高中物理 第6章 万有引力与航天《宇宙航行 经典力学的局限性》课件 新人教版必修2

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)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.
知识导图
课前自主学习 一、从低速到高速 阅读教材第 48～49 页“从低速到高速”部分，回答下列问 题. 1．经典力学 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、弱引力的广阔区域，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．
答案：C
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 1:32:44 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17
THE END 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/17

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.不管物体做高速运动还是低速运动时，物体的运动均服从牛顿运动定律 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C正确，选项 B、D错误。 答案 C
经离开教室，也可以向同学请教，及时消除疑难问题。做到当堂知识，当堂解决。 • 二、补笔记 • 上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一定的空间。下课后，再从头到尾阅读一
遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己 对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。 • 三、课后“静思2分钟”大有学问 • 我们还要注意课后的及时思考。利用课间休息时间，在心中快速把刚才上课时刚讲过的一些关键思路理一遍，把老师讲解的题目从题意到解答整个过 程详细审视一遍，这样，不仅可以加深知识的理解和记忆，还可以轻而易举地掌握一些关键的解题技巧。所以，2分钟的课后静思等于同一学科知识的 课后复习30分钟。
2019/5/26
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课堂导学
[基 础 梳 理] 1.在经典力学中，物体的粒子性和波动性是对立的、不相容的，而电子、质子、中子
等微观粒子不仅具有粒子性同时还具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学来 说明，量子力学能很好地描述微观粒子的运动规律。 2.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 __宏__观___世界，不适用于微观世界，只适用于__低__速___运动，不适用于高速运动。

第十九页，共40页。
4．AC 所有人造卫星所受的万有引力恰好完全提供卫星 所需的向心力，所以人造地球卫星的轨道的圆心和地球的球心 重合，所以 A 正确，B 错误．同步地球卫星和地球相对静止， 与地球的角速度一致，所以只能定点在赤道上方，所以 C 正 确．绕地球最快的人造地球卫星必是近地卫星，由万有引力提 供向心力可知，GMm/R2＝mω2R，其中 R 为地球半径，ω＝2π/T 得到 T＝2π Rg＝84.5 min，比一小时长，所以 D 错．
3．宇宙飞船在半径为 R1 的轨道上运行，变轨后的半径为
R2，R1>R2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞
船的( )
A．线速度变小 B．角速度变小
C．周期变大
D．向心加速度变大
第二十七页，共40页。
4．2010 年 10 月 1 日我国成功发射了第二颗绕月运行的探 月卫星“嫦娥二号”．设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球 表面．已知月球的质量约为地球质量的 1/81，月球的半径约为 地球半径的 1/4，地球上的第一宇宙速度约为 7.9 km/s，则该探 月卫星绕月运行的速率约为( )
第三十七页，共40页。
8．增大了 0.02%
解析：根据爱因斯坦的狭义相对论 m＝
m1－0 vc22，得运动
后的质量增大了．
m＝
m1－0 vc22＝
1－m630××1100682＝1.002m0，
所以质量改变的百分比为m－m0m0×100%＝0.02%.
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9．h＝4Tπ22vR23－R T 自＝8Tπ23vR33 解析：对同步卫星，由万有引力提供向心力， 则 G·RM＋mh2＝mR＋v2 h. 同理对近地卫星有 GMRm2 ＝mR2Tπ2，

想一想 人造卫星能够绕地球转动而不落回地面，是否是由 于卫星不再受到地球引力的作用？
提示：不是，卫星仍然受到地球引力的作用，但地球引力全部用 来提供向心力．
宇宙速度 1．第一宇宙速度三种不同的说法 (1)最小的发射速度； (2)环绕速度； (3)近地卫星的线速度．
2．第一宇宙速度的计算方法 (1)由GRM2m＝mRv2得：v＝ GRM． (2)由 mg＝mRv2得：v＝ gR．
[解析] 根据匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加速度
为 g＝2tv，该星球的第一宇宙速度，即为卫星在其表面附近绕星
球做匀速圆周运动的线速度，该星球对卫星的引力(重力)提供卫 星做圆周运动的向心力，则 mg＝mvR21，该星球表面的第一宇宙速
度为 v1＝ gR＝
[答案]
2vR t
2vR t.
【通关练习】
2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——
中子星．中子星的半径较小，一般在 7～20 km，但它的密度大得
惊人．若某中子星的半径为 10 km，密度为 1．2×1017 kg/m3，
那么该中子星上的第一宇宙速度约为(6．7 km/s
C．2．9×104 km/s
[解析] 人造卫星飞行时，由于地球对卫星的引力提供它做圆周 运动的向心力，而这个力的方向必定指向圆心，即指向地心，也 就是说人造卫星所在轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合，不 可能是地轴上(除地心外)的某一点，故 A 项错误；由于地球同时 绕着地轴在自转，所以卫星的轨道平面也不可能和经线所决定的 平面共面，所以 B 项错误；相对地球表面静止的就是同步卫星， 它必须在赤道线平面内，且距地面有确定的高度，这个高度约为 36 000 km，而低于或高于这个轨道的卫星也可以在赤道平面内运 动．不过由于它们运动的周期和地球自转周期不同，就会相对于 地面运动，C、D 两项正确． [答案] CD