高中物理人教版必修二第六章第六节经典力学的局限性导学案 2页

6.经典力学的局限性 问题导学 一、从低速到高速 活动与探究 1 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？ 迁移与应用 1 对于公式 m＝ m0 1－(v c )2 ，下列说法正确的是（ ） A．式中的 m0 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＞m0，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 [来源:Z,xx,k.Com] 1．物体的质量是它的固有属性，是相对不变的。这一结论成立的前提是物体做低速运 动，在高速运动中物体的质量要随运动速度的增大而增大。 2．狭义相对论中的两个基本假设： （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 c 都一样。 二、从宏观到微观、从弱引力到强引力 活动与探究2 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。[来源:Zxxk.Com] 迁移与应用 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物体问题；只适用于宏观物体，一般不 适用于微观粒子。这说明（ ） 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[来源:学科网] 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 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．微观世界要用相对论和量子力学的知识来解释。 3．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。但当天体的实际半 径接近引力半径时，这种差异将急剧增大。 这就是说，在强引力的情况下，牛顿引力理论将不再适用。 答案：[来源:学科网] 【问题导学】 活动与探究 1： 1．答案：（1）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。 （2）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．答案：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。 3．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＝ m0 1－v2 c2 ， 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。 迁移与应用 1：CD 解析：式中的 m0 是物体静止时的质量，所以选项 A 错。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，通常由于物 体的运动速度太小，故质量的变化十分微小，一般在分析地球上宏观物体的运动时，不必考 虑质量的变化，所以选项 B 错，选项 C、D 正确。[来源:学.科.网] 活动与探究 2： 1．答案：弱相互作用下，低速运动的宏观物体。 2．答案：在经典力学中，物体的粒子性和 波动性是对立的、不相容的，而微观粒子既 具有粒子性又具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学来说明，量子力学能正确地描述 微观粒子的规律性。实际上任何物质都具有波粒二象性，只不过宏观粒子的波动性十分微 弱，研究运动时不予考虑。 3．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 力学之中，相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学。 迁移与应用 2：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。