2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第7章萬有引力與宇宙航行第5節(jié)相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性(2)課件

萬有引力航天第六章第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的局限性第六章經(jīng)典力學(xué)在人類活動的“正?！狈秶鷥?nèi)是非常準(zhǔn)確的.所謂“正常”范圍是指：其中遇到的速度遠(yuǎn)小于光速,尺寸遠(yuǎn)大于分子但又不比銀河系大很多倍,引力也不比地球引力大很多倍.只有在相對論問世之后,我們才開始了解神奇的高速世界、認(rèn)識變化多彩的星空,奧秘?zé)o窮的宇宙才為我們掀開又一層神秘的面紗.1．經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是________________,牛頓運(yùn)動定律和萬有引力定律在__________、__________、弱引力的廣闊領(lǐng)域,包括__________的研究中,經(jīng)受了實踐的檢驗,取得了巨大的成就.2．狹義相對論闡述物體以__________的速度運(yùn)動時所遵從的規(guī)律.從低速到高速牛頓運(yùn)動定律

宏觀

低速

天體力學(xué)

接近光

3．在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,而狹義相對論指出,質(zhì)量要隨物體運(yùn)動速度的增大而__________,兩者在速度__________光速的條件下是統(tǒng)一的.4．經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為位移和時間的測量與參考系________,相對論認(rèn)為,同一過程的位移和時間的測量與參考系______.增大

遠(yuǎn)小于

無關(guān)

有關(guān)

1．電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有__________,同時還具有波動性,它們的運(yùn)動規(guī)律有很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來說明,而__________能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律.2．經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于__________運(yùn)動,不適用于__________運(yùn)動；只適用于__________世界,不適用于__________世界.從宏觀到微觀粒子性

量子力學(xué)

低速

高速

宏觀

微觀

1915年,愛因斯坦創(chuàng)立了____________,這是一種新的時空與引力的理論.在強(qiáng)引力的情況下,牛頓引力理論不再適用.當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速c(3×108m/s)時,相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論__________,當(dāng)另一個重要常數(shù)即“普朗克常量”可以忽略不計時,量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論__________.從弱引力到強(qiáng)引力廣義相對論

沒有區(qū)別

沒有區(qū)別

一、經(jīng)典力學(xué)的成就1．實現(xiàn)了人類對自然界認(rèn)識的第一次理論大綜合.2．界定了自然科學(xué)應(yīng)有的基本特征.3．將“實驗和數(shù)學(xué)”相結(jié)合的方法推廣到物理學(xué)的各個分支上,形成了完整的經(jīng)典力學(xué)體系.二、從低速到高速1．低速與高速的概念(1)低速：遠(yuǎn)小于光速的速度為低速,通常所見物體的運(yùn)動,如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體的運(yùn)動皆為低速運(yùn)動物體.(2)高速：有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近,這樣的速度稱為高速.特別提醒：(1)狹義相對論中,物體在靜止時質(zhì)量最小,隨著運(yùn)動速度的增加,它的質(zhì)量也在不斷變大,對于高速運(yùn)動物體,牛頓定律已不再適用.(2)根據(jù)相對論的質(zhì)速關(guān)系,若某物體的運(yùn)動速度達(dá)到光速c,它的質(zhì)量應(yīng)是無窮大,這顯然不符合事實,光速c是所有物體的最大速度.答案：B三、從宏觀世界到微觀世界1．宏觀世界粒子的運(yùn)動特點粒子具有確定的運(yùn)動軌跡,根據(jù)質(zhì)點的運(yùn)動規(guī)律,應(yīng)用牛頓力學(xué)可以準(zhǔn)確地預(yù)測質(zhì)點在某時刻的位置.2．微觀粒子的運(yùn)動特點就單個粒子來說,運(yùn)動沒有確定的運(yùn)動軌跡,微觀粒子既有粒子性,又有波動性.3．適用范圍經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界不適用于微觀世界.四、從弱引力到強(qiáng)引力1．經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾按牛頓的萬有引力理論,行星應(yīng)該沿著一些橢圓或圓做周期性運(yùn)動,而天文觀測表明,行星的軌道并不是嚴(yán)格閉合的,它們的近日點在不斷地旋進(jìn),如水星的運(yùn)動.實際觀測到的水星的運(yùn)動情況與愛因斯坦廣義相對論的計算結(jié)果吻合的很好.2．適用范圍經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力,而不適用于強(qiáng)引力.五、經(jīng)典力學(xué)和相對論及量子力學(xué)的關(guān)系經(jīng)典力學(xué)是相對論及量子力學(xué)在一定條件下的特例,它包含于相對論和量子力學(xué)之中,相對論和量子力學(xué)的建立并沒有否定經(jīng)典力學(xué).對經(jīng)典力學(xué)的局限性的認(rèn)識解析：

人們對客觀世界的認(rèn)識要受到所處的時代的客觀條件和科學(xué)水平的制約,所以形成的看法也都具有一定的局限性,人們只有不斷擴(kuò)展自己的認(rèn)識,才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律；新的科學(xué)的誕生并不意味著對原來科學(xué)的全盤否定,只能認(rèn)為過去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形.答案：BCD答案：不適用,經(jīng)典力學(xué)適用于弱引力問題,而“黑洞”問題屬于強(qiáng)引力問題,經(jīng)典力學(xué)不再適用.從低速到高速答案：增大了0.02%點評：在這種情況下,由于質(zhì)量改變很小,可以忽略質(zhì)量的改變,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,而宏觀物體的運(yùn)動速度一般都很小(相比于光速),所以經(jīng)典力學(xué)解決宏觀物體的動力學(xué)問題是適用的.D．通常由于物體的運(yùn)動速度太小,故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺,在分析地球上物體的運(yùn)動時,不必考慮質(zhì)量的變化答案：CD解析：公式中m0是靜止質(zhì)量,m是物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量,A不對.由公式可知,只有當(dāng)v接近光速時,物體的質(zhì)量變化才明顯,一般情況下物體的質(zhì)量變化十分微小,故經(jīng)典