人教版物理高中必修二《經(jīng)典力學的局限性》課件2

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1、經(jīng)典力學的局限性1.了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程和偉大成就；2.認識經(jīng)典力學的局限性和適用范圍；3.初步了解微觀和高速世界中的奇妙現(xiàn)象；4.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，知道物理學改變人們世界觀的作用。 一、從低速到高速1.經(jīng)典力學的成就有哪些？結 論 :（ 1） 牛 頓 運 動 定 律 和 萬 有 引 力 定 律 把 天 體 的 運 動 與 地 上 物 體 的運 動 統(tǒng) 一 起 來 ， 是 人 類 對 自 然 界 認 識 的 第 一 次 大 綜 合 ， 是 人 類 認 識 史上 的 一 次 重 大 飛 躍 。（ 2） 經(jīng) 典 力 學 的 基 礎 ， 在 以 后 的 二 百

2、多 年 里 幾 乎 統(tǒng) 治 了 物 理 學 的 各 個領 域 。（ 3） 經(jīng) 典 力 學 和 以 經(jīng) 典 力 學 為 基 礎 發(fā) 展 起 來 的 天 體 力 學 、 材 料 力 學 和結 構 力 學 等 得 到 了 廣 泛 的 應 用 ， 并 取 得 了 巨 大 的 成 就 。（ 4） 由 牛 頓 力 學 定 律 導 出 的 動 量 守 恒 定 律 、 機 械 能 守 恒 定 律 等 ， 是 航空 航 天 技 術 的 理 論 基 礎 。 火 箭 、 人 造 地 球 衛(wèi) 星 、 航 天 飛 機 、 宇 宙 飛 船 、 行 星 探 測 器 等 航 天 器 的 發(fā) 射 ， 都 是 牛 頓 力 學 規(guī)

3、 律 的 應 用 范 例 。說 明 ： 通 過 該 問 題 探 究 促 進 學 生 自 主 學 習 ， 讓 學 生 積 極 參 與 、 樂 于 探究 、 勤 于 思 考 ， 培 養(yǎng) 其 學 科 探 究 能 力 ， 使 其 逐 步 形 成 科 學 態(tài) 度 。 2 .在經(jīng)典力學和狹義相對論中，物體的質量有何不同？狹義相對論中物體的質量表達式是怎樣的？ 3 .在經(jīng)典力學和狹義相對論中，位移和時間的測量在不同參考系中有何區(qū)別？結 論 :在 經(jīng) 典 力 學 中 ， 位 移 和 時 間 的 測 量 與 參 考 系 無 關 ，即 在 不 同 參 考 系 中 是 相 同 的 ； 在 狹 義 相 對 論 中 ，

4、 同 一 過程 的 位 移 和 時 間 在 不 同 參 考 系 中 是 不 同 的 。 典型例題 典型例題 二、從宏觀到微觀經(jīng)典力學的適用范圍是什么？并說明理由。結 論 :（ 1） 經(jīng) 典 力 學 的 適 用 范 圍 ： 只 適 用 于 低 速 運 動 ， 不 適 用 于 高速 運 動 ； 只 適 用 于 宏 觀 世 界 ， 不 適 用 于 微 觀 世 界 。（ 2） 19世 紀 末 和 20世 紀 初 ， 人 們 相 繼 發(fā) 現(xiàn) 了 電 子 、 質 子 、 中 子 等 微觀 粒 子 ， 發(fā) 現(xiàn) 它 們 不 僅 具 有 粒 子 性 ， 而 且 具 有 波 動 性 ， 它 們 的 運 動規(guī) 律

5、不 能 用 經(jīng) 典 力 學 描 述 。 20世 紀 20年 代 ， 建 立 了 量 子 力 學 ， 它 能夠 正 確 地 描 述 微 觀 粒 子 運 動 的 規(guī) 律 ， 并 在 現(xiàn) 代 科 技 中 發(fā) 揮 了 重 要 作 用 。 這 就 是 說 經(jīng) 典 力 學 不 適 用 于 微 觀 粒 子 。 三、從弱引力到強引力1 .經(jīng)典力學與行星運動軌道的矛盾是什么？由經(jīng)典力學與行星運動軌道的矛盾說明了什么？結 論 :（ 1)經(jīng) 典 力 學 與 行 星 軌 道 的 矛 盾 ： 按 牛 頓 的 萬 有 引 力 定 律 推算 ， 行 星 的 運 動 應 該 是 一 些 橢 圓 ， 行 星 沿 著 這 些 橢

6、 圓 做 周 期 性 運動 。 而 實 際 的 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 。（ 2)愛 因 斯 坦 廣 義 相 對 論 的 計 算 結 果 與 實 際 觀 測 到 的 水 星 的 運 動 情 況 吻 合 得 很 好 。 這 說 明 經(jīng) 典 力 學 只 適 用 于 弱 引 力 ， 而 不 適 用 于 強引 力 。 2 .歸納牛頓萬有引力定律與愛因斯坦引力理論的主要差異？結 論 :牛 頓 萬 有 引 力 定 律 與 愛 因 斯 坦 引 力 理 論 的 主 要 差 異

7、：（ 1） 行 星 的 運 動 ： 在 近 日 點 和 遠 日 點 ， 引 力 的 變 化 規(guī) 律 不 完 全 相 同 ，導 致 軌 道 不 閉 合 ， 近 日 點 旋 進 。（ 2） 根 據(jù) 牛 頓 的 萬 有 引 力 定 律 ， 假 定 一 個 球 形 天 體 的 總 質 量 不 變 ，并 通 過 壓 縮 減 小 它 的 半 徑 ， 天 體 表 面 的 引 力 將 會 增 大 。 半 徑 減 小 至原 來 的 二 分 之 一 ， 引 力 增 大 到 原 來 的 四 倍 。 這 就 是 常 說 的 “ 平 方 反比 ” 規(guī) 律 。 愛 因 斯 坦 引 力 理 論 表 明 ， 這 個 力 實

8、際 上 增 加 得 更 快 些 。天 體 的 半 徑 越 小 ， 這 種 差 別 越 大 。（ 3） 只 要 天 體 的 實 際 半 徑 遠 大 于 它 們 的 引 力 半 徑 ， 那 么 由 愛 因 斯 坦和 牛 頓 引 力 理 論 計 算 出 的 力 的 差 異 并 不 是 很 大 ， 但 當 天 體 的 半 徑 接近 引 力 半 徑 時 ， 這 種 差 異 將 急 劇 增 大 ， 這 就 是 說 ， 在 強 引 力 的 情 況下 ， 牛 頓 的 引 力 理 論 將 不 再 適 用 。 典型例題例 3 下面說法中正確的是（ ）A.根據(jù)牛頓的萬有引力定律可以知道，當星球質量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，表面上的引力將變?yōu)樵瓉淼?倍B.按照廣義相對論可以知道，當星球質量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，表面上的引力將大于原來的4倍C.在球體的實際半徑遠大于引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出的力差異很大D.在天體的實際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出的力差異不大 Jinxingeducation www.jxzx.cc/bkpt謝 謝