高一物理人教版必修2课件：第六章 7 经典力学的局限性
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新人教版高一物理必修二教学课件 6.6 经典力学的局限性(共59张PPT)
1938 年 8 月 10 日，爱因斯坦写了 《致后人书》——
“我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可 以大大地使我们的生活轻松愉快。我们利用电能横渡大 洋。我们使用电能来减轻人类的繁重的体力劳动。我们 学会了飞行。我们利用电波很容易地把消息发到全球各 地去。”
“但是，虽然有着这一切，我们的商品的生产和分 配是完全无组织的，人们必须生活在忧虑中，担心被人 从经济生活中抛出，失去一切。除此之外，生活在不同 国家中的人们每隔一个长短不等的时间就要进行互相 杀戮，因此，每一个想到未来的人必然都生活在经常的 忧虑中。”
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
一、经典力学规律只能用于：
宏观物体、低速运动、惯性系。
一、经典力学规律只能用于：
宏观物体、低速运动、惯性系。
惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。
二、相对论的基本原理
v c
2
m
m0
1
v c
2
经典力学的局限性
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线
经典力学的局限性
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线
爱因斯坦的《致后人书》，许多报刊上登过，5000 年后的人们如果只想读到这封信，根本用不着去碰国际 博览会地基下的那颗“定时炸弹”。
人教版高中物理必修2第6章第6节《经典力学的局限性》ppt课件
的认识
A.①②③④
B.①②③
C.①③④
D.②③
巩固练习
布置作业
1、教材第53页“问题与练习”第1、2题 2、完成[课时学案]中交流讨论的内容
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.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、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用，知 道物理学改变人们世界观的作用。
重点难点
重点 了解经典力学的局限性。 难点 了解相对论、量子力学与经典力学的关系。
典型 例题
典型 例题
二、从宏观到微观
提出问题
经典力学的适用范围是什么？并说明理由。
结论:（1）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。 （2）19世纪末和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，而且具有波动性，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，并在现代科技中发挥了重要作 用。这就是说经典力学不适用于微观粒子。
提出问题
2.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？ 狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？
提出问题
3.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量在 不同参考系中有何区别？
结论:在经典力学中，位移和时间的测量与参考系无关， 即在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过 程的位移和时间在不同参考系中是不同的。
三、从弱引力到强引力
提出问题
1.经典力学与行星运动轨道的矛盾是什么？由经典力学与 行星运动轨道的矛盾说明了什么？
高一物理人教版必修2课件：第六章 7 经典力学的局限性
第六章万有引力与航天学案7 经典力学的局限性目标定位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.知道相对论、量子力学和经典力学的关系.知识探究自我检测知识探究一、经典力学的成就1.经典力学的基础是 .牛顿运动定律和万有引力定律在 、 、的广阔区域，包括_________的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.2.牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与_______的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大综合，是人类认识史上的一次重大飞跃.物体牛顿运动定律宏观低速弱引力天体力学地面上二、从低速到高速问题设计1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？答案 在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变，而在狭义相对论中，质量要随着物体运动速度的增大而增大.2.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量结果在不同参考系中有何区别？答案 在经典力学中，同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是不同的.要点提炼1.低速与高速的概念(1)低速：通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体皆为低速运动物体.(2)高速：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(1)在经典力学中，物体的质量不随的改变而改变.(2)爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而 ，即m ＝ ，其中m 0是物体静止时的质量，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，质量的测量结果是与运动状态密切相关的.增大运动状态3.速度对物理规律的影响(1)经典力学认为位移和时间的测量结果都与参考系 .相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系，在不同的参考系中是的.(2)对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理.对于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处理.不同无关有关三、从宏观到微观问题设计经典力学的适用范围是什么？答案 适用于宏观世界、低速运动.要点提炼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：只适用于世界，不适用于微观世界，只适用于运动，不适用于高速运动.低速宏观四、从弱引力到强引力问题设计1.经典力学与行星轨道的矛盾是什么？答案 按牛顿的万有引力定律推算，行星应该沿着一些椭圆做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动.2.由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？答案 经典力学只适用于弱引力场，而不适用于强引力场.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.答案 牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异：(1)行星的运动，在近日点和远日点，引力的变化规律不完全相同，导致轨道不闭合、近日点旋进.(2)牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大，对于半径接近于零的物体，其表面上的万有引力接近于无穷大.爱因斯坦引力理论认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力比“平方反比”规律增大得快，引力趋于无穷大发生在接近一个“引力半径”的时候.只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的引力的差异并不很大，但当天体的半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大，也就是说，在强引力的情况下，牛顿引力理论将不再适用.4.经典力学和相对论及量子力学的关系如何？答案 经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例，它包含于相对论和量子力学中，相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学.要点提炼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 .2.经典力学的适用范围(1)经典力学有它的适用范围：只适用于运动，不适用于运动；只适用于 世界，不适用于 世界；只适用于 情况，不适用于 情况.强引力不再适用低速高速宏观微观弱引力(2)对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯坦的相对论.当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.(3)对于微观世界，需要应用量子力学.当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别.(4)对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论.