人教版高中物理必修二高一基础夯实：6-6经典力学的局限性
新人教版高一物理必修二教学课件 6.6 经典力学的局限性(共59张PPT)
1938 年 8 月 10 日，爱因斯坦写了 《致后人书》——
“我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可 以大大地使我们的生活轻松愉快。我们利用电能横渡大 洋。我们使用电能来减轻人类的繁重的体力劳动。我们 学会了飞行。我们利用电波很容易地把消息发到全球各 地去。”
“但是，虽然有着这一切，我们的商品的生产和分 配是完全无组织的，人们必须生活在忧虑中，担心被人 从经济生活中抛出，失去一切。除此之外，生活在不同 国家中的人们每隔一个长短不等的时间就要进行互相 杀戮，因此，每一个想到未来的人必然都生活在经常的 忧虑中。”
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一、经典力学规律只能用于：
宏观物体、低速运动、惯性系。
一、经典力学规律只能用于：
宏观物体、低速运动、惯性系。
惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。
二、相对论的基本原理
v c
2
m
m0
1
v c
2
经典力学的局限性
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线
经典力学的局限性
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线
爱因斯坦的《致后人书》，许多报刊上登过，5000 年后的人们如果只想读到这封信，根本用不着去碰国际 博览会地基下的那颗“定时炸弹”。
必修二高中物理人教版6.6经典力学的局限性课件
检测题
一列火车以速度v相对地面运动．如果地面上的人测
得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，
以下说法中正确的是
(A)
A．火车上的人测得，闪光先到达前壁
B．火车上的人测得，闪光先到达后壁
C．火车上的人测得，闪光同时到达车厢
的前壁 和后壁
D．条件不足，无法确定
检测题
有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，
A．地面上的视察者测得的火箭长为30 m
B．地面上的视察者测得的火箭长小于30 m
C．地面上的视察者测得的火箭长大于30 m
D．火箭上的视察者测得的火箭长为30 m
检测题
有关物体的质量与速度的关系的说法, 正确的
是 (B)
A．物体的质量与物体的运动速度无关 B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大 C．物体的质量随物体的运动速度增大而减少 D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零
按照狭义相对论，不仅“同时”是相对的，有时候，甚至 事情的先后也都是相对的。举一个例子，一节长为10米的 列车，A在车后部，B在车前部。当列车以0.6c的高速度通 过一个站台的时候,突然站台上的人看到A先向B开枪,过了 12.5毫微秒,B又向A发射。因而站台上的人作证：这场枪 战是由A挑起的。但是，车上的乘客却提供相反的情况， 他们说，是B先开枪，过了10毫微秒，A才动手。事件是 由B发动的。
时钟B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和 vC朝同一方向飞行，vB＜vC． 对于地面上的
视察者来说，则以下说法中正确的是 ( C )
A．时钟A走得最慢 B．时钟B走得最慢
C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快
检测题
如果有一支静止时长30 m的火箭，以光速 的二分之一的速度从视察者的身边掠过， 以下说法中正确的是 ( BD )
人教版高一物理必修二第六章：经典力学的局限性
人教版高一物理必修二第六章：经典力学的局限性班级________ 姓名_______【自主学习】(1)经典力学的基础是，牛顿运动定律和万有引力定律在、、的宽广区域，包括的研讨中，经受了实际的检验，取得了庞大的成就。
(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。
【典型例题】1．关于经典力学的局限性，以下说法正确的选项是()A．经典力学适用于微观低速运动的物体B．由于经典力学有局限性，所以普通力学效果都用相对论力学来处置C．火车提速后，有关速度效果不能用经典力学来处置D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的微观物体2．以下说法正确的选项是()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．牛顿运动定律可以处置自然界中的一切效果D．经典力学可以处置自然界中的一切效果【针对练习】3．思索到地球自转的影响，同一物体在不同纬度的空中处所受的重力是不同的，下面说法中正确的选项是 ( )A、物体在地球的两极时所受重力最大B、物体在地球的两极时所受重力最小C、物体在地球的赤道时所受重力最大D、物体在地球的赤道时所受重力最小4．想象人类开发月球，不时把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是平均的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．那么与开采前相比( ) A．