6-6经典力学的局限

(长春三校09～10学年高一联考)关于经典力学、狭义
相对论和量子力学，下面说法中正确的是 种理论 B．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相 ( )
A．狭义相对论和经典力学是相对立，互不相容的两
对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用 于微观粒子的运动 D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量 子力学都是适用的
2.
(3)经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运 动．
特别提醒： 物体的质量是它的固有属性，是相对不变的．这一结
论成立的前提是物体做低速运动，在高速运动中物体的质
量要随运动速度的增大而增大．
对于公式m＝
m0
，下列说法中正确的是( v2 1－ 2 c
)
A．式中的m0是物体以速度v运动时的质量 B．当物体的运动速度v>0时，物体的质量为m>m0，即 物体质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
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．
20世纪以来，人们发现了一些事实，而经典力学却无 法解释，经典力学只适用于解决物体的________问题，不
能用来处理________运动问题，只适用于________物体，
一般不适用于________粒子．这说明人们对客观事物的具 体认识在广度上是有________的，人们应当________．
解析：人们对客观世界的认识要受到他所处的时代客
观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定 的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广 阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学诞生并不意 味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的
科学在一定条件下的特殊情形．
答案：低速运动 高速 宏观 微观 局限性 不断 扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律 点评：历史的科学成就不会被新的科学成就所否定， 它只能是新的科学在一定条件下的特殊情形．
2．低速运动 3．没有
高速运动
白矮星
中子星
(1)实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合． (2)界定了自然科学应有的基本特征．
(3)将“实验和数学”相结合的方法推广到物理学的各
个分支上，形成了完整的经典力学体系.
(1)高速的概念 所谓高速，就是指运动速度接近于真空中的光速． (2)在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改 变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的 增大而增大．即m＝ m0 v 1－ 2 c
答案：BC 解析：相对论并没有否定经典力学，而是认为经典力
学是相对论理论在一定条件下的特殊情况，A错，经典力
学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动 问题经典力学不再适用，但相对论、量子力学适用，故B、 C对，D错.
一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为
v＝6×106m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百
* 了解经典力学的适用范围 * 了解相对论和量子力学理论 认识到知识的变化性与无穷性，培养献 * 身于科学的时代精神
经典力学在人类活动的“正常”范围内是非常准确
的．所谓“正常”范围是指：其中遇到的速度远小于光速， 尺寸远大于分子但又不比银河系大很多倍，引力也不比地 球引力大很多倍．在这个范围之外，牛顿物理学的结论就 与观测结果不一致了．(如下图所示)
点评：(1)一切科学的发现都是人们主动认识世界的结
果，而每个人的研究又都是建立在前人研究的基础上，通 过自己的努力去发展和提高． (2)科学的成就总是在某些条件下的局部情形，在新的 科学成就形成后，它将被包括在其中．
(3)爱因斯坦的相对论理论并没有否定牛顿力学的理论，
而是把它看成是在一定条件下的特殊情形． (4)目前有人对“光速不变原理”提出了挑战．
(1)经典力学与行星轨道的矛盾 按牛顿的万有引力理论，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
的计算结果吻合的很好． (2)经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力.
示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批
判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学， 创立了相对论，这说明 ( )
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世
界的一部分 B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界 C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发 展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正
分之几？
解析：根据爱因斯坦的狭义相对论m＝
m0
v 1－ 2 c
2 得运
动后的质量增大了． m＝ m0 v 1－ 2 c
2＝
m0 2 6×2＝1.0002m0. 6 ×10 1－ 2 × 3 ×108 2
m－m0 所以改变的百分比为 ×100%＝0.02%.. m0
答案：增大了
0.02%
点评：在这种情况下体的运动状 态
________；而狭义相对论认为，物体的质量随着它的速度 的增大而________，若一个物体静止时的质量为m0，则当 它以速度v运动时，其质量m＝__________________. 2．经典力学的适用范围是：只适用于________，不
适 用 于 ________ ； 只 适 用 于 ________ ， 不 适 用 于
________．
3．在太阳或者行星的引力场中，由爱因斯坦或牛顿
的理论得出的引力________很大的差别．但是宇宙中有一 些天体，例如________、________的密度很大，这些天体 表面的引力比我们常见的引力________，牛顿的引力理论 已经________了．
答案
1.无关
增大
m0 v2 1－ 2 c 宏观世界 强得多 微观世界 不适用
19世纪 末 和 20世 纪 初以来 ， 物理学 的 研究深入 到 ________，发现________、________、________等微观粒
子不仅有、________，而且有________，它们的运动规律
不能用经典力学来说明． 答案：微观世界 性 电子 质子 中子 粒子性 波动
继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动 三定律后，牛顿站在世人的肩膀上，创立了经典力学，揭
确的认识
解析：发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发
现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解 释)问题，这是科学研究的基本轨迹． 任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件 和科学水平的制约，所以所形成的“正确理论”都有一定
的局限性，爱因斯坦的相对论理论是对牛顿力学的理论的
发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战 答案：BC
B．这个人是一个瘦高个子 C．这个人矮但不胖 D．这个人瘦但不高 答案：D
C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，
经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时， 质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用 于高速运动 D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引
不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑
质量的变化
答案：CD
解析：公式中m0 是静止质量，m是物体以速度v运动
质量的改变，经典力学理论仍然适用，而宏观物体的运动
速度一般都很小(相比于光速)，所以经典力学解决宏观物 体的动力学问题是适用的．
(福建厦门六中08～09学年高一下学期月考)假设地面 上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等 身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是 ( )
A．这个人是一个矮胖子
时的质量，A不对．由公式可知，只有当v接近光速时，物 体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微 小，故经典力学仍然适用，故B不对，C、D正确.
(1)宏观世界粒子的运动特点 粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规律，应
用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置．
(2)微观粒子的运动特点 就单个粒子来说，运动没有确定的运动轨迹，微观粒 子既有粒子性，又有波动性． (3)经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界.