当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大.典例精析一、对经典力学和狭义相对论的认识例1 下列服从经典力学规律的是( )ABDA.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C.物体运动的速率接近于真空中的光速D.地壳的变动解析 经典力学适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B、D正确；当物体的运动速率接近于光速时，经典力学就不适用了，故C错误.例2 关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是( ) A.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，不适用于低速运动C.经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，也适用于低速运动解析 经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，狭义相对论是普遍适用的，故A、D项正确.答案 AD二、对质量和速度关系的认识例3 一个原来静止的电子，经高压加速后速度为v＝6×106m/s.问电子的质量是增大了还是减小了？改变了百分之几？解析 根据爱因斯坦的狭义相对论得，运动后的质量增大了，且答案 增大了 0.02%课堂要点小结经典力学的局限性自我检测1.(对经典力学的认识)下列说法正确的是( )A.牛顿运动定律就是经典力学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解析 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；经典力学并非万能的，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题.因此只有B项正确.答案 B答案 1.67me。
人教版高一物理必修二课件：6.6经典力学的局限性 (共20张PPT)
在太阳或行星的引力场中，由爱因斯坦和牛顿的理 论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半 径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．即在强 引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
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； 只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。 高速运动（速度接近真空中的光速），需应用爱因斯坦 的狭义相对论。 当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理 学与经典物理学的结论没有区别。 对于微观世界，需要应用量子力学。 当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力学的 结论没有区别。
探究二 宏观世界与微观世界的区别 20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微 观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了 重要作用。
3.经典力学的适用范围： 只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
探究三 弱引力与强引力的区别
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释 天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首 次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统 一起来．
同事物的本质与规律
练习
1．牛顿定律适用于下列哪些情况( BCD) A．研究原子中电子的运动 B．研究“神舟五号”飞船的高速发射 C．研究地球绕太阳的运动 D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
练习
2．下列说法中正确的是( C ) 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．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所
但是宇宙中有一些天体，例如白矮星，他们的质量接近 太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～ 1010kg/m3;中子星的密度更是达1016～ 1019kg/m3。这些 天体表面的引力比我们常见的引力强的多，牛顿的引力 理论已经不适用了。
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； 只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。 高速运动（速度接近真空中的光速），需应用爱因斯坦 的狭义相对论。 当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理 学与经典物理学的结论没有区别。 对于微观世界，需要应用量子力学。 当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力学的 结论没有区别。
探究二 宏观世界与微观世界的区别 20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微 观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了 重要作用。
3.经典力学的适用范围： 只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
探究三 弱引力与强引力的区别
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释 天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首 次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统 一起来．
同事物的本质与规律
练习
1．牛顿定律适用于下列哪些情况( BCD) A．研究原子中电子的运动 B．研究“神舟五号”飞船的高速发射 C．研究地球绕太阳的运动 D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
练习
2．下列说法中正确的是( C ) 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．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所
但是宇宙中有一些天体，例如白矮星，他们的质量接近 太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～ 1010kg/m3;中子星的密度更是达1016～ 1019kg/m3。这些 天体表面的引力比我们常见的引力强的多，牛顿的引力 理论已经不适用了。
人教版物理必修二课件高一：第六章_6.经典力学的局限性
1．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，如水利学、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 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，所有这些都服从经典力学规律．
3．1915 年，爱因斯坦创立了_______广__义__相__对__论_，这是一 种新的时空与引力理论．在强引力的情况下，牛顿引力理论 ________不__适__用________．当物体的运动速度远小于光速时，相 对论与经典物理学的结论____没__有__区__别____；当另一个重要常数 即“普朗克常数”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结 论___没__有__区__别___；相对论与量子力学都没有否定经典力学，而 是认为经典力学是在一定条件下的近似．
高中物理课件
灿若寒星整理制作
6．经典力学的局限性
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．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_____，公式为 ___m_＝_____m1_－0__vc_22 ___．
2．经典力学有一定的适用范围和局限性．下列现象不适合 用经典力学描述的是( D )
A．飞行的子弹 B．绕地球运行的飞船 C．运行的列车 D．接近光速运动的粒子
高中物理人教版必修2课件：第六章 第7讲 经典力学的局限性
。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 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。2021/3/112021/3/11March 11, 2021
第7讲 经典力学的局限性
9
想一想 相对论与量子力学的出现是否否定了经典力学？ 答案 相对论与量子力学的出现，说明人类对自然界的 认识更加广泛和深入，而不表示经典力学已失去了意义， 它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围，经典力 学是相对论与量子力学的特例.
