6.6经典力学的局限性导学案

6.6 《经典力学的局限性》学案【学习目标】（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。

【重点难点】1.牛顿运动定律的适用范围。

2.高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

【课前预习】1．经典力学认为，物体的质量与物体的运动状态；而狭义相对沦认为，物体的质量随着它的速度的增大而，若一个物体静止时的质量为，则当它以速度运动时，共质量m= 。

2.每一个天体都有一个引力半径，半径的大小由决定；只要天体实际半径它们的引力半径，那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异。

但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异。

3.19世纪末和20世纪以来，物理学的研究深入到，发现、、等微观粒子不仅有、，而且有，它们的运动规律不能用经典力学来说明。

[堂中互动][问题探究1]经典力学发展和伟大成就[教师点拨]经典力学发展经历了三个阶段：第一阶段是在伽利略、牛顿时代之前，人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学；第二阶段是从伽利略到牛顿，是经典力学从基本要领、基本定律到建成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学打下重要基础。

如伽利略、笛卡儿对惯性的研究发现了惯性定律和重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想，开普勒对天体运动的研究发现了行星运动三定律，为万有引力定律奠定基础，惠更斯对碰撞问题的研究等。

第三阶段是牛顿之后经典力学的新发展，后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。

经过几百年的发展和完善，经典力学取得了伟大成就：1.1687年，牛顿在前人的基础上发表了《自然哲学的数学原理》，这是一部奠定了经典力学基础的划时代的著作。

在这本书中，牛顿用数学方法证明了万有引力定律和三大运动定律，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”。

第1 页第2 页3.从宏观到微观19世纪末20世纪初，物理学的研究深入到微观世界，人们发现了电子、质子、中微子等微观粒子。

这些粒子不仅具有粒子性还具有波动性，经典力学一般不适用于微观粒子。

经典力学不适用于微观世界。

4.从弱引力到强压力万有引力定律的发现解释了天体运动的规律，并预言了海王星的存在。

然而天文观测发现了水星旋进现象，如图所示。

1915年，爱因斯坦创立了广义相对论。

这种理论认为，万有引力并不是严格遵守平方反比率，在高密度的星体附近，其引力要大得多的多。

牛顿的引力理论不成立了。

5.经典力学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．对于微观世界、高速运动，取而代之的是相对论和量子力学。

但是相对论和量子力学并没有否定经典力学，而只认为经典力学是一定条件下的特殊情形。

随堂练习1.关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是( ) ADA．经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合B．经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在C．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性D．人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系2.关于经典力学的局限性，下列说法正确的是( ) BCDA．经典力学没有局限性B．经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近光速时，就不适用了C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象D．经典力学的时间和空间分离的观点不对3．关于牛顿力学的适用范围，下列说法正确的是( ) CA．宏观高速问题 B．微观低速问题 C．宏观低速问题 D．微观高速问题4．17世纪末，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是( )AA．牛顿B．开普勒C．笛卡儿D．伽利略5．以下说法正确的是( )BCA．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B．经典力学理论的成立具有一定的局限性C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D．相对论与量子力学否定了经典力学理论6．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是( )DA．爱因斯坦创立了“日心说”B．哥白尼提出了“地心说”C．伽利略发现了行星运动定律D．牛顿总结出了万有引力定律7．下列说法中正确的是( )BCA．爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律B．爱因斯坦的狭义相对论研究了物体在高速运动时所遵循的规律C．牛顿物理学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律D．牛顿物理学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律8．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( )BCA．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9．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是( )ADA．牛顿发现了万有引力定律B．牛顿通过实验证实了万有引力定律C．相对论的创立表明经典力学已不再适用D．爱因斯坦建立了狭义相对论10．下面说法中正确的是( )A①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②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③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④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A．①③B．②④C．①④D．②③。

