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

萬(wàn)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(lèi)活動(dòng)的“正?！狈秶鷥?nèi)是非常準(zhǔn)確的.所謂“正?！狈秶侵福浩渲杏龅降乃俣冗h(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(duì)論問(wèn)世之后,我們才開(kāi)始了解神奇的高速世界、認(rèn)識(shí)變化多彩的星空,奧秘?zé)o窮的宇宙才為我們掀開(kāi)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(dòng)定律和萬(wàn)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(shí)踐的檢驗(yàn),取得了巨大的成就.2．狹義相對(duì)論闡述物體以__________的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律.從低速到高速牛頓運(yùn)動(dòng)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(duì)論指出,質(zhì)量要隨物體運(yùn)動(dòng)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(shí)間的測(cè)量與參考系________,相對(duì)論認(rèn)為,同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系______.增大

遠(yuǎn)小于

無(wú)關(guān)

有關(guān)

1．電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有__________,同時(shí)還具有波動(dòng)性,它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明,而__________能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.2．經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于__________運(yùn)動(dòng),不適用于__________運(yùn)動(dòng)；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(ài)因斯坦創(chuàng)立了____________,這是一種新的時(shí)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(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速c(3×108m/s)時(shí),相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論__________,當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常量”可以忽略不計(jì)時(shí),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(duì)論

沒(méi)有區(qū)別

沒(méi)有區(qū)別

一、經(jīng)典力學(xué)的成就1．實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)”相結(jié)合的方法推廣到物理學(xué)的各個(gè)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(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng),如行駛的汽車(chē)、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(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)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(chēng)為高速.特別提醒：(1)狹義相對(duì)論中,物體在靜止時(shí)質(zhì)量最小,隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加,它的質(zhì)量也在不斷變大,對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)物體,牛頓定律已不再適用.(2)根據(jù)相對(duì)論的質(zhì)速關(guān)系,若某物體的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到光速c,它的質(zhì)量應(yīng)是無(wú)窮大,這顯然不符合事實(shí),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(dòng)特點(diǎn)粒子具有確定的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,應(yīng)用牛頓力學(xué)可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位置.2．微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)就單個(gè)粒子來(lái)說(shuō),運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的運(yùn)動(dòng)軌跡,微觀粒子既有粒子性,又有波動(dòng)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(wàn)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(dòng),而天文觀測(cè)表明,行星的軌道并不是嚴(yán)格閉合的,它們的近日點(diǎn)在不斷地旋進(jìn),如水星的運(yùn)動(dòng).實(shí)際觀測(cè)到的水星的運(yùn)動(dòng)情況與愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的計(jì)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(duì)論及量子力學(xué)的關(guān)系經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論及量子力學(xué)在一定條件下的特例,它包含于相對(duì)論和量子力學(xué)之中,相對(duì)論和量子力學(xué)的建立并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué).對(duì)經(jīng)典力學(xué)的局限性的認(rèn)識(shí)解析：

人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)要受到所處的時(shí)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(shí),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(duì)原來(lái)科學(xué)的全盤(pán)否定,只能認(rèn)為過(guò)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(wèn)題,而“黑洞”問(wèn)題屬于強(qiáng)引力問(wèn)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(diǎn)評(píng)：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(dòng)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(dòng)力學(xué)問(wèn)題是適用的.D．通常由于物體的運(yùn)動(dòng)速度太小,故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺(jué),在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),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(dòng)時(shí)的質(zhì)量,A不對(duì).由公式可知,只有當(dāng)v接近光速時(shí),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