第7讲 经典力学的局限性
10
课堂讲义
理解·深化·探究
质与规律
第7讲 经典力学的局限性
13
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. 答案 BCD
18
针对训练 在粒子对撞机中，有一个电子经过高电压加速，速
度达到0.5c，则此时电子的质量变为静止时的__1_.1_5_5__倍.(结果
保留三位小数)
解析 由于电子的速度接近光速，所以质量变化明显，根据爱因
斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系得 m＝
m1－0 vc22＝
m1－0 14≈1.155m0.
1.8×108 m/s时，质量为多少？
解析 根据狭义相对论，m＝
m1－0 vc22，由题意知
高一物理人教版必修2课件：经典力学的局限性
C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快
经典力学的局限性
4、如果有一支静止时长30 m的火箭，以光
速的二分之一的速度从观察者的身边掠
过，以下说法中正确的是
（ BD）
A．地面上的观察者测得的火箭长为30 m
B．地面上的观察者测得的火箭长小于30 m
C．地面上的观察者测得的火箭长大于30 m
D．火箭上的观察者测得的火箭长为30 m
在宏观低速的世界：一切都理所当然？
宏观物体低速运动（远小于光速），经典力学完全适用。
时间和空间没有联系，相互独立，与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时，它就只好用上帝的 万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
例如：量子力学就不会错吗？ 新的理论会代替量子力学吗？
经典力学的局限性
爱因斯坦给后人的信
一天，爱因斯坦正在撰写光电效应定律的论 文，美国总统罗斯福打来电话，让他给５０００ 年后的人们写一封信。爱因斯坦笑了，说：“总 统，您真会开玩笑，要我写些什么呢？”
罗斯福非常郑重地说：“把我们这个时代人们 的思想和科学的发展，告诉５０００年后的人们， 让他们对我们有所了解。”“这样的信，即使写 了也没法寄啊！”爱因斯坦说，“没有这样的邮 差。”
到底是谁先动手呢？没有绝对的答案。在这个具 体事件中，谁先谁后是有相对性的。在列车参考 系中，B先A后，而在车站参考系中则是A先B后。
经典力学的局限性
选择的参考系不同，对运动的描述就不同：
例如：让两小球从同一高度同时自由下落。
不符合牛顿运动定律
符合牛顿运动定律
惯性系 非惯性系
人教版高中物理必修二课件 6.6 经典力学的局限性(共29张PPT)
哥白尼：日心说
第谷：20年精心观测数据
万有引力 定律
开普勒研究第谷数据得三个定律 胡克、哈雷进一步认识 牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
经 典 力 学 的 发 展 过 程
如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。 经 典 力 学 金 字 塔 的 建 立
牛顿三大定律 牛顿 万有引力定律
笛卡尔、胡克、 哈雷等
普朗克创立量 子力学
宏观世界与微观世界的区别 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，其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。
经典力学(牛顿运动定律)在宏观世界 中成立(适用),微观世界不适用。
m
m0 v 1 c
2
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
质量随速度增大而增大
经典力学中速度叠加原理不再成立
V1
当火车未动乘 客行走时, 观 察者认为乘客 的速度为V2
当火车以V1运动, 乘客行走时, 观 察者认为乘客的 速度为V2+ V1
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。 相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同 参考系中是不同的，因而上式不能成立。
物理· 必修2（人教版）
第六章 万有引力与航天 第六节 经典力学的局限性
第一部分包括：“定义和注释”和“运动的基本定 理或定律”。这部分虽然篇幅不大，却极为重要。 第二部分是这些基本定律的作用，包括三篇：第一 篇是研究万有引力的；第二篇是讨论介质对物体运动的 影响；第三篇是“论宇宙系统” 。
人教版高中物理必修二课件：第六章 6.经典力学的局限性
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= 0 ,两者在速度远小于光
2
1- 2
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
•5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/212021/11/212021/11/2111/21/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍
界,有局限性。
相对论并没有否定牛顿建立的经典力学理论。经典力学理论是
相对论当 v≪c 时的结果。
一、
从低速到高速
知识精要
1.低速与高速的概念
(1)低速:远小于光速的速度为低速,通常所见物体的运动,如行
驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆
为低速运动。
(2)高速:有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近,
动问题,经典力学已不再适用,需要用相对论知识来处理。
3.物体运动的速度对质量有影响吗?有何影响?
