），以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动 3. 如图，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，开始时，各物均静止，今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木块分离时，两木块的速度分别为v1和v2，，物体和木板间的动摩擦因数相同，下列说法 若F1＝F2，M1＞M2，则v1 ＞v2，； 若F1＝F2，M1＜M2，则v1 ＞v2，； ③若F1＞F2，M1＝M2，则v1 ＞v2，； ④若F1＜F2，M1＝M2，则v1 ＞v2，；其中正确的是（ ） A ．①③ B ．②④ C ．①② D ．②③ 4．如图所示，质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N 时，物体A 处于静止状态。若小车以1m/s2的加速度向右运动后，则（g=10m/s2）（ ） A ．物体A 相对小车仍然静止 B ．物体A 受到的摩擦力减小 C ．物体A 受到的摩擦力大小不变 D ．物体A 受到的弹簧拉力增大 5．如图所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小 球一个冲击使其在瞬时得到一个水平初速v 0，若v 0≤gR 3 10，则有关小球能够上 升到最大高度（距离底部）的说法中正确的是： （ ） A ．一定可以表示为g v 22 B ．可能为3 R C ．可能为R D ．可能为 3 5R 6．如图示，导热气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不 漏气。活塞下挂一砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止。现给砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，外部环境温度恒定，则 （ ） A ．气体压强增大，内能不变 B ．外界对气体做功，气体温度不变 C ．气体体积减小，压强增大，内能减小 D ．外界对气体做功，气体内能增加 7．如图所示，质量M=50kg 的空箱子，放在光滑水平面上，箱子中有一个质量m=30kg 的铁块，铁块与箱子的左端ab 壁相距s=1m ，它一旦与ab 壁接触后就不会分开，铁块与箱底间的摩擦可以忽略不计。用水平向右的恒力F=10N 作用于箱子，2s 末立即撤去作用力，最后箱子与铁块的共同速度大小是（ ） θ F R F
如图所示，斜面体P 放在水平面上，物体Q 放在斜面上．Q 受一水平作用力F，Q 和P 都静止．这时P 对Q 的静摩擦力和水平面对P 的静摩擦力分别为f、f2 ．现使力 F 变大， 1 系统仍静止，则（） A. f1 、f2 都变大 B. f1变大，f2 不一定变大 C. f2 变大，f1 不一定变大 D. f1 、f2 都不一定变大 答案：C 如图所示，质量为m 的物体在力 F 的作用下，贴着天花板沿水平方向向右做加速运动， 若力 F 与水平面夹角为，物体与天花板间的动摩擦因数为，则物体的 加速度为（） A. F (cos sin ) m B. F cos m F (cos sin ) C. g m F (cos sin ) D. g m 答案：D 如图所示，物体 B 叠放在物体 A 上，A、B 的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行， 它们以共同速度沿倾角为的固定斜面 C 匀速下滑，则（） A. A、B 间没有静摩擦力 B. A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上 C. A 受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sin D. A 与斜面间的动摩擦因数, =tan 答案：D 一质量为m 的物体在水平恒力 F 的作用下沿水平面运动，在t0 时 刻撤去力F，其v－t 图象如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因 数为，则下列关于力 F 的大小和力 F 做功W 的大小关系式正确的 是（） A. F= mg B. F= 2 mg C. W mgv0t 0 3 W mgv t D. 0 0 2 7
41.一列以速度v 匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球．若车厢中 的旅客突然发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从 A 点运动到 B 点．则 由此可以判断列车的运行情况是（） A．减速行驶，向北转弯 B．减速行驶，向南转弯 C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 答案：B 如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点 A 滑到最 低点 B 的过程中，小环线速度大小的平方 2 v 随下落高度h 的变化图象可能是图中的（） 答案：AB 如图所示，以一根质量可以忽略不计的刚性轻杆的一端O 为固定转轴，杆可以在竖直平面内无摩擦地转动，杆的中心点及另一端各固定一个小球 A 和B，已知两球质量相同，现 用外力使杆静止在水平方向，然后撤去外力，杆将摆下，从开始运动到杆 处于竖直方向的过程中，以下说法中正确的是（） A ．重力对 A 球的冲量小于重力对 B 球的冲量 B．重力对 A 球的冲量等于重力对 B 球的冲量 C．杆的弹力对 A 球做负功，对 B 球做正功 D．杆的弹力对 A 球和B 球均不做功 答案：BC 如图所示，在光滑的水平面上有质量相等的木块A、B，木块 A 以速度v 前进，木块 B 静止．当木块 A 碰到木块 B 左侧所固定的弹簧时（不计弹簧质量），则（） A. 当弹簧压缩最大时，木块 A 减少的动能最多，木块 A 的速度要 减少v/2 B.当弹簧压缩最大时，整个系统减少的动能最多，木块 A 的速度 减少v/2 C.当弹簧由压缩恢复至原长时，木块 A 减少的动能最多，木块 A 的速度要减少v D.当弹簧由压缩恢复至原长时，整个系统不减少动能，木块 A 的速度也不减 答案：BC 将小球竖直上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程时间及损 失的机械能进行比较，下列说法正确的是（） A ．上升时间大于下降时间，上升损失的机械能大于下降损失的机械能 B．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能 C．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能小于下降损失的机械能 D．上升时间等于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能 8
