沪科版必修2 6.1 经典力学的巨大成就和局限性 课件（23张）.pptx

第6章经典力学与现代物理 6 1经典力学的巨大成就和局限性 自主阅读 自我检测 一 一座永垂不朽的纪念碑1 自然哲学的数学原理 的产生英国科学家牛顿的代表作 出版于1687年 2 自然哲学的数学原理 介绍全书共分两个部分 第一部分是 定义和注释 运动的基本原理 第二部分是定律的应用 其内容包括 万有引力定律和行星运动 流体力学的开创性研究 天体力学和宇宙系统的开拓性研究 行星的运动 卫星的运动 地面上的落体运动 抛体运动 彗星轨道 岁差以及潮汐现象等 全书贯穿了牛顿和莱布尼茨分别独立发明的数学方法 微积分 它在科学史上占有非常重要的地位 因为它标志着经典力学的建立 自主阅读 自我检测 二 经典力学的巨大成就1 把天体运动与地上物体的运动统一起来了 2 由经典力学为基础发展起来了天体力学 材料力学 3 力学与热学结合引发了第一次工业革命 4 经典力学是航天的理论基础 三 经典力学方法论的意义经典力学的研究方法以伽利略和牛顿最为典型 伽利略 理想实验法 牛顿 归纳 演绎法 建立理论体系 自主阅读 自我检测 四 经典力学的局限性1 经典力学对时间和空间的认识 1 把一切自然现象都归结为机械决定论 2 把时间 空间割裂开来 认为它们与物质运动无关 2 经典力学的适用范围 1 只适用于低速运动 不适用于高速运动 2 只适用于宏观世界 不适用于微观世界 3 只适用于弱引力环境 不适用于强引力环境 3 经典力学的规律和观点在微观与高速领域不能适用 是否说明经典力学是错误的 毫无价值的 提示 不是 经典力学有其局限性 但在宏观低速中还存在着广泛应用 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 经典力学的基础是牛顿运动定律 2 经典力学对航空 航天技术有重要意义 3 经典力学适用于低速运动 不适用于高速运动 4 经典力学应用广泛 适用于一切运动 5 经典力学中把时间和空间割裂开来 认为它们与物质运动无关 答案 1 2 3 4 5 自主阅读 自我检测 2 关于牛顿力学的适用范围 下列说法正确的是 a 宏观高速问题b 微观低速问题c 宏观低速问题d 微观高速问题解析 经典力学局限于运动速率远小于真空中光速的宏观物体 对高速运动的物体和微观粒子不适用 所以只有c正确 答案 c3 一列火车的速度是10m s 一个人在车上相对于车以8m s的速度向前跑 那么他相对于地面的速度为18m s 若火车的速度为0 9c c为光速 人相对于车以0 5c的速度向前跑 还能用牛顿的经典力学去研究火车和人的运动规律吗 答案 不能用 经典力学不适用于高速 接近光速 运动的物体 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 经典力学的成就经典力学的成就巨大 适用范围广泛 试讨论一下到底有哪些巨大贡献呢 要点提示 经典力学对地上与天上的运动都有作用 对航天 运动学 天体力学 材料力学 结构力学等都有贡献 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 1 经典力学经典力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学 有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系 2 经典力学的伟大成就自从17世纪以来 以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展 取得了巨大的成就 经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用 经典力学和天文学相结合 建立了天体力学 经典力学和工程实际相结合 建立了各种应用力学 如水力学 材料力学 结构力学等 从行星的运动到地面上各种物体的运动 从大气的流动到地壳的变动 从设计各种机械到拦河筑坝 修建桥梁和高楼大厦 从人力车 马车的运动到汽车 火车 飞机等现代交通工具的运动 从抛出石块到发射导弹 人造卫星和航天飞机 所有这些关于宏观物体的运动问题 都服从经典力学的规律 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 3 经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征 这标志着近代理论自然科学的诞生 也成为其他各门自然科学的典范 牛顿运用归纳与演绎 综合与分析的方法极其明晰地得出了完善的力学体系 被后人称为科学美的典范 显示出物理学家在研究物理时 都倾向于选择和谐与自治的体系 追求最简洁 最理想的形式 但是 牛顿运动定律和一切物理定律一样 也有它的适用范围 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 例1 多选 关于经典力学的伟大成就 下列论述正确的是 a 经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合b 经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在c 经典力学第一次向人们展示了时间的相对性d 