2018-2019學年高中物理 第五章 經(jīng)典力學的成就與局限性 1 經(jīng)典力學的成就與局限性學案 教科版必修2

1經(jīng)典力學的成就與局限性學習目標1.了解經(jīng)典力學在科學研究及生產(chǎn)技術中的廣泛應用.2.知道經(jīng)典力學的局限性和適用范圍一、經(jīng)典力學的成就與局限性1經(jīng)典力學：又稱牛頓力學，經(jīng)典力學體系是時代的產(chǎn)物，是許多科學家經(jīng)過艱苦探索才完成的科學理論它是整個現(xiàn)代物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代許多門類工程技術的理論基礎2經(jīng)典力學的成就英國物理學家牛頓在1687年出版的著作自然哲學的數(shù)學原理中建立了一個完整的力學理論體系經(jīng)典力學只用幾個基本的概念和原理就可以說明行星和衛(wèi)星的軌道、開普勒的行星運動定律、彗星運動、落體運動、海洋的潮汐、汽車的運動、足球的運動以及宏觀世界中人們日常看到的種種運動3牛頓的絕對時空觀：時間、空間與物質及其運動完全無關，時間與空間也完全無關4經(jīng)典力學的局限性：不能解釋高速運動領域的許多客觀現(xiàn)象；不能解釋微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象二、經(jīng)典力學的適用范圍經(jīng)典力學只適用于宏觀、低速、弱引力場，超出以上范圍，經(jīng)典力學失效，要由相對論、量子論等來取代判斷下列說法的正誤(1)經(jīng)典力學只適用于世界上普通的物體，研究天體的運動經(jīng)典力學就無能為力了(×)(2)洲際導彈的速度可達到6 000 m/s，在這種高速運動狀態(tài)下，經(jīng)典力學不適用(×)(3)受到很強的引力作用的物體的運動，不能用經(jīng)典力學理論解釋()(4)當物體的速度接近光速時，經(jīng)典力學就不適用了()(5)對于質子、電子的運動情況，經(jīng)典力學同樣適用(×)經(jīng)典力學的成就和局限性如圖1甲，質子束被加速到接近光速；如圖乙，中子星是質量、密度非常大的星體請思考：圖1(1)經(jīng)典力學是否適用于質子束的運動規(guī)律？(2)經(jīng)典力學是否適用于中子星的引力規(guī)律？答案(1)不適用(2)不適用1經(jīng)典力學的成就：(1)經(jīng)典力學體系是時代的產(chǎn)物，是現(xiàn)代機械、土木建筑、交通運輸以至航空航天技術的理論基礎(2)經(jīng)典力學的思想方法對藝術、政治、哲學等社會科學領域也有巨大影響2經(jīng)典力學的局限性及適用范圍：(1)現(xiàn)代物理學已經(jīng)揭示，超出宏觀的、日常生活經(jīng)驗的領域，經(jīng)典力學常常就不適用了(2)牛頓的絕對時空觀認為時間、空間與物質及其運動完全無關，時間與空間也完全無關，它割裂了時間、空間、物質及其運動之間的聯(lián)系，不能解釋高速運動領域的許多客觀現(xiàn)象(3)經(jīng)典力學認為，一切運動都是連續(xù)變化的，能量也是連續(xù)變化的，經(jīng)典力學的運動觀雖然給出了一幅機械運動的圖景，卻不能解釋微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象(4)經(jīng)典力學只適用于宏觀、低速、弱引力場的范圍，經(jīng)典力學對vc、受到很強的引力作用的物體或活動范圍在1010 m以內的微觀粒子的運動，不再適用經(jīng)典力學與相對論、量子力學并不矛盾，相對論、量子力學也沒有否定經(jīng)典力學.經(jīng)典力學是相對論、量子力學在宏觀、低速、弱引力作用條件下的特殊情況.