《6.6经典力学的局限性》第 1 课时导学案编写人：赵兰波审核人：马东岚审批人：【学法指导】1.认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；2.探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；3.课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；4.全力以赴，相信自己！【学习过程】1．20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论．在经典力学中，物体的质量是的，而相对论指出质量随着速度变化而2．20世纪初期，建立了，它能够正确地描述微观粒子的运动规律．3．经典力学只适用于解决问题，不能用来处理——问题，经典力学只适用于物体，一般不适用于．4．微观粒子的运动不仅具有性．同时具有波动性．它们的运动规律很多情况下不能用经典力学来说明．要增强正确描述微观粒子的运动规律，需要用．5．牛顿运动规律只适用于物体的运动，狭义相对论阐述物体在以的速度运动时所遵从的规律．本节学习了经典力学的局限性：(1)从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体的运动速度的增大而增大．即(2)从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义．只说明它有一定的适用范围：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．(3)从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区别．相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只是认为科学在一定条件下有其特殊性．经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力．【预习自测】1、牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔的领域，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、经典力学的适用范围：只适合于低速运动，；只适合于宏观世界，。

3、经典力学认为时间是，质量是，空间是。

经典力学深入到高速领域将被所代替，深入到微观领域将被所代替。

4、已知地球半径为R，地面处重力加速度为g，地球自转的角速度为ω，则质量为m的地球同步卫星所受的向心力为。

AAAAAAA．很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差〖你对本导学案还有什么疑问〗拓展性练习（可以选作）课前预习练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“普朗克常数”（6.63*10-34J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论。

课堂探究练习1.下列说法正确的是（）A.牛顿定律就是经典力学；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。

2. 17世纪，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是（）A.牛顿；B.开普勒；C.笛卡尔；D.伽利略。

３.以下说法正解的是（）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用；B.经典力学理论的成立具有一定的局限性；C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变；D.相对论与量子力学否定了经典力学理论。

高中物理 6.6.2 经典力学的局限性导学案新人教版必修6、6、2经典力学的局限性第课时课题名称时间第周星期课型习题课主备课人目标1、知道质量与速度的关系，2、知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化、3、进一步认识到牛顿力学的局限性，只适用低速，不适用于高速；只适用于宏观世界，不适用于微观世界、经典力学具有局限性、重点进一步认识到牛顿力学的局限性我的问题难点进一步认识到牛顿力学的局限性自主学习1、牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔的领域，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、经典力学的适用范围：只适合于低速运动，；只适合于宏观世界，、3、经典力学认为时间是，质量是，空间是、经典力学深入到高速领域将被所代替，深入到微观领域将被所代替、4、已知地球半径为，地面处重力加速度为，地球自转的角速度为ω，则质量为的地球同步卫星所受的向心力为、5、在地球赤道上，质量1 kg的物体随同地球自转需要的向心力最接近的数值为（）A、103NB、10NC、10-2ND、10-4 N精讲互动2、如图2所示，有A、B两个行星绕同一恒星O做圆周运动，运转方向相同，A 行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇（即两行星相距最近）则（）A、经过时间t=T1+T2两行星将第二次相遇如图2B、经过时间两行星将第二将相遇C、经过时间两行星第一次相距较远D、经过时间两行星第一次相距最远达标训练1、如图3所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列正确说法有（）如图3A、根据，可知vA＜vB＜vCB、根据万有引力定律，FA＞FB＞FCC、向心加速度aA＞aB＞aCD、运动一周后，A先回到原地点2、如果真空中的光速为c＝3108m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2、4108 m/s时，质量为3kg，当它的速度为v2＝1、8108m/s时，质量为多少？作业课后小结。

高二物理6.6经典力学的局限性教案1.通过互联网及教材对信息的收集和处理，逐步学会分析、解决问题以及提高与他人交流、合作的能力。

2.根据学习任务，能计划安排并调控自己的学习过程，有一定的自主学习能力。

三、情感态度与价值观1.培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。

2.培养学生对科学的好奇心与求知欲。

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。

教学过程一、引入新课教师：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展，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（一）从低速到高速教师：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、速度合成与两个公式。

学生：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：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m0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。

（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。

教师：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？学生：适用于低速运动的物体。

高一年级物理学科“问题导学案”【课题】：经典力学的局限性编写人：赵林燕审核人:高一全体教师【学习导航】：学习目标：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。

