人教版高中物理必修二《第六章万有引力与航天》第6节经典力学的局限性课时练案

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知识必备
知识点一 从低速到高速 1．所谓高速，就是指运动速度接近于真空中的__光__速____．
2．在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着
物体运动速度的增大而___增__大___，即 m＝
m0 .
v2 1－c2
3．经典力学只适用于___低__速___运动，不适用于__高__速____运动．
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知识必备
知识点二 从宏观世界到微观世界 1．宏观世界粒子的运动特点 粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规律，应用_牛__顿__力___学___可以准确地预测质 点在某时刻的位置． 2．微观粒子的运动特点 就单个粒子来说，运动没有确定的运动轨迹，微观粒子既有粒子性，又有_波__动__性_____． 3．经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界．
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内
掌握不同事物的本质与规律
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[答案] BCD [解析] 人们对客观世界的认识要受 到所处的时代的客观条件和科学水 平的制约，所以形成的看法也都具 有一定的局限性，人们只有不断扩 展自己的认识，才能掌握更广阔领 域内的不同事物的本质与规律；新 的科学的诞生并不意味着对原来科 学的全盘否定，只能认为过去的科 学是新的科学在一定条件下的特殊 情形．
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、飞机等各种交通工具；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

姓名，年级：时间：第6节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。

知道经典力学的局限性和适用范围。

3.了解高速和微观世界中的奇妙物理现象。

4.了解科学理论的相对性，体会科学理论是不断发展和完善的．一、从低速到高速［课本导读]预习教材第48~49页“从低速到高速"部分,请同学们关注以下问题：1．质量与速度有何关联？当高速运动时物体的质量怎么变化呢？2．位移和时间的测量与参考系有关吗？［知识识记]二、从宏观到微观［课本导读]预习教材第50页“从宏观到微观"部分，请同学们关注以下问题：1．电子、质子、中子等微观粒子同时具有哪种属性?2．经典力学的适用范围是怎样的?［知识识记］1．电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，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，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．三、从弱引力到强引力[课本导读］预习教材第50~51页“从弱引力到强引力"部分，请同学们关注以下问题：1．在强引力的情况下，牛顿的引力理论还适用吗？2．相对论物理学与经典物理学有何联系吗?[知识识记］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(3×108m/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。

63×10－34J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．1．洲际导弹的速度有时可达到6000 m/s，这一速度属于相对论中的高速．( ）［答案] ×2．质量是物体的固有属性，任何时候都不会变．( )［答案］×3．对于高速物体，它的质量随着速度的增加而变大．( ）［答案］√4．经典力学不适用于高速运动的物体，但适用于微观世界．( ）[答案] ×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．（）[答案］√要点一从低速到高速引起的变化——概念辨析型[合作探究］质量是物体的固有属性，表示了物体所含物质的多少,现实生活当中，一个物体的质量不随它的空间位置、运动速度而发生改变．请思考以下问题：(1）某确定物体的质量是一成不变的吗？（2）狭义相对论中，物体的质量与速度是什么关系？提示：在低速情况下，物体的质量是不变的，而当物体的速度在接近光速的情况下，物体的质量随速度增大而增大．［知识精要］1．低速与高速的概念通常所见物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等．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．2．速度对质量的影响在经典力学中，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m＝错误!，其中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低速运动问题,一般用经典力学规律来处理．对高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处理．[易错警示］易错点不理解速度对质量的影响而致错在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0。

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,在②、③、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的;而狭义相对论指出,物体质量是随着运动速度增大而⑥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,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系⑨,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运动,不适用于运动;只适用于世界,不适用于世界。

6.20世纪20年代,建立了量子力学,它正确描述了(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(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()。

简短介绍经典力学的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
2.经典力学局限性基础知识讲解（10分钟）
目标：让学生了解经典力学局限性的基本概念、组成部分和原理。
过程：
讲解经典力学局限性的定义，包括其在微观、高速等条件下的不足。
详细介绍经典力学局限性产生的原因，使用图表或示意图帮助学生理解。
通过实例或案例，让学生更好地理解经典力学局限性的实际意义。
教学方法与手段
1.教学方法：
(1)讲授法：针对经典力学的局限性这一抽象概念，采用讲授法进行系统地讲解，使学生明确经典力学的适用范围和不足之处。同时，结合生活实例，增强学生对物理概念的理解。
(2)讨论法：针对课程中的难点和重点，组织学生进行小组讨论，鼓励他们发表自己的观点，培养学生的批判性思维和合作意识。
A.地球绕太阳的公转
B.电子在原子核外的运动
C.光的传播
D.宇宙飞船在地球轨道上的运动
-答案：A、D
-补充说明：经典力学适用于宏观、低速运动的物体，因此A和D选项可以使用经典力学进行描述。而B选项涉及微观粒子的运动，C选项涉及光的传播，这两种情况都需要使用量子力学或相对论来描述。
2.题型二：经典力学局限性案例分析
(3)实验法：设计相关实验，让学生亲自动手操作，观察经典力学在特殊条件下的局限性，提高学生的实践能力和探究精神。
2.教学手段：
(1)多媒体设备：利用多媒体设备，展示与课程内容相关的图片、动画和视频，帮助学生直观地理解抽象的物理概念，提高课堂趣味性。
(2)教学软件：运用物理教学软件，模拟高速、微观等条件下的物理现象，使学生更加深入地了解经典力学的局限性。
2.拓展建议：
（1）鼓励学生利用图书馆、书店等资源，寻找与经典力学局限性相关的书籍，进行自主阅读，拓展知识面。