高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一，在整个力学中的地位是非常重要的，本章是讲运动的初步概念，描述运动的位移、速度、加速度等，贯穿了几乎整个高中物理内容，尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多，但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现，且要求较高，它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一：描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。 2．参考系：被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。 3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形： (1)物体平动时； (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时； (3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。 4．时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5．位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。6．速度 （1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。 （2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。
力学知识回顾以及易错点分析： 一：竖直上抛运动的对称性 如图1－2－2，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则： (1)时间对称性 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA. (2)速度对称性 物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．[关键一点] 在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也 可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解． 易错现象 1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零 2、忽略竖直上抛运动中的多解 3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题 二、运动的图象运动的相遇和追及问题 1、图象： 图像在中学物理中占有举足轻重的地位，其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数 关系。位移和速度都是时间的函数，在描述运动规律时，常用x—t图象和v—t图象.
(1) x—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态 ②图线斜率的意义 ①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小． ②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向． ③两种特殊的x－t图象 (1)匀速直线运动的x－t图象是一条过原点的直线． (2)若x－t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处 于静止状态 （2）v—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化 的规律． ②图线斜率的意义 a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小. b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向． ③图象与坐标轴围成的“面积”的意义 a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。 b若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时 间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向． ③常见的两种图象形式 (1)匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线．
《经典力学的局限性》教学设计 【课标分析】 1）通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的实用范围和局限性。 2）初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。 3）初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识。 【教材分析】 1.教材的地位和作用 《经典力学的局限性》是人教版、物理必修二、第六章第六节的内容，是第六章的最后一节，是学习完经典力学以后所做的介绍性质内容，它可以拓展学生的知识面、展示科学探究的无限可能，建立科学思想、科学的思维方法，培养科学精神，在情感、态度与价值观方面发挥应有的教育功能。 2.教材的编写思路 本节教材先介绍高速运动的物体运动时牛顿力学体系不成立，并给出了质量随速度变化关系。接下来介绍从宏观到微观的变化，介绍了量子化现象。最后接绍从引力弱到强引力，广义相对论的基础。把这么多内容安排到一节重点不在对相对论和量子力学知道多少，而在于让学生体会任何科学都有局限性，并不是牛顿力学过时了，要理解各自成立的条件。 3.教材的特点 图文并茂。本节较多地采用了图文结合的呈现方式，可以增强学生的感悟能力，激发学习兴趣，避免仅用文字表述带来的枯燥无味现象。通过?科学漫步?让学生了解经典时空观和相对论时空观不同。?科学足迹?中介绍了牛顿的科学生涯。 【学情分析】： 本节课授课对象是高一的学生：
1. 知识基础 学生已经学习了牛顿运动定律和万有引力定律，对于经典力学的基本理论及其应用，学生对于经典力学的时空观也有了基本认识。学习本节前听说过相对论和量子力学，但缺乏正确地认识。 2. 能力基础 高一学生正是思维活跃，求知欲强，在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡，已具备了一定的分析、解决问题等能力，自主学习意识不断增强，对事物的探究有热情。本节主要介绍相对论时空观和量子化现象，本节内容十分抽象，因此学习本节内容时要具有经典力学的时空观知识和高度的概括和抽象理解能力。 【教学过程】