地球与月球的万有引力将变大 B．地球与月球的万有引力将变小C．月球绕地球运动的周期将变长 D．月球绕地球运动的周期将变短5．假定太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，可求得〔〕A、该行星的质量B、太阳的质量C、该行星的平均密度D、太阳的平均密度6．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，在宇宙飞船的空间实验室里，不能运用的仪器有( )A 、密度计B 、弹簧秤C 、天平D 、水银气压计7．宇宙飞船要与盘绕地球运转的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站( )A ．只能从较高轨道上减速B ．只能从较低轨道上减速C ．只能从与空间站同一轨道上减速D ．无论在什么轨道，只需减速即可8．地球同步卫星距空中高度为h ，地球外表的重力减速度为g ，地球半径为R ，地球自转的角速度为ω，那么同步卫星绕地球转动的线速度为〔 〕A ．v =〔R +h 〕ωB ．v =)/(h R RG +C ．v =R )/(h R g +D ．v =32ωg R9．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F 1，向心减速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1；绕地球外表左近做圆周运动的天然卫星〔高度疏忽〕所受的向心力为F 2，向心减速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F 3，向心减速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3；地球外表重力减速度为g ，第一宇宙速度为v ，假定三者质量相等，那么( )A ．F 1=F 2＞F 3B ．a 1=a 2=g ＞a 3C ．v 1=v 2=v ＞v 3D ．ω1=ω3＜ω210．发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运动，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如右图所示，当卫星区分在1、2、3轨道上正常运转时，以下说法正确的选项是〔 〕A.卫星在轨道2上由Q 向P 运动的进程中速率越来越小B.卫星在轨道3上经过P 点的速率大于在轨道2上经过P 点的速率C.卫星在轨道2上经过Q 点的半径小于在轨道2上经过P 点的半径D.卫星在轨道2上经过Q 点的减速度等于在轨道1上经过Q 点的减速度【附加题】11临时观测，人们在宇宙中曾经发现了〝双星系统〞．〝双星系统〞由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统普通远离其他天体，如图1所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相反的匀速m 2 O 图1圆周运动，而不会由于万有引力作用，使它们吸在一同〔不思索其他天体对它们的影响〕，两天体质量区分为m1和m2，相距为L，〔引力常量为G〕〔1〕求两个天体的轨道半径之比〔2〕求它们做匀速圆周运动的周期T。
高中物理必修2人教版6.6经典力学的局限性
， 爱 因 斯 坦 于
为 了 解 决 这 一
产 生 尖 锐 的 矛
一 些 相 关 现 象 ，
典 物 理 的 理 论
光 的 问 题 时 ，
发 现 ， 当 研 究
世 纪 末 科 学
阿尔伯特·爱因斯坦
第二次革命的导
火索，是物理学史上
的三大发现：伦琴发
汤姆生
现 X 射线、汤姆生发
现、贝克勒耳发现天
伦琴
然放射线，使物理学
时间
公元前三世纪 1609，1619 1632 1638 1653 1663 1678 1687
亚里士多德 伽利略 笛卡尔 惠更斯
牛顿
主要 科学 研究 方法
视察、思 维、推理
视察实验、 实验视 假设、数 察、数 学推理三 学推理 者相结合
实验、数 学推理
归纳与演绎、 综合与分析、 实验视察
力学 方面 的主 要成
不矛盾。牛顿力学规律只在惯性参考系中成立。
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的很好。 2. 经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。
1. 经典力学只适用于物体的低速运动( v << c )。 2. 经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连 续的现象。 3. 经典力学规律只在惯性参考系中成立
——经典力学规律只能用于宏观、低速（与光速相 比）的情形，且只在惯性参考系中成立。
的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是
树立了人们对牛顿物理学的尊敬。
著名物理学家杨振 宁曾赞颂到：“如 果一定要举出某个 人、某一天作为近 代科学产生的标志， 我选牛顿《自然哲 学的数学原理》在 1687年出版的那一 天。”
性又范经交一学性也尽它像 呢有围典响部理。有一没一 ？怎内力曲“论它自切有切
人教版 高一物理 必修2 第六章：6.6经典力学的局限性 教案
(2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速‘都一样．
师：经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢?
