【高中物理】高中物理(人教版)必修2同步教师用书：-第6章-6.经典力学的局限性.doc

6.经典力学的局限性学 习 目 标知 识 脉 络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(重点)3.知道速度对质量的影响及光速不变原理(难点)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.从 低 速 到 高 速 速度远小于光速接近光速运动物理理论经典力学相对论质量与速度的关系物体的质量是不随运动状态改变的物体的质量随着物体运动速度的增大而增大mm0/位移、时间与参考系的关系位移的测量、时间的测量都与参考系无关同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的1在经典力学中，位移的测量与参考系的运动情况无关()2在相对论力学中，运动的时钟和静止的时钟快慢相同(×)3在相对论力学中，高速运动的物体质量要变小(×)洲际导弹的飞行速度可达6 000 m/s，此速度在狭义相对论中属于高速还是低速？【提示】属于低速，狭义相对论的高速是可以与光速相比拟的速度，6 000 m/s 的速度远远小于光速，属于相对论中的低速地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s；设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987 倍光速的速度请思考：图6­6­1探讨1：地球的公转速度在狭义相对论中属于低速还是高速？被加速器加速后的电子的速度呢？【提示】地球公转的速度在狭义相对论中属于低速，被加速器加速后的电子速度属于高速探讨2：加速后电子的质量比电子的静止质量增大了还是减小了？【提示】增大了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，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，物体的质量不随速度而变根据牛顿第二定律Fma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c.(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，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3速度对物理规律的影响：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，需要用狭义相对论知识来处理1(多选)经典力学规律适用于下列运动的是() 【导学号：50152083】A子弹的飞行B飞船绕地球的运行C列车的运行D粒子接近光速的运动【解析】经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运动，经典力学能适用，故A、B、C正确；对于微观的情形经典力学不适用，故D错误故选：ABC.【答案】ABC2日常生活中，我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化，其原因是()A运动中的物体无法称量质量B物体的速度远小于光速，质量变化极小C物体的质量太大D物体的质量不随速度的变化而变化【解析】根据狭义相对论质速关系m可知，在宏观物体的运动中，vc，所以m变化不大而不是因为物体的质量太大或无法测量，也不是因为质量不随速度的变化而变化，正确选项为B.【答案】B3把电子从v10.9c加速到v20.97c时电子的质量增加多少？(已知电子静止质量m09.1×1031 kg)【解析】电子速度为v1时电子质量为m1电子速度为v2时电子质量为m2电子质量增量为mm2m11.66×1030 kg.【答案】1.66×1030 kg物体的质量与速度的关系从爱因斯坦的相对论可知：物体的速度越大，它的质量就越大当物体的速度远小于光速时，其质量的变化可以忽略；当物体的速度接近光速时，质量变化将很明显，其质量变化不可忽略从 宏 观 到 微 观、从 弱 引 力 到 强 引 力1微观世界电子、质子、中子等微观粒子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经典力学适用于低速运动，不适用于高速运动，适用于宏观世界，不适用于微观世界3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(3×108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结构没有区别当另一个重要常数即“普朗克常量”(6.63×1034 J·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经典力学一般不适用于微观粒子()2量子力学不能描述微观粒子的运动规律(×)3万有引力定律适用于中子星表面引力的计算(×)“黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体它的密度极大，对周围的物质(包括光)有极强的吸引力，在研究“黑洞”时，经典力学还适用吗？图6­6­2【提示】不适用，经典力学适用于弱引力问题，而“黑洞”问题属于强引力问题，经典力学不再适用如图6­6­3甲，质子束被加速到接近光速；如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体请思考：甲乙图6­6­3探讨1：经典力学是否适用于质子束的运动规律？如何研究质子束的运动规律？【提示】不适用可以用量子力学研究质子束的运动规律探讨2：经典力学是否适用于中子星的引力规律？如何研究中子星的引力规律？【提示】不适用可以用相对论力学研究中子星的引力规律狭义相对论经典力学适用于低速运动的物体；狭义相对论阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律量子力学经典力学适用于宏观世界；量子力学能够正确描述微观粒子的运动规律广义相对论经典力学在弱引力的情况下与实验结果符合得很好；爱因斯坦的广义相对论能够解释强引力情况下的作用规律4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，经典力学和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上述说法都是错误的【解析】经典力学适用于低速运动、宏观物体，不适用于高速、微观粒子量子力学不适用于宏观物体，适用于微观粒子，故选项C正确【答案】C5(多选)关于经典力学、相对论与量子论的说法正确的是 ()A当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了B相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义C量子力学能够描述微观粒子运动的规律性D万有引力定律也适用于强相互作用力【解析】经典力学只适用于低速宏观的物体，故A正确；相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，只是说经典力学有一定的适用范围，故B错误；量子力学描述了微观粒子运动的规律性，故C正确；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，故D错误【答案】AC6(多选)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()A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，把物理学推进到高速领域【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对、B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，D对【答案】AD科学是不断发展和完善的一切科学的发展都是人们主动认识世界的过程，而每个人的研究又都是建立在前人的基础上，通过自己的努力去发展和提高科学的成就总是在某些条件下的局部形成，在新的科学成就形成后，它将被包括在其中爱因斯坦的相对论并没有否定牛顿力学的理论，而是把它看成是在一定条件下的特殊情形高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。