高中物理6.6经典力学的局限性导学案新人教版必修220170713199.doc
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1、第六章 万有引力与航天 第六节 经典力学的局限性【学习目标】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间的变化。4、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。【重点、难点】牛顿运动定律的适用范围,高速运动的物体,速度和质量之间的关系。预习案【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_、_、_的广阔领域,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在以_运动时所遵从的规律3在经典力学中,物体的质
2、量是_的,而狭义相对论指出,质量要随着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_519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,它能够很好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6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71915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
3、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”(6.631034 Js)可以忽略不计时,量子力学和经典力学的结论_【学始于疑】探究案【合作探究一】1自从17世纪以来,以牛顿定律为基础的经典力学不断发展,取得了巨大的成就,经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用,从而证明了牛顿运动定律的正确性。但是,经典力学也不是万能的,向其它科学一样,它也有一定的适用范围,有自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?这节课我们就来了解这方面的知识。请同学们阅读课文,阅读时考虑下列问题用投影片出示:1、经典力
4、学取得了哪些辉煌的成就?举例说明。2、经典力学在哪些领域不能适用?能说出为什么吗?举例说明。3、经典力学的适用范围是什么?自己概括一下。4、相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学?应该怎样认识?5、怎样理解英国剧作家萧伯纳的话“科学总是从正确走向错误”?阅读教材,并思考上面的问题。学生A经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用;在不同参考系中不能适用;在强引力的情况下,经典的引力理论也是不适用的。学生B因为微观粒子(如电子、质子、中子)在运动时不仅具有粒子性,而且还具有波动性,经典力学不能说明这种现象,所以它不再适用,同时在高速运动领域,由于物体运动速度太快,要导致质量发生变化,而经典
5、力学认为质量是不变的,所以经典力学在高速运动领域内也不再适用.学生C从上面分析知:牛顿运动定律的适用范围是:宏观物体,低速运动。教师总结: 从经典力学到相对论的发展以牛顿运动定律为基础的经典力学中,空间间隔(长度)s、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺子静止时这样长,当它运动时还是这样长;一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态,其快慢保持不变;一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.这就是经典力学的绝对时空观。到了19世纪末,面对高速运动的微观粒子发生的现象,经典力学遇到了困难.在新事物面前,爱因斯坦打破了传统的时空观,于1905年发表了题为论运动物体的电动力学的论文,提
6、出了狭义相对性原理和光速不变原理,创建了狭义相对论.狭义相对论指出:长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的.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:l=l0(通称尺缩效应) t= (钟慢效应) m=(质速效应)上式中,各式里的v都是物体的运动速度,c是真空中的光速,l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体的长度;t和t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间;m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量.但是,当宏观物体的运动速度远小于光速时(v0时,物体的质量mm0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用,所以是不正确的C当物体以较小速度运动时,质量
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