第六章 万有引力与航天 第6节 经典力学的局限性 .pdfVIP

第六章万有引力与航天第6节经典力学的局限性--第1页

6．经典力学的局限性

三维目标

知识与技能

1．知道牛顿运动定律的适用范围；

2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用；

3．知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时。

过程与方法

通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，

人类对科学的认识是无止境的。

情感、态度与价值观

通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范

围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。

教学重点

牛顿运动定律的适用范围。

教学难点

高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教具准备

多媒体课件

教学过程

［新课导入］

经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。

牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，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。著名物理学家杨振宁曾赞颂道：“如果一定要举出

某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出

版的那一天。”

是的，从地面上物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝，

修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮

球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船……所有这些都服从经典力学的规律。经典力学在如此

广阔的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性和经典力学的魅力。

第六章万有引力与航天第6节经典力学的局限性--第1页

第六章万有引力与航天第6节经典力学的局限性--第2页

但是，像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性，它

像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。那么经典力学在什么范围内适用呢？有

怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这方面的知识。

［新课教学］

一、从低速到高速

请同学们阅读教材“从低速到高速”部分，回答低速与高速的概念、质速关系、速度合

成的两个公式。

1．低速与高速

（1）低速运动

经典力学中各种物体的运动，速度都远小于真空中的光速。处理这些运动，经典力学完

全适用。通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇

宙飞船等。

物体运动的速度远小于光速的运动，称为低速运动。

（2）高速运动

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．质速关系

20世纪初，著名物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论。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。它得出了一些不同于经典力学的观念和结论。

例如，在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量

要随着物体运动速度的增大而增大，即

mmvc

式中是物体静止时的质量，是物体速度为时的质量，是真空中的光速。

0