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1、6經典力學的局限性 1了解經典力學的發(fā)展歷程和偉大成就，認識經典力學的局限性和適用范圍2初步了解微觀和高速世界中的奇妙現象3了解相對論、量子論的建立對人類深入認識客觀世界的作用，知道物理學改變人類世界觀的作用教學目標 【重點】牛頓運動定律的適用范圍【難點】高速運動的物體，速度和質量之間的關系重點難點 本節(jié)的教學可結合物理學的發(fā)展，讓學生明確牛頓運動定律并非普遍適用，我們所學到的力學知識只是經典力學的一部分，再通過介紹現代科學技術的發(fā)展，了解物理學的發(fā)展前景是非常廣闊的教學建議 【導入一】 師：自從17世紀以來，以牛頓運動定律為基礎的經典力學不斷發(fā)晨，如：在宏觀、低速、弱引力的廣闊領域，包括天體

2、力學的研究中取得了巨大的成就經典力學在科學研究和生產技術中有了廣泛的應用，如，從地面物體的運動到天體的運動，從大氣的流動到地殼的變動，從攔河筑壩、修建橋梁到設計各種機械；從自行車到汽車、火車、飛機等各種交通工具；從投出的籃球到發(fā)射火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船從而證明了牛頓運動定律的正確性但是，經典力學也不是萬能的，像一切科學一樣，它沒新課導入 也不會窮盡一切真理，它也有自己的局限性它像一切科學理論一樣，是一部”未完成的交響曲”那么經典力學在什么范圍內適用呢？有怎樣的局限性呢？這節(jié)課我們就來了解這方面的知識【導入二】假如你駕駛一輛時速為100 km/h的越野車，一位乘客以相對你10 km/h的速度用

3、彈弓射擊前面的巖石，那么彈珠的實際速度就應該是110 km/h.新課導入 可是，如果打開前車燈，按照常識，光速是1.079 145109 km/h，加上車的運動速度，光的實際速度應該大于1.079 145109 km/h，可實際測量光速還是1.079 145109 km/h，為什么同樣的參考系光和實際物體得到的結果不同呢？學了本節(jié)內容后，你便知道其原因了. 新課導入 從低速到高速知識必備知識點一 光速增大低速 高速 1宏觀世界粒子的運動特點粒子具有確定的運動軌跡，根據質點的運動規(guī)律，應用_可以準確地預測質點在某時刻的位置2微觀粒子的運動特點就單個粒子來說，運動沒有確定的運動軌跡，微觀粒子既有粒

4、子性，又有_3經典力學只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界從宏觀世界到微觀世界知識必備知識點二 牛頓力學 波動性 1經典力學與行星軌道的矛盾按牛頓的萬有引力理論，行星應該沿著一些橢圓或圓做周期性運動，而天文觀測表明，行星的軌道并不是嚴格閉合的，它們的近日點在不斷地旋進，如水星的運動實際觀測到的水星的運動情況與愛因斯坦_的計算結果吻合得很好2經典力學只適用于弱引力，而不適用于_從弱引力到強引力知識必備知識點三 廣義相對論強引力 學習互動對質量和速度關系的理解考點一 靜止 運動 光速 例1 一個原來靜止的電子經電壓加速后，獲得的速度為v6106 m/s.問電子的質量是增大了還是減小了？改變了百分之幾

5、？學習互動答案增大了0.02% 學習互動點評 在這種情況下，由于質量改變很小，可以忽略質量的改變，經典力學理論仍然適用，而宏觀物體的運動速度一般都很小(相比于光速)，所以經典力學對于宏觀物體的動力學問題是適用的經典力學具有局限性并不是說經典力學沒有意義在宏觀世界做低速運動的物體，經典力學的規(guī)律是十分有效的 想一想 經典力學和相對論兩個理論矛盾嗎？要點總結經典力學與相對論、量子理論的關系1兩種理論是歷史發(fā)展的不同產物我們對自然界的認識過程都是從膚淺到深刻，從片面到全面，不斷深入和完善的，所以理論的完善也需要一個過程，在歷史發(fā)展的不同階段，人類建立了經典力學和相對論、量子力學兩套物理學理論經典力學

6、理論不可能窮盡一切真理，必有其局限性，現在可認為經典力學理論是狹義相對論和量子理論的特例學習互動對經典力學局限性的認識考點二 學習互動2兩種理論的適用范圍不同經典力學理論適用于弱引力作用下，低速運動的宏觀物體而它在強引力作用下，或高速運動或微觀世界不適用近期建立的相對論原理及量子力學是一種全新的時空與引力理論，它并沒有否定經典力學理論，而是在經典力學基礎上加以完善，適用范圍更廣、更全面 學習互動例2 (多選)二十世紀以來，人們發(fā)現了一些新的事實，而經典力學卻無法解釋經典力學只適用于解決物體的低速運動問題，不能用來處理高速運動問題；只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子這說明()A隨著認識的發(fā)展

7、，經典力學已成了過時的理論B人們對客觀事物的具體認識在廣度上是有局限性的C不同領域的事物各有其本質與規(guī)律 D人們應當不斷擴展認識，在更廣闊的領域內掌握不同事物的本質與規(guī)律 答案 BCD解析 人們對客觀世界的認識要受到所處的時代的客觀條件和科學水平的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷擴展自己的認識，才能掌握更廣闊領域內的不同事物的本質與規(guī)律；新的科學的誕生并不意味著對原來科學的全盤否定，只能認為過去的科學是新的科學在一定條件下的特殊情形 學習互動點評 人們認識發(fā)現自然規(guī)律都要經過一個曲折的過程，新的理論的出現并不一定是對已知理論的全盤否定，如經典力學是狹義相對論力學在低速、宏

8、觀情況下的近似 自我檢測1(對質量和速度關系的理解)通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力，使電子從靜止開始加速對這個加速過程，下列描述正確的是()A根據牛頓第二定律，電子將不斷做勻加速直線運動B電子先做加速運動，后以光速做勻速直線運動C電子開始先近似于做勻加速運動，后來質量增大，牛頓運動定律不再適用D電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能 用牛頓運動定律解釋 答案 C解析 電子在加速裝置中由靜止開始加速，開始階段速度較小，遠小于光速，此時牛頓運動定律基本適用，可以認為在被加速的最初階段，它做勻加速運動隨著電子的速度越來越大，接近光速時，質量加大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用故正

9、確答案為C. 自我檢測2(對經典力學局限性的認識)經典力學不能適用于下列哪種運動的研究()A火箭的發(fā)射B宇宙飛船繞地球的運動C“勇氣號”宇宙探測器的運動D以0.99倍光速運行的電子束 答案 D解析 經典力學在低速運動的廣闊領域(包括天體力學的研究)中，經受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就，但在高速領域不再適用 自我檢測3(對經典力學局限性的認識)下列說法正確的是()A在經典力學中，物體的質量不隨運動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質量也不隨運動狀態(tài)而改變B狹義相對論和經典力學是完全不同、相互矛盾的兩個理論C在物體高速運動時，物體的運動服從狹義相對論理論，在低速運動時，物體的運動服從牛頓運動定律D上述說法都是錯誤的 答案 C解析 狹義相對論與經典力學兩者并不矛盾，經典力學規(guī)律是相對論在低速時的特例，所以只有選項C正確