例1(多選)關于經(jīng)典力學，下列說法正確的是()A經(jīng)典力學是科學家通過探索身邊的物體的運動而總結出的運動規(guī)律B經(jīng)典力學在理論和實踐上取得了巨大的成功，從地面到天體的運動都服從經(jīng)典力學的規(guī)律，因此，它是完全正確的C經(jīng)典力學不適用于高速、微觀領域，而自然界中又不存在慣性系，因此，它是完全錯誤的D經(jīng)典力學是人類長期對自然運動規(guī)律探索的一個發(fā)展階段，隨著探索的深入，視野的開闊，必然存在不完善的方面答案AD解析分析時既要看到經(jīng)典力學的偉大成就，又要注意到經(jīng)典力學的局限性及適用范圍由于認識水平的局限，科學家最早研究的是身邊的事物，經(jīng)典力學就是科學家通過探索身邊事物的運動而總結出的運動規(guī)律，A正確經(jīng)典力學在理論和實踐上取得了巨大的成功，但隨著人們探索的深入，視野的開闊，人們發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學也有局限性，它不適用于高速、微觀領域，所以B、C錯誤，D正確例2(多選)經(jīng)典力學能適用于下列哪些運動()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微觀粒子的運動答案ABC解析經(jīng)典力學只適用于低速運動，不適用高速運動，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界，所以不能適用于微觀粒子的運動.1(經(jīng)典力學的成就與局限性)(多選)下列說法中正確的是()A經(jīng)典力學是以牛頓的三大定律為基礎的B經(jīng)典力學在任何情況下都適用C當物體的速度接近光速時，經(jīng)典力學就不適用了D相對論和量子力學的出現(xiàn)，使經(jīng)典力學失去了意義答案AC解析牛頓運動定律是經(jīng)典力學的基礎，A正確；經(jīng)典力學只適用于低速、宏觀、弱引力場的范圍，B錯誤，C正確；相對論和量子力學的出現(xiàn)，并沒有否定經(jīng)典力學，只是說經(jīng)典力學有一定的適用范圍，D錯誤2(經(jīng)典力學的成就與局限性)(多選)關于經(jīng)典力學的局限性，下列說法正確的是()A經(jīng)典力學沒有局限性B經(jīng)典力學的應用受到物體運動速度的限制，當物體運動的速度接近于真空中的光速時，經(jīng)典力學就不適用了C經(jīng)典力學不適用于微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現(xiàn)象D經(jīng)典力學的時間和空間分離的觀點不準確答案BCD解析經(jīng)典力學僅適用于宏觀、低速物體的運動以及弱引力作用時的情況，當物體運動的速度接近于真空中的光速時，經(jīng)典力學就不再適用了，B對；經(jīng)典力學無法解釋微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現(xiàn)象，C對；同樣D也對3(經(jīng)典力學的適用范圍)牛頓力學的適用范圍是()A適用于宏觀物體的低速(與光速相比)運動B適用于微觀粒子的運動C適用于宏觀物體的高速(與光速相比)運動D適用于受到強引力作用的物體答案A解析牛頓力學屬于經(jīng)典力學，它只適用于低速、宏觀物體的運動以及弱引力作用時的情況故A對，B、C、D錯4(經(jīng)典力學的適用范圍)以牛頓運動定律為基礎的經(jīng)典力學的適用范圍是()A低速、宏觀、弱引力下的運動問題B高速、微觀、弱引力下的運動問題C低速、微觀、強引力下的運動問題D高速、宏觀、強引力下的運動問題答案A【考點】經(jīng)典力學、狹義相對論和量子力學的認識【題點】經(jīng)典力學的認識5(經(jīng)典力學的適用范圍)(多選)下列服從經(jīng)典力學規(guī)律的是()A自行車、汽車、火車、飛機等交通工具的運動B發(fā)射導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船C物體運動的速率接近于真空中的光速D地殼的變動答案ABD解析經(jīng)典力學適用于宏觀、低速運動的物體，所以A、B、D正確；當物體運動的速率接近于光速時，經(jīng)典力學就不適用了，故C錯誤4