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【自主学习问题探究】：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”？【学生自主归纳未掌握的内容】：【实例探究】：［例1］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?【提示】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.［例2］以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?【提示】经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.高一年级物理学科练案【因人训练】（A档）1、20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论.在经典力学中，物体的质量是的，而相对论指出质量随着速度变化而。

2、20世纪初期，建立了，它能够正确地描述微观粒子的运动规律。

3、经典力学只适用于解决问题，不能用来处理问题，经典力学只适用于物体，一般不适用于。

高中物理 6.6经典力学的局限性导学案新人教版必修6、6经典力学的局限性导学案新人教版必修2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。

自主学习：自学课本P48-52（一）从低速到高速在经典力学中，物体的质量是_____________（填变化特点）；在狭义相对论中，物体的质量是_____________（填变化特点），用公式表示为_______ ______；二者在_____________条件下是统一的。

（二）时间与空间1、物体运动的特征就是它的位置随时间而发生变化，生活经验告诉我们：①空间就像_____________；它给物体的运动提供一个_____________，它对物体的运动本身_____________。

也就是说，空间是_____________而存在的。

②时间就像_____________；它计量着物体_____________，而任何物体_____________。

也就是说，时间是____________而存在的。

2、爱因斯坦所提出的时空观认为，在研究物体的_____________，即速度_____________时，物体的长度（即物体所占有的空间）以及物理过程、化学过程，甚至生命过程的持续时间，都_____________。

（三）从宏观到微观经典力学能够很精确地描述宏观物体的运动规律，但对微观粒子的波粒二象性无能为力，_____________能够正确地描述微观粒子运动的规律性。

以上事实说明，经典力学的适用范围：_________ ____。

（四）从弱引力到强引力相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的_____________。

合作探究：地球以C=3104m/s的速度绕太阳公转，它的质量是静止质量的多少倍？当一个物体以v＝0、8C的速度运动时，它的质量是静止质量的多少倍？解：由得；地球绕太阳运转的动质量当v＝0、8C时，动质量目标检测：1、19世纪末20世纪初以来，物理学的研究深入到___________，发现___________、___________、___________等微观粒子不仅有___________，而且有___________，它们的运动规律不能用经典力学来说明。

第六节 经典力学的局限性【学习目标】1.了解经典力学发展中的局限性,知道在高速和微观时,需要用相对论的观念解决问题.2.了解爱因斯坦的相对论在几个不同方向的发展基础,培养尊重科学、勇于向科学学习的意识. 【自主学习】1.我们接触较多的力学知识均属于经典力学,它的基础是宏观物体、低速运动。

2.按照爱因斯坦狭义相对论,物体在高速运动时,质量会发生变化,公式m=2201c v m .3.按相对论的理解,在不同参照物中测量同一过程的位移和时间结果是 不同的经典力学可适用.4.经典力学只适用于宏观世界，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. 【合作探究】 一、从低速到高速1．试举例说明何为低速，何为高速。

2．试探究分析低速运动问题和高速运动问题分别用什么规律来处理。

3．物体运动的速度对质量有影响吗？有何影响？二、从宏观到微观、从弱引力到强引力1．试讨论经典力学理论的适用范围是什么。

2．为什么经典力学不适用于微观粒子？3．试说明经典力学和相对论及量子力学的关系。

【课堂检测】1.以下说法正确的是（ ）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有一定的局限性C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论2.20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了 ，改变了经典力学的一些结论。

在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度变化而 。

3.经典力学只适用于解决 问题，不能用来处理问题，经典力学只适用于 物体，一般不适用于 。

4. 与 都没有否定过去的科学，而认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。

5.对于公式m ＝m 01－(v c)2，下列说法正确的是（ ）A ．式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B ．当物体的运动速度v ＞0时，物体的质量m ＞m 0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的C ．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D ．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化十分微小，在分析地球上宏观物体的运动时，不必考虑质量的变化【课后练习】1.以下说法正确的是（ ）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B. 经典力学理论的成立具有一定的局限性C. 在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论2.20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。