人教版物理高中必修二《經(jīng)典力學(xué)的局限性》課件2

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1、經(jīng)典力學(xué)的局限性1.了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就；2.認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)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(duì)論、量子論的建立對(duì)人類(lèi)深入認(rèn)識(shí)客觀世界的作用，知道物理學(xué)改變?nèi)藗兪澜缬^的作用。 一、從低速到高速1.經(jīng)典力學(xué)的成就有哪些？結(jié) 論 :（ 1） 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 和 萬(wàn) 有 引 力 定 律 把 天 體 的 運(yùn) 動(dòng) 與 地 上 物 體 的運(yùn) 動(dòng) 統(tǒng) 一 起 來(lái) ， 是 人 類(lèi) 對(duì) 自 然 界 認(rèn) 識(shí) 的 第 一 次 大 綜 合 ， 是 人 類(lèi) 認(rèn) 識(shí) 史上 的 一 次 重 大 飛 躍 。（ 2） 經(jīng) 典 力 學(xué) 的 基 礎(chǔ) ， 在 以 后 的 二 百

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

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

4、 同 一 過(guò)程 的 位 移 和 時(shí) 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(xué)的適用范圍是什么？并說(shuō)明理由。結(jié) 論 :（ 1） 經(jīng) 典 力 學(xué) 的 適 用 范 圍 ： 只 適 用 于 低 速 運(yùn) 動(dòng) ， 不 適 用 于 高速 運(yùn) 動(dòng) ； 只 適 用 于 宏 觀 世 界 ， 不 適 用 于 微 觀 世 界 。（ 2） 19世 紀(jì) 末 和 20世 紀(jì) 初 ， 人 們 相 繼 發(fā) 現(xiàn) 了 電 子 、 質(zhì) 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(dòng) 性 ， 它 們 的 運(yùn) 動(dòng)規(guī) 律

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

6、 圓 做 周 期 性 運(yùn)動(dòng) 。 而 實(shí) 際 的 天 文 觀 測(cè) 表 明 ， 行 星 的 軌 道 并 不 是 嚴(yán) 格 閉 合 的 ， 它們 的 近 日 點(diǎn) 在 不 斷 地 旋 進(jìn) ， 如 水 星 的 運(yùn) 動(dòng) 。（ 2)愛(ài) 因 斯 坦 廣 義 相 對(duì) 論 的 計(jì) 算 結(jié) 果 與 實(shí) 際 觀 測(cè) 到 的 水 星 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 吻 合 得 很 好 。 這 說(shuō) 明 經(jīng) 典 力 學(xué) 只 適 用 于 弱 引 力 ， 而 不 適 用 于 強(qiáng)引 力 。 2 .歸納牛頓萬(wàn)有引力定律與愛(ài)因斯坦引力理論的主要差異？結(jié) 論 :牛 頓 萬(wàn) 有 引 力 定 律 與 愛(ài) 因 斯 坦 引 力 理 論 的 主 要 差 異

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

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(shí) 際 半 徑 遠(yuǎn) 大 于 它 們 的 引 力 半 徑 ， 那 么 由 愛(ài) 因 斯 坦和 牛 頓 引 力 理 論 計(jì) 算 出 的 力 的 差 異 并 不 是 很 大 ， 但 當(dāng) 天 體 的 半 徑 接近 引 力 半 徑 時(shí) ， 這 種 差 異 將 急 劇 增 大 ， 這 就 是 說(shuō) ， 在 強(qiáng) 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(shuō)法中正確的是（ ）A.根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，表面上的引力將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍B.按照廣義相對(duì)論可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，表面上的引力將大于原來(lái)的4倍C.在球體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于引力半徑時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論和牛頓的引力理論計(jì)算出的力差異很大D.在天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論和牛頓的引力理論計(jì)算出的力差異不大 Jinxingeducation www.jxzx.cc/bkpt謝 謝