高中人教版 (新课标)6.经典力学的局限性学案

这是一份高中人教版 (新课标)6.经典力学的局限性学案，共3页。学案主要包含了预习目标，预习内容等内容，欢迎下载使用。

6.6 经典力学的局限性
课前预习学案
一、预习目标
（1）了解经典力学的发展历程和伟大成就。
（2）认识经典力学的局限性和适用范围。
二、预习内容
（1）学生阅读课文、课下上网查阅有关牛顿、爱因斯坦、霍金等科学家的资料。
（2）学生完成下列几填空。
1、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、_______________________建立了相对论。
3、在相对论中，质量随着物体运动的速度的增大而增大，满足:
_________________________________________;
4、电子、质子、中子等微观粒子不仅具有_________性，同时具有_____________性，_____________力学能够正确地描述微观粒子的运动规律性。
5、经典力学的适用范围和局限性为：
（1） 经典力学只适用于______运动，不适用于_______运动。
( 2 ) 经典力学只适用于_______世界，不适用于_______世界。
( 3) 经典力学只适用于_________力, 不适用于_______ 力。
课内探究学案
一、学习目标
（1）了解经典力学的发展历程和伟大成就。
（2）认识经典力学的局限性和适用范围。
（3）初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。
（4）了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用，知道物理学改变人们世界观的作用。
二、学习过程
引入新课
进行新课
请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题
1、经典力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”？
学生活动：阅读教材，并思考上面的问题。分组讨论，代表发言。
［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。
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。质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式：
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（v<继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间——时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了。“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论。
（四）实例探究
［例1］以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用?
［例2］以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?
(四)当堂检测
1、20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了 ，改变了经典力学的一些结论。在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度变化而 。
2、20世纪初期，建立了 ，它能够正确地描述微观粒子的运动规律。
3、经典力学只适用于解决 问题，不能用来处理 问题，经典力学只适用于 物体，一般不适用于 。
4、牛顿运动定律和万有引力定律在 、 、 的广阔的领域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验，取得了巨大的成就。
5、经典力学的适用范围：只适合于低速运动， ；只适合于宏观世界， 。
6、经典力学认为时间是 ，质量是 ，空间是 。经典力学深入到高速领域将被 所代替，深入到微观领域将被 所代替。
课后练习与提高
1、关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于与高速运动（速度接近于真空中的光速）
B．狭义相对论只适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用与高速运动（速度接近于真空中的光速）
D．狭义相对论既适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），也适用于低速运动
2、相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比：（ ）
A、运动时的质量比静止时的质量大 B、运动时的质量比静止时的质量小
C、运动时的质量与静止时的质量相等 D、是两个不同的概念无法比较
3、经典力学不能适用下列哪些运动（ ）
A、火箭的发射 B、宇宙飞船绕地球的运动
C、“勇气号”宇宙探测器 D、微观粒子的波动性
4、日常生活我们并没发现物体的质量随物体的运动的速度变化而变化，其原因是（ ）
A、运动中物体无法称量质量 B、物体的速度远小于光速，质量变化极小
C、物体的质量太大 D、物体的质量不随速度的变化而变化
5、以下关于物体的质量的说法中正确的是（ ）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变
C．只有当物体运动的速度远小于光速时，物体的质量才增大
D．物体速度大，说明受力大，同时物体的质量也增大
6、下列说法正确的是（ ）
A、物质、时间、空间是紧密联系的统一体
B、在某参考系中观察某一物理现象是同时发生的，但在另一参考系中，仍观察该物理现象也一定是同时发生
C、关经过大质量的星体附近时会发生偏转等现象
D、当天体的半径接近“引力半径”时，引力趣于无穷大，牛顿引力理论只要在实际半径大于他们的“引力半径”时才适应
7、相对论给出了物体在 状态下所遵循的规律，量子力学给出了 世界所遵循的规律，爱因斯坦引力理论解决了 作用下的相关问题，而经典力学只适用于 ，不适用于 。
参考答案
AD 2。 A 3。 D 4。 B 5。 B 6。 ACD 7。高速运动，微观世界所遵循的规律，强引力，低速运动、宏观世界和弱引力作用，高速运动、微观世界和强引力作用。