答案:(1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变。
(2)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= 0 ,其中 m0 为物体静止时的质量,m 是物体速度为 v 时的
2
1- 2
1.试举例说明何为低速,何为高速。
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= 0 ,两者在速度远小于光
2
1- 2
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
•5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/212021/11/212021/11/2111/21/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍
界,有局限性。
相对论并没有否定牛顿建立的经典力学理论。经典力学理论是
相对论当 v≪c 时的结果。
一、
从低速到高速
知识精要
1.低速与高速的概念
(1)低速:远小于光速的速度为低速,通常所见物体的运动,如行
驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆
为低速运动。
(2)高速:有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近,
动问题,经典力学已不再适用,需要用相对论知识来处理。
3.物体运动的速度对质量有影响吗?有何影响?
答案:(1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变。
(2)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= 0 ,其中 m0 为物体静止时的质量,m 是物体速度为 v 时的
2
1- 2
1.试举例说明何为低速,何为高速。
高中物理人教版必修2《经典力学的局限性》课件
• B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的 距离是一定的
• C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按 需要挑选不同的数值
• D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一 定的
解析：由于同步卫星相对于地面静止不动，而万有引力 充当向心力，周期等于地球自转周期．轨道的圆心位置在地 心，若定点在地面上任一点的上方，万有引力的一个分力充 当向心力，另一分力使其逐渐离开原位置向赤道上方“漂
(5)同步卫星的高度固定不变，由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋
h)，mg＝GMRm2 ，得离地高度 h＝3.6×104 km.
• 【特别提示】(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径
r、环绕速度 相同．
v、角速度ω及
向心加速度an的大小均
• (2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心 圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止．
旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动 的 卫星 ．
• 2．原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球 对它的 万有引力 ．
3．卫星的 v、ω、T 与运动半径 r 的关系
mvr2⇒v＝
GM r
GMr2m＝mmω2T2πr⇒2rω⇒＝T＝
GM r3
4π2r3 GM
man⇒an＝
GM r2
• 二、三个宇宙速度的比较
mω2(R＋h)＝mRR＋2gh2所以 R＋h＝
3
R2g ω2 .
F＝mω2(R＋h)＝m3 R2gω4，故选项 C 也正确．
• 答案：BC
• 【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人 造地球卫星，则下面说法中正确的是( )
• A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的 距离可按需要挑选不同的数值
• C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按 需要挑选不同的数值
• D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一 定的
解析：由于同步卫星相对于地面静止不动，而万有引力 充当向心力，周期等于地球自转周期．轨道的圆心位置在地 心，若定点在地面上任一点的上方，万有引力的一个分力充 当向心力，另一分力使其逐渐离开原位置向赤道上方“漂
(5)同步卫星的高度固定不变，由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋
h)，mg＝GMRm2 ，得离地高度 h＝3.6×104 km.
• 【特别提示】(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径
r、环绕速度 相同．
v、角速度ω及
向心加速度an的大小均
• (2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心 圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止．
旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动 的 卫星 ．
• 2．原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球 对它的 万有引力 ．
3．卫星的 v、ω、T 与运动半径 r 的关系
mvr2⇒v＝
GM r
GMr2m＝mmω2T2πr⇒2rω⇒＝T＝
GM r3
4π2r3 GM
man⇒an＝
GM r2
• 二、三个宇宙速度的比较
mω2(R＋h)＝mRR＋2gh2所以 R＋h＝
3
R2g ω2 .
F＝mω2(R＋h)＝m3 R2gω4，故选项 C 也正确．
• 答案：BC
• 【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人 造地球卫星，则下面说法中正确的是( )
• A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的 距离可按需要挑选不同的数值
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爱因斯坦引力理论认为：物体的半径减小时，其表面上的万 有引力比“平方反比”规律增大得快，引力趋于无穷大发生 在接近一个“引力半径”的时候. 只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯 坦引力理论和牛顿引力理论计算出的引力的差异并不很大， 但当天体的半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大，也 就是说，在强引力的情况下，牛顿引力理论将不再适用.
