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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学案

新人教版必修2

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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

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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

问题导引

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