生：适用于低速运动的物体．
师：阅读教材科学漫步部分，体会时间和空间是什么．
生：时间与空间并没有讲清时间与空间的问题，只是提出问题，激励我们对未来的探索．
年月日
课题
§6.6经典力学的局限性
课型
新授课（2课时）
教学目标
知识与技能
1．知道牛顿运动定律的适用范围．
2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用．
3.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时
过程与方法
通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的．
经典力学一般不适用于微观粒子．
师：相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?
生：相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义．它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：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。
三，从弱引力到强引力
[课外训练]
阅读教材83页‘科学足迹’栏目中的短文《牛顿的科学生涯，，体会和学习牛顿献身科学的精神．
板书设计
6．经典力学的局限性
一、从低速到高速经典力学只适用于低速运动
二、从宏观到微观经典力学只适用于宏观物体
三、从弱引力到强引力万有引力定律只适用于弱引力
教学后记
速度合成与两个公设．一条河流中的水以相对河岸的速度v水岸流动，河中的船以相对于河水的速度v船水顺流而下．在经典力学中，船相对于岸的速度即为v船岸=v船水+v水岸
高中物理必修二--6.6经典力学的局限性
4、经典力学的局限性与适用范围 ⑴经典力学的局限
①恒定的质量： 物体的质量与物体的运动状态无关， 始终恒定不变。
②绝对时空观：经典力学认为：时间与空间无关，时 、空与运动无关，是绝对的物理量。
（阅读课本P49科学漫步） 当一些问题牛顿解释不了时，它就只好用上帝的万能
来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛 顿的悲剧。
20世纪20年代，建立了量子 力学，它能够正确地描述微 观粒子运动的规律性，并在 现代科学技术中发挥了重要 作用．
经典力学一般不适用于微观粒子．
3、从弱引力到强引力
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解 释天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星， 首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规 律统一起来。
例题3：火箭以0.75c的速度离开地球，从火箭上向地 球发射一个光信号．火箭上测得光离开的速度是c， 根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球 上测得的光速是多少？根据狭义相对性原理呢？
0.25C、C
例题4：如果真空中的光速为c＝3.0×108 m/s ，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108
相对论与经典力学并不是互相对立的理论，它们能完
美的衔接。三个变换(称为洛仑兹变换)中：当v<<c
时：
t
t0 1 v
2
t0；l l0
1
v c
2
l
五、物理学架构
高速
狭义相对论
广义相对论
宏观低速
经典力学
量子力学
强引力 微观世界
像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真 理，它也有自己的局限性．
二、经典力学的局限性 1、从低速到高速
例如：在一个无限大的光滑水平面
新人教版物理必修二6.6 经典力学的局限性 课件 (共31张PPT)
二、相对论时空观:
长度、时间和质量都是随物体 的运动速度而变化的（都与参 考系的运动有关）。
长度、时间和质量随速度的变 化关系可以用下列方程表达式：
相对时间（钟慢效应）
t
t0
1
v c
2
v都是物体的运动速度，c是真空中的光 速，t和t0分别为在相对静止和运动的系 统中测得的时间
相对长度（尺缩效应）
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第六节 经典力学局限性
课后认真阅读课本
在相对论物理学的教科书中，通 常描写着一个使人难以能理解的故事， 一对年轻的孪生兄弟，哥哥乘坐一艘接 近光速运动的宇宙飞船，从地球出发， 在太空遨游一圈之后返回地球，使人瞠 目结舌的事发生了，他的弟弟早已是两 鬓斑白，满脸皱纹的古稀老人，而他自 己却还是一个十七八岁的英俊少年。
3、经典力学和相对论量子力学的关系 如何？
历史上的科学成就不会被新的科学成
就所否定，而是作为某些条件下的局部情 形，被包括在新的科学成就之中．如：当 物体的速度远小于光速c(3X108m／s)时， 相对论与经典理论的结论没有区别；当另 一个重要常数即“普朗克常 数”h(6．63X10-34J·s)可以忽略不计 时．量子力学和经典力学的结论没有区 别．相对论和量子力学都没有否定过去的
B．火车上的人测得，闪光先到达后壁
C．火车上的人测得，闪光同时到达车厢
的前壁 和后壁
D．条件不足，无法确定
检测题
有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，
时钟B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和 vC朝同一方向飞行，vB＜vC． 对于地面上的
观察者来说，则以下说法中正确的是 ( C )
【学霸笔记】物理必修二6.6经典力学的局限性
第六节 经典力学的局限性一、经典力学的局限性1、经典力学受到参考系的限制：经典力学在惯性参考系中成立，在非惯性参考系中不成立。
2、经典力学受到速度的限制：①经典力学中物体的质量不随运动状态的改变而改变。
