【中学教材全解】2014-2015学年高中物理 第6章 第6节 经典力学的局限性课件 新人教版必修2.ppt

经典力学的局限性学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：1.了解经典力学的发展历程和伟大成就；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；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；初步了解微观和高速世界中的奇妙现象；4.了解相了解相对论对论、量子、量子论论的建立的建立对对人人类类深入深入认识认识客客观观世界的作用，知道世界的作用，知道物理学改物理学改变变人人们们世界世界观观的作用。的作用。第6节重点重点了解经典力学的局限性。难点难点了解相对论、量子力学与经典力学的关系。重点难点重点难点提出问题提出问题1 1.经经典力学的成就有哪些？典力学的成就有哪些？结结论论:（1）牛顿运动定律和万有引力定律把天体的运动与地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。（2）经典力学的基础，在以后的二百多年里几乎统治了物理学的各个领域。（3）经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等得到了广泛的应用，并取得了巨大的成就。（4）由牛顿力学定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等，是航空航天技术的理论基础。火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射，都是牛顿力学规律的应用范例。说明：通过该问题探究促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勤于思考，培养其学科探究能力，使其逐步形成科学态度。一、一、从低速到高速从低速到高速2.在在经经典典力力学学和和狭狭义义相相对对论论中中，物物体体的的质质量量有有何何不不同同？狭？狭义义相相对论对论中物体的中物体的质质量表达式是怎量表达式是怎样样的？的？提出问题提出问题3.在在经经典典力力学学和和狭狭义义相相对对论论中中，位位移移和和时时间间的的测测量量在在不同参考系中有何区不同参考系中有何区别别？结结论论: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。提出问题提出问题典型典型例题例题典型典型例题例题二、二、从宏从宏观观到微到微观观提出问题提出问题经经典力学的适用范典力学的适用范围围是什么？并是什么？并说说明理由。明理由。结结论论:（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。三、三、从弱引力到从弱引力到强强引力引力提出问题提出问题1.经经典典力力学学与与行行星星运运动动轨轨道道的的矛矛盾盾是是什什么么？由由经经典典力力学学与与行星运行星运动轨动轨道的矛盾道的矛盾说说明了什么？明了什么？结结论论:（1)经典力学与行星轨道的矛盾：按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆，行星沿着这些椭圆做周期性运动。而实际的天文观测表明，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)爱因斯坦广义相对论的计算结果与实际观测到的水星的运动情况吻合得很好。这说明经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。提出问题提出问题2.归归纳纳牛牛顿顿万万有有引引力力定定律律与与爱爱因因斯斯坦坦引引力力理理论论的的主主要要差差异异？结论结论: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）根据牛顿的万有引力定律，假定一个球形天体的总质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面的引力将会增大。半径减小至原来的二分之一，引力增大到原来的四倍。这就是常说的“平方反比”规律。爱因斯坦引力理论表明，这个力实际上增加得更快些。天体的半径越小，这种差别越大。（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力的差异并不是很大，但当天体的半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大，这就是说，在强引力的情况下，牛顿的引力理论将不再适用。典型典型例题例题例例3 3 下面下面说说法中正确的是（法中正确的是（）A.根根据据牛牛顿顿的的万万有有引引力力定定律律可可以以知知道道，当当星星球球质质量量不不变变，半半径径变变为为原原来来的的一一半半时时，表表面面上上的的引引力力将将变变为为原原来来的的4倍倍B.按按照照广广义义相相对对论论可可以以知知道道，当当星星球球质质量量不不变变，半半径径变变为为原来的一半原来的一半时时，表面上的引力将大于原来的，表面上的引力将大于原来的4倍倍C.在在球球体体的的实实际际半半径径远远大大于于引引力力半半径径时时，根根据据爱爱因因斯斯坦坦的理的理论论和牛和牛顿顿的引力理的引力理论计论计算出的力差异很大算出的力差异很大D.在在天天体体的的实实际际半半径径接接近近引引力力半半径径时时，根根据据爱爱因因斯斯坦坦的的理理论论和牛和牛顿顿的引力理的引力理论计论计算出的力差异不大算出的力差异不大巩固练习巩固练习1.下列下列说说法中正确的是（法中正确的是（B ）A.牛牛顿顿运运动动定律就是定律就是经经典力学典力学B.经经典力学的基典力学的基础础是牛是牛顿顿运运动动定律定律C.牛牛顿顿运运动动定律可以解决自然界中所有的定律可以解决自然界中所有的问题问题D.经经典力学可以解决自然界中所有的典力学可以解决自然界中所有的问题问题巩固练习巩固练习2.2.继继哥哥白白尼尼提提出出“太太阳阳中中心心说说”、开开普普勒勒提提出出行行星星运运动动三三定定律律后后，牛牛顿顿站站在在巨巨人人的的肩肩膀膀上上，创创立立了了经经典典力力学学，揭揭示示了了包包括括行行星星在在内内的的宏宏观观物物体体的的运运动动规规律律；爱爱因因斯斯坦坦既既批批判判了了牛牛顿顿力力学学的的不不足足，又又进进一一步步发发展了牛展了牛顿顿的的经经典力学，典力学，创创立了相立了相对论对论。这说这说明（明（D ）世世界界无无限限广广大大，人人不不可可能能认认识识世世界界 人人的的意意识识具具有有能能动动性性，能能够够正正确确地地反反映映客客观观世世界界 人人对对世世界界的的每每一一个个正正确确认认识识都都有有局局限限性性，需需要要发发展展和和深深化化 每每一一个个认认识识都都可可能能被被后后人人推推翻翻，人人不不可可能能获获得得正正确的确的认识认识 A.B.C.D.巩固练习巩固练习布置作业布置作业 1、教材第教材第53页页“问题问题与与练习练习”第第1、2题题 2、完成完成 课时学案课时学案 中交流讨论的内容中交流讨论的内容