高中物理力学计算题汇总经典精解（50题）1．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ2ｓ２） 图1-73 2．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体） 3．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ０水平抛出一小球，测出
水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少? 4．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求 （1）2秒末物块的即时速度． （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离． 5．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求 图1-74 （1）推力Ｆ的大小． （2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离? 6．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ． （1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度． （2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离．
6.经典力学的局限性难 1．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 【答案】BC 【解析】 A项：经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故A错误； B项：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，故B正确； C、D项：牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，故C 正确；D错误。 故选：BC。 2．下列物理学公式正确的是 A．声音在空气中的传播速度（p为压强，为密度） B．声音在空气中的传播速度（p为压强，为密度） C．爱因斯坦提出的质量与速度关系（为静止质量，c为光速，为物体速度） D．爱因斯坦提出的时间与速度关系（为静止时间，c为光速，为物体速度） 【答案】BD 【解析】 A、B项：密度的单位为kg/m3，压强的单位为N/m2，又1N=1kg m/s2，则的单位为 ，等于速度的单位。故B正确，A错误； C项：爱因斯坦提出的质量与速度关系，（m0为静止质量，C为光速，v为物体速度）故C错误；
D项：爱因斯坦提出的时间与速度关系（t0为静止时间，C为光速，v为物体速度），故D正确。 故应选：BD。 3．2017 年 6 月 16 日，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两道红色的光射向青海德令哈站与千里外的云南丽江高美古站，首次实现了人类历史上第一次距离达千里级的量子密钥分发。下列说法正确的是（） A．经典力学适用于“量子号”绕地球运动的规律， B．经典力学适用于光子的运动规律， C．量子力学可以描述“量子号”发出“两道红光”的运动规律 D．量子密钥分发的发现说明经典力学已经失去了使用价值 【答案】AC 【解析】A、经典力学适用于宏观低速的物体运动，卫星的运动相对微观粒子的运动速度小很多，属于宏观低速，故A正确。B、量子力学适用于微观高速的物体运动，如光子的运动，故B错误。C、D、量子力学和经典力学的适用范围不同，各自在自己的范围内是有价值的，并不会失去用处；故C正确，D错误。故选AC。 4．(多选)爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为( ) A．否定了经典力学的绝对时空观 B．揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 C．打破了经典力学体系的局限性 D．使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 【答案】BC 【解析】A、运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时间、空间并非绝对不变的属性，故A错误，B正确； C、爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，它打破了经典力学体系的局限性，故C正确； D、普拉克提出的量子理论使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界，故D错误。 5．下列说法正确的是 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．当物体运动速度很大(接近光速)时，经典力学理论所得的结果与实际结果之间出现了较大的偏差
高中物理典型例题集锦 力学部分 1、如图9-1所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg 的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹簧相碰过程中，弹性势能的最大值E P。 分析与解：在铁块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹簧压缩最大时和铁块停在木板右端时系统的共同速度（铁块与木板的速度相同）可用动量守恒定律求出。在铁块相对于木板往返运动过程中，系统总机械能损失等于摩擦力和相对运动距离的乘积，可利用能量关系分别对两过程列方程解出结果。 设弹簧压缩量最大时和铁块停在木板右端时系统速度分别为V和V’，由动量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V’ 所以，V=V’=mV0/(M+m)=1X4/(3+1)=1m/s 铁块刚在木板上运动时系统总动能为：EK=mV02==8J 弹簧压缩量最大时和铁块最后停在木板右端时，系统总动能都为： E K’=(M+m)V2=(3+1)X1=2J 铁块在相对于木板往返运过程中，克服摩擦力f所做的功为： W f=f2L=E K-E K’=8-2=6J 铁块由开始运动到弹簧压缩量最大的过程中，系统机械能损失为：fs=3J 由能量关系得出弹性势能最大值为：E P=E K-E K‘-fs=8-2-3=3J 说明：由于木板在水平光滑平面上运动，整个系统动量守恒，题中所求的是弹簧的最大弹性势能，解题时必须要用到能量关系。在解本题时要注意两个方面：①是要知道只有当铁块和木板相对静止时(即速度相同时)，弹簧的弹性势能才最大；弹性势能量大时，铁块和木板的速度都不为零；铁块停在木板右端时，系统速度也不为零。 ②是系统机械能损失并不等于铁块克服摩擦力所做的功，而等于铁块克服摩擦力所做的功和摩擦力对木板所做功的差值，故在计算中用摩擦力乘上铁块在木板上相对滑动的距离。 2、如图8-1所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平外力F作用下，在光滑水平面上从A