②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 ＝m 01－v 2c2， ③两者在速度远小于光速的条件下是统一的．3、经典力学受到微观世界的限制：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粒子性，同时还具有波动性。
②20世纪20年代，量子力学建立，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．4、经典力学受到强引力的限制：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，牛顿引力理论不再适用．5、几点说明：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、弱引力的广阔区域，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经典力学和狭义相对论、广义相对论、量子力学等互为补充、互不矛盾、互不否定，共同建立起了物理学科的骨架。
6、牛顿的科学方法：重视实验、逻辑推理、科学归纳二、两种时空观1、牛顿的时空观：经典的时空观、绝对的时空观①同时的绝对性、时间间隔的绝对性②空间的绝对性、空间变换的绝对性③时间、空间、质量这三者与参考系及运动无关。
2、相对论的时空观：①两条基本假设：A 光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c 都一样，即光在所有的惯性参考系中的传播速度均是光速．B 不同的惯性系中物理规律均相同。
②相对论效应：A 钟慢效应，B 尺缩效应，C 时间与空间的相对性，D 运动物体质量变大专题：卫星的发射、变轨、回收问题一、卫星发射、变轨、回收的步骤以发射同步卫星为例1、发射2、变轨3、回收二、变轨问题中的比较1、速度比较2、加速度比较3、周期比较三、卫星的追及交回1、同轨道2、不同轨道。
新人教版高一物理必修二6.6经典力学的局限性 (共20张PPT)
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 7:31:54 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
在太阳或行星的引力场中，由爱因斯坦和牛顿的理 论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半 径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．即在强 引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
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； 只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。 高速运动（速度接近真空中的光速），需应用爱因斯坦 的狭义相对论。 当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理 学与经典物理学的结论没有区别。 对于微观世界，需要应用量子力学。 当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力学的 结论没有区别。
低速运动．
(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度
可以与光速相接近，这样的速度称为高速
从
低 2．速度对质量的影响
人教版高中物理必修二6-6经典力学的局限性
解析：在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿运动定律和万有引力定律把天体的运动和地上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大综合．
7．微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响．如图所示，1988年中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功．
在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍．试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？
答案：1.155m0
解析：m＝
m0
1－
v2
c2
得m＝
m0
1－
1
4
＝
m0
3
4
＝
2m0
3
＝1.155m0.
8．如果真空中的光速为c＝3.0×108m/s，一个物体当其运动速度为v1＝2.4×108m/s时质量为3kg.当它的速度为v2＝1.8×108m/s时，质量为多少？
答案：2.25kg
解析：m1＝
m0
1－(
v1
c)
2
，m2＝
m0
1－(
v2
c)
2
所以
m1
m2
＝
1－
v22
c2
1－
v12
c2
＝
4
5
3
5
＝
4
3
所以m2＝
3
4m1＝
9
4kg＝2.25kg。
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基础夯实
1．(南京六中高一检测)关于经典力学的局限性，下列说法正确的是( )
A．经典力学适用于宏观低速运动的物体
B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决
C．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
答案：A
2．经典力学不能适用下列哪些运动( )
A．火箭的发射
B．宇宙飞船绕地球的运动
C．“勇气号”宇宙探测器在太空的运动
D．微观粒子的波动性
答案：D
解析：经典力学在接近光速的高速运动情况下不能适用，火箭、宇宙飞船等物体虽然速度较大，但还远远小于光速，故在火箭的发射、太空飞行器的运动中，经典力学仍适用。
经典力学不适用于微观物体。
故选项D正确。
3．(长春十一中高一检测)下列说法正确的是( )。