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后！ TIP2：可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识，由于不受后摄抑制的 影响，更容易储存记忆信息，由短时记忆转变为长时记忆。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
TIP3：另外，还有研究表明，记忆在我们的睡眠过程中也并未停止，我们的大 脑会归纳、整理、编码、储存我们刚接收的信息。所以，睡前的这段时间可是 非常宝贵的，不要全部用来玩手机哦~ TIP4：早晨起床后，由于不受前摄抑制的影响，我们可以记忆一些新的内容或 者复习一下昨晚的内容，那么会让你记忆犹新。
观察到的加速后电子的质量是多大？
解析 m＝
m1－0 vc22＝
1－me54cc2≈1.67me
答案 1.67me
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
2.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量结果 在不同参考系中有何区别？ 答案 在经典力学中，同一过程的位移和时间的测量结 果在不同参考系中是相同的；在狭义相对论中，同一过 程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是不同的.
要点提炼
1.低速与高速的概念 (1)低速：通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发 射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体皆为低 速运动物体. (2)高速：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.
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完整过程
消化
固化
模式
拓展
小思考
TIP1：听懂看到≈认知获取； TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道； TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法--场景法
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. 答案 牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异： (1)行星的运动，在近日点和远日点，引力的变化规律不完全 相同，导致轨道不闭合、近日点旋进. (2)牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小时，其表面上 的万有引力与半径的二次方成反比地增大，对于半径接近于 零的物体，其表面上的万有引力接近于无穷大.
四、从弱引力到强引力
问题设计
1.经典力学与行星轨道的矛盾是什么？ 答案 按牛顿的万有引力定律推算，行星应该沿着一些椭圆 做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭 合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动. 2.由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？ 答案 经典力学只适用于弱引力场，而不适用于强引力场.
m1－0 vc22＝
1－m360××11008622≈1.000 2m0
所以改变的百分比为m－m0m0×100%＝0.02%. 答案 增大了 0.02%
课堂要点小结
经 从低速到高速：速度对质量的影响m＝
典
力 经典力学适用于低速运动
1m－0 vc2，
学 的
从宏观到微观：微观粒子的运动适用量子力学，经典力
例2 关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是( ) A.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于
真空中的光速) B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，
不适用于低速运动 C.经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于
真空中的光速) D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，
三、从宏观到微观
问题设计
经典力学的适用范围是什么？ 答案 适用于宏观世界、低速运动.
要点提炼
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.
2.速度对质量的影响
(1)在经典力学中，物体的质量不随 运动状态 的改变而改变.
(2)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＝
m0 1－vc22 ，其中m0是物体静止时的质量，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
量的测量结果是与运动状态密切相关的.
3.速度对物理规律的影响 (1)经典力学认为位移和时间的测量结果都与参考系 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 ， 在不同的参考系中是 不同 的. (2)对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理.对于 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.
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
记忆后
选择巩固记忆的时间 艾宾浩斯遗忘曲线
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择巩固记忆的时间！ TIP2：人的记忆周期分为短期记忆和长期记忆两种。 第一个记忆周期是 5分钟 第二个记忆周期是30分钟 第三个记忆周期是12小时 这三个记忆周期属于短期记忆的范畴。
4.经典力学和相对论及量子力学的关系如何？ 答案 经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特 例，它包含于相对论和量子力学中，相对论和量子力学 的建立并没有否定经典力学.
要点提炼
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.经典力学的适用范围 (1)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； 只适用于 弱引力 情况，不适用于 强引力 情况.
12
解析 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；经典力学并非万能的，也有其适 用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理 论可以解决自然界中所有的问题.因此只有B项正确. 答案 B
12
2.(对质量和速度关系的认识)电子的静止质量为 me，加速 后的电子相对实验室的速度是45c(c 为光速)，在实验室中
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3组就可以了，记忆效率也会大大提高。
(2)对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯 坦的相对论.当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对 论物理学与经典物理学的结论没有区别. (3)对于微观世界，需要应用量子力学.当普朗克常量可以忽 略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别. (4)对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论.当天体的 实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛 顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大.
局 学适用于宏观物体
限
从弱引力到强引力：强引力时应用爱因斯坦引力理论，
性 经典力学适用于弱引力
12 自我检测
1.(对经典力学的认识)下列说法正确的是( ) A.牛顿运动定律就是经典力学 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
的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.
2.牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与_地__面__上__ 物体 的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大
综合，是人类认识史上的一次重大飞跃.
二、从低速到高速
问题设计
1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？ 答案 在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变 而改变，而在狭义相对论中，质量要随着物体运动速度 的增大而增大.
典例精析
一、对经典力学和狭义相对论的认识