高中物理第六章万有引力与航天第6节经典力学的局限性课堂达标含解析新人教必修

6．经典力学的局限性三维目标知识与技能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。

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，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。

教学重点牛顿运动定律的适用范围。

教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

教学方法探究、讲授、讨论、练习教具准备多媒体课件教学过程［新课导入］经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。

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。

著名物理学家杨振宁曾赞颂道：“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。

”是的，从地面上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、人造卫星、宇宙飞船……所有这些都服从经典力学的规律。

经典力学在如此广阔的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性和经典力学的魅力。

但是，像一切科学一样，经典力学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。

［新课教学］一、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、速度合成的两个公式。

1．低速与高速（1）低速运动经典力学中各种物体的运动，速度都远小于真空中的光速。

6．经典力学的限制性三目知与技术1．知道牛运定律的合用范；2．认识典力学在科学研究和生技中的宽泛用；3．知道量与速度的关系，知道高速运中必考速度随。

程与方法通文领会全部科学都有自己的限制性，新的理会不停完美和充旧的理，人科学的是无止境的。

感情、度与价通牛力学合用范的，使学生知道物理中的和律一般都有其合用范，知的化性和无性，培育献身于科学的代精神。

教课要点牛运定律的合用范。

教课点高速运的物体，速度和量之的关系。

教课方法研究、授、、教具准多媒体件教课程［新入］典力学的基是牛运定律，万有引力定律更是立了人牛物理学的敬爱。

牛运定律和万有引力定律在宏、低速、弱引力的广域，包含天体力学的研究中，受了践的，获得了巨大的成就。

有名物理学家振宁曾道：“假如必定要出某个人、某一天作近代科学生的志，我牛《自然哲学的数学原理》在 1687 年第一版的那天。

”是的，从地面上物体的运到天体的运；从大气的流到地壳的；从河筑，修筑梁到各样机械；从自行到汽、火、机等代交通工具的运；从投出球到射、人造星、宇宙船⋯⋯全部些都听从典力学的律。

典力学在这样广的域里与相切合，示了牛运定律的正确性和典力学的魅力。

可是，像全部科学一，典力学没有也不会尽全部真谛，它也有自己的限制性，它像全部科学理一，是一部“未达成的交响曲” 。

那么典力学在什么范内合用呢？有怎的限制性呢？我就来认识方面的知。

［新教课］一、从低速到高速同学教材“从低速到高速”部分，回答低速与高速的观点、速关系、速度合成的两个公式。

1．低速与高速（ 1）低速运典力学中各样物体的运，速度都小于真空中的光速。

理些运，典力学完整合用。

往常所的物体的运皆低速运，如行的汽，射的、人造星及宇宙船等。

物体运的速度小于光速的运，称低速运。

（ 2）高速运有些微观粒子在必定条件下其速度能够与光速相靠近，这样的速度称为高速。

2．质速关系20世纪初，有名物理学家爱因斯坦成立了狭义相对论。

狭义相对论论述物体在以靠近光的速度运动时所遵照的规律。

第六节经典力学的限制性讲堂研究研究一经典力学与相对论、量子理论的比较问题导引如图为设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加快器( 或称同步盘旋加快器) ，电子经加快器加快后，能量可达到100 GeV，电子速度达到0.999 999 999 987倍的光速。

这时经典力学的规律还合用吗？提示：经典力学在低速运动的广阔领域 ( 包含天体力学的研究 ) 中，经受了实践的查验，获得了巨大的成就，但在高速领域不再合用。

名师精讲1．经典力学合用于低速运动的物体，不合用于高速( 靠近光速 ) 运动的物体，狭义相对论论述物体在以靠近光的速度运动时所遵照的规律。

2．经典力学合用于宏观世界，一般不合用于微观粒子，而量子力学则能够正确描绘微观粒子的运动规律。

3．在弱引力的状况下，牛顿万有引力定律与实验结果切合的很好，而在强引力的状况下，万有引力定律不再合用。

而爱因斯坦的广义相对论则能够解说强引力状况下的作用规律。

4．相对论和量子力学并无否认经典力学，经典力学是两者在必定条件下的特别情况。

警告经典力学的合用范围是宏观，低速，弱引力等，但对于微观、高速、强引力问题却不合用。

量子力学则能够正确描绘微观粒子的运动规律，而高速、强引力问题则要用相对论去解说。

【例 1】 ( 多项选择 ) 对于经典力学和狭义相对论，以下说法中正确的选项是()A．经典力学只合用于低速运动，不合用于高速运动( 速度靠近真空中的光速)B．狭义相对论只合用于高速运动( 速度靠近真空中的光速) ，不合用于低速运动C．经典力学既合用于低速运动，也合用于高速运动( 速度靠近真空中的光速)D．狭义相对论既合用于高速运动( 速度靠近真空中的光速) ，也合用于低速运动分析：狭义相对论既合用于高速运动的物体，也合用于低速运动的物体，经典力学是狭义相对论在必定条件下的特别情况，只合用于低速运动的物体。

答案： AD题后反省 要比较经典力学和相对论的差异， 重点不只要知道各自的合用范围， 还要划分开两个速度： 速度远小于真空中光速的， 称为低速； 速度靠近于真空中光速的， 称为高速。

第6节经典力学的局限性一、从低速到高速1．经典力学的基础是牛顿运动定律，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。

2．狭义相对论阐述的是物体以接近光速的速度运动时所遵从的规律。

3．在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即 m ＝m 01－v 2c2，两者在速度远小于光速的条件下是统一的。

4．经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中测量结果不同。

二、 从宏观到微观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．自主思考——判一判(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s ，此速度在相对论中属于高速。

(×) (2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变。

(×)(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大。

(√) (4)光线经过任何物体附近时都是沿直线传播的。

(×)2．合作探究——议一议(1)牛顿第二定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗？提示：在高速世界中，物体的质量随着速度的增加而变大，物体的加速度不一定与它所受的外力成正比，牛顿第二定律不再适用。

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经典力学的局限性一、选择题（其中第1～5题为单选题，第6、7题为多选题）1．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，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．经典力学只适用于宏观物体的运动；量子力学只适用于微观粒子的运动D．上述说法都是错误的2．经典力学不能适用下列哪些运动( )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3．下列说法中正确的是( )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4．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释。

经典力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子。

下列说法错误的是（）A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的C．不同领域的事物各有其本质与规律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5．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，又进一步发展了经典力学,创立了相对论,这说明( )①世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界③人对世界的认识具有局限性，需要发展和深化④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识A．①②③④ B．①②③C．①③④ D．②③6．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．下列说法中正确的是（）A．当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别B．当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别C．当普朗克常量h(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D．当普朗克常量h(6.63×10－34J·s）不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别二、非选择题8．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。

（浙江专用）2018-2019学年高中物理第六章万有引力与航天6 经典力学的局限性学案新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（浙江专用）2018-2019学年高中物理第六章万有引力与航天6 经典力学的局限性学案新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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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.了解相对论、量子力学和经典力学的关系。

考试要求学考选考a a一、从低速到高速1.经典力学的基础是牛顿运动定律,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。

2.狭义相对论阐述的是物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.3.在经典力学中,物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即m＝错误!，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.4。

经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中测量结果不同.二、从宏观到微观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。