1、学案14经典力学的局限性一、从低速到高速请同学们阅读教材，完成以下的知识要点填空1经典力学的基础是_，牛顿运动定律和万有引力定律在_、_、_的广阔区域，包括_的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就2狭义相对论阐述物体以_运动时所遵从的规律3在经典力学中，物体的质量是_的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而_，即m，两者在_的条件下是统一的4经典力学认为位移和时间的测量都与参考系_相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系_，在不同的参考系中_例1如果真空中的光速为c3.0108 m/s，当一个物体的运动速度为v12.4108 m/s时，质量为3 kg.当它的速度为1.81
2、08 m/s时，质量为多少？即学即用1下列说法中正确的是()A牛顿运动定律就是经典力学B经典力学的基础是牛顿运动定律C牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题D经典力学可以解决自然界中所有的问题2一个粒子，原来静止时对应的质量为m0.则：(1)当这个粒子的速度为3107 m/s时，它增大的质量占原来质量的百分比是多少？(2)当这个粒子的速度为2.4108 m/s时，它增大的质量占原来质量的百分比又是多少？二、从宏观到微观119世纪末20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们不仅具有_，同时还具有_.20世纪20年代，_建立，它能够正确地描述微观粒子运动的
3、规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用2经典力学的适用范围：只适用于_运动，不适用于_运动；只适用于_世界，不适用于_世界即学即用3以下说法正确的是()A经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B经典力学理论的成立具有一定的局限性C在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D相对论与量子力学否定了经典力学理论三、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，牛顿引力理论_当物体的运动速度远小于光速c(3108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论_当另一个重要常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论_问
4、题情境请同学们阅读教材并回答下列问题1经典力学与行星轨道的矛盾是什么？2由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？3归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异4经典力学和相对论及量子力学的关系如何？即学即用4通过一个加速装置对电子施加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，对这个加速过程，下列描述正确的是()A根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C电子开始先近似于匀加速运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释学案14经典力学的局限性答案课堂活动区核心知识探究一、1牛顿运动定律宏观低速弱引力
5、天体力学2.接近光的速度3不变增大速度远小于光速4无关有关不同例12.25 kg解析根据狭义相对论，m，由题意知m1，m2所以，所以m2m1 kg2.25 kg.即学即用1B经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系，明确经典力学的适用范围，才能正确解决此类问题所以选B.2(1)0.5%(2)66.7%二、1粒子性波动性量子力学2.低速高速宏观微观即学即用3BC经典力学理论只适用于宏观、低速运动的物体，A错，B对在经典力学中，物体的速度v
6、c，所以物体的质量不随运动状态而改变，但相对论和量子力学并不否定经典力学，认为经典力学是在一定条件下的特殊情形，C正确，D错误三、不再适用没有区别没有区别问题情境1按牛顿的万有引力定律推算，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得很好2经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力3牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异(1)牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大，对于半径接近于零的物体，其表面上的万有引力
7、接近于无穷大(2)爱因斯坦引力理论认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力比二次方成反比规律增大得快，引力趋于无穷大发生在接近一个“引力半径”的时候(3)只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的引力的差异并不很大，但当天体的半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大，也就是说，在强引力的情况下，牛顿引力理论将不再适用(4)行星的运动，在近日点和远日点，引力的变化规律不完全相同，导致轨道不闭合，近日点旋进4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即学即用4C电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速运动随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量增大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用
