经典力学的局限教程.ppt

(福建厦门六中08～09学年高一下学期月考)假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是 (　　) A．这个人是一个矮胖子 B．这个人是一个瘦高个子 C．这个人矮但不胖 D．这个人瘦但不高 答案：D * 了解经典力学的适用范围 * 了解相对论和量子力学理论 * 认识到知识的变化性与无穷性，培养献身于科学的时代精神 经典力学在人类活动的“正常”范围内是非常准确的．所谓“正常”范围是指：其中遇到的速度远小于光速，尺寸远大于分子但又不比银河系大很多倍，引力也不比地球引力大很多倍．在这个范围之外，牛顿物理学的结论就与观测结果不一致了．(如下图所示) 1．经典力学认为，物体的质量与物体的运动状态________；而狭义相对论认为，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m0，则当它以速度v运动时，其质量m＝__________________. 2．经典力学的适用范围是：只适用于________，不适用于________；只适用于________，不适用于________． 3．在太阳或者行星的引力场中，由爱因斯坦或牛顿的理论得出的引力________很大的差别．但是宇宙中有一些天体，例如________、________的密度很大，这些天体表面的引力比我们常见的引力________，牛顿的引力理论已经________了． (1)实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合． (2)界定了自然科学应有的基本特征． (3)将“实验和数学”相结合的方法推广到物理学的各个分支上，形成了完整的经典力学体系. 特别提醒： 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． C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，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，故质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化 答案：CD 解析：公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，A不对．由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B不对，C、D正确. (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，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． (3)经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界. (1)经典力学与行星轨道的矛盾 按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，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． 实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合的很好． (2)经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力. 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． 20世纪以来，人们发现了一些事实，而经典力学却无法解释，经典力学只适用于解决物体的________问题，不能用来处理________运动问题，只适用于________物体，一般不适用于________粒子．这说明人们对客观事物的具体认识在广度上是有________的，人们应当________． 解析：人们对客观世界的认识要受到他所处的时代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：低速运动　高速　宏观　微观　局限性　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 点评：历史的科学成就不会被新的科学成就所否定，它只能是新的科学在一定条件下的特殊情形． 19世纪末和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． 答案：微观世界　电子　质子　中子　粒子性　波动性 继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在世人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明 (　　)