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高中物理第六章万有引力与航天第六节经典力学的局限性课堂探究_图文.pdfVIP

高中物理第六章万有引力与航天第六节经典力学的局限性课堂探究_图文.pdf

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高中物理第六章万有引力与航天第六节经典力学的局限性课堂探究_图文--第1页

第六节经典力学的局限性

课堂探究

探究一经典力学与相对论、量子理论的比较

问题导引

如图为设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加速器(或称同步回旋加速器),电子经加速器加速

后,能量可达到100GeV,电子速度达到0.999999999987倍的光速。这时经典力学的规律还适用吗?

提示:经典力学在低速运动的广阔领域(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,但在高速领域不再适用。

名师精讲

1.经典力学适用于低速运动的物体,不适用于高速(接近光速)运动的物体,狭义相对论阐述物体在

以接近光的速度运动时所遵从的规律。

2.经典力学适用于宏观世界,一般不适用于微观粒子,而量子力学则能够正确描述微观粒子的运动

规律。

3.在弱引力的情况下,牛顿万有引力定律与实验结果符合的很好,而在强引力的情况下,万有引力

定律不再适用。而爱因斯坦的广义相对论则能够解释强引力情况下的作用规律。

4.相对论和量子力学并没有否定经典力学,经典力学是二者在一定条件下的特殊情形。

警示经典力学的适用范围是宏观,低速,弱引力等,但对于微观、高速、强引力问题却不适用。量

子力学则能够正确描述微观粒子的运动规律,而高速、强引力问题则要用相对论去解释。

【例1】(多选)关于经典力学和狭义相对论,以下说法中正确的是()

A.经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动(速度接近真空中的光速)

B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近真空中的光速),不适用于低速运动

C.经典力学既适用于低速运动,也适用于高速运动(速度接近真空中的光速)

D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近真空中的光速),也适用于低速运动

解析:狭义相对论既适用于高速运动的物体,也适用于低速运动的物体,经典力学是狭义相对论在一

定条件下的特殊情形,只适用于低速运动的物体。

答案:AD

题后反思要比较经典力学和相对论的区别,关键不但要知道各自的适用范围,还要区分开两个速度:

速度远小于真空中光速的,称为低速;速度接近于真空中光速的,称为高速。

探究二从低速到高速引起的变化

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高中物理第六章万有引力与航天第六节经典力学的局限性课堂探究_图文--第2页

问题导引

m

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=0,其中m为物体静止

0

v2

1-

c2

时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速。但日常生活中,我们并没有发现物体的质量

随物体运动速度的变化而变化,为什么呢?

提示:在宏观物体的运动中,v≪c,所以质量变化不大,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。

名师精讲

1.低速与高速的概念

通常所见物体的运动

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