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高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性教学案新

人教版必修2

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[学习目标]1.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.3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象.4.

知道相对论、量子力学和经典力学的关系.

一、从低速到高速

1.经典力学的基础是牛顿运动定律，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.

2.狭义相对论阐述的是物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.

3.在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要

随物体运动速度的增大而增大，即m＝，两者在速度远小于光速的条件

下是统一的.

4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，相对论认为，同一

过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中测量结果

不同.

二、从宏观到微观

1.电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，

它们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：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.

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三、从弱引力到强引力

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.

[即学即用]判断下列说法的正误.

(1)洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高

速.(×)

(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.(×)

(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增大而增大.(√)

(4)对于宏观物体的低速运动问题，相对论、量子力学与经典力学是一

致的.(√)

(5)光线经过任何物体附近时都是沿直线传播的.(×)

一、从低速到高速

[导学探究]

1.地球绕太阳公转的速度是3×104m/s，设在美国伊利诺斯州费米实

验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999999999987倍光速

的速度，请思考：

(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？

(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？

答案(1)地球公转速度属于低速，被加速器加速后的电子的速度属于

高速.

(2)加速后电子的质量比电子的静止质量增大了.

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