人们借助于经典力学中的研究方法 建立了完整的经典物理学体系 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 解析 经典力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来 从力学上证明了自然界的多样性的统一 第一次实现了人类对自然界认识的理论大综合 在研究方法上 人们把经典力学中行之有效的实验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上 相继建立了热学 声学 光学 电磁学等 形成了完整的经典物理学体系 综上所述 应选a d 答案 ad规律方法人类对客观世界的认识经历了艰辛而复杂的过程 新理论的建立往往以原有理论为基础 而不是完全推翻或否定 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 变式训练1 多选 下列有关伽利略在经典力学中的贡献的叙述正确的是 a 伽利略对运动进行了描述和分类 对自由落体运动规律进行了探索 得到了惯性原理 研究了抛体运动的轨迹b 伽利略提出了运动的相对性原理 开创了实验科学c 伽利略的研究 无论是在动力学的基本原理上 还是在动力学的研究方法上 都做出了奠基性的重要贡献d 伽利略发现了万有引力定律答案 abc 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 经典力学的局限性19世纪末和20世纪初 物理学研究深入到微观世界 发现了电子 质子 中子等微观粒子 而且发现它们不仅具有粒子性 同时还具有波动性 它们的运动规律能完全用经典力学来解释吗 要点提示 不能 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 1 从低速到高速当物体运动速度远小于真空中光速时 经典力学处理这些运动完全适用 物体的质量不随运动状态改变 而根据狭义相对论的观点 质量要随着物体运动速度的增大而增大 若物体的速度接近光速 物体的质量增大比较显著 不能忽略 经典力学不再适用 2 由宏观到微观19世纪末和20世纪初 物理学研究深入到微观世界 发现了电子 质子 中子等微观粒子 而且发现它们不仅具有粒子性 同时还具有波动性 它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明 这说明经典力学一般不适用于微观粒子 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 例2 对于经典力学理论 下述说法正确的是 a 由于相对论 量子论的提出 经典力学已经失去了它的意义b 经典力学在今天广泛应用 它的正确性无可怀疑 仍是普遍适用的c 经典力学在历史上起了巨大的作用 随着物理学的发展而逐渐过时 成为一种古老的理论d 经典力学在宏观低速运动中 引力不太大时适用解析 经典力学和其他任何理论一样 有其自身的局限性和适用范围 但对于低速宏观物体的运动 经典力学仍然适用 并仍将在它适用范围内大放异彩 所以d正确 答案 d 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 规律方法经典力学与相对论 量子力学并不矛盾 相对论 量子力学也没有否定经典力学 经典力学是相对论 量子力学在低速 宏观 弱引力作用条件下的特殊情况 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 变式训练2 多选 关于经典力学的局限性 下列说法正确的是 a 经典力学没有局限性b 经典力学的应用受到物体运动速度的限制 当物体运动的速度接近于真空中的光速时 经典力学就不适用了c 经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象d 经典力学的时间和空间分离的观点不对解析 经典力学仅适用于宏观 低速运动的物体 当物体运动的速度接近于真空中的光速时 经典力学就不再适用了 a错 b对 经典力学无法解释微观领域中物质结构和能量不连续的现象 c d对 答案 bcd 1 2 3 4 1 多选 下列服从经典力学规律的是 a 自行车 汽车 火车 飞机等交通工具的运动b 发射导弹 人造卫星 宇宙飞船c 物体运动的速率接近于真空中的光速d 能量的不连续现象解析 经典力学只适用于宏观 低速运动的物体 所以a b正确 c错误 能量的不连续现象涉及量子论 不适合用经典力学来解释 所以d错误 答案 ab 1 2 3 4 2 17世纪末 采用归纳与演绎 综合与分析的方法 建立了完整的经典力学体系 使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是 a 牛顿b 开普勒c 笛卡儿d 伽利略解析 牛顿是经典力学理论体系的建立者 牛顿定律是经典力学的基础 答案 a 1 2 3 4 3 关于经典力学的局限性 下列说法正确的是 a 经典力学适用于宏观低速运动的物体b 由于经典力学有局限性 所以一般力学问题都用相对论力学来解决c 火车提速后 有关速度问题不能用经典力学来处理d 经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体解析 经典力学适用于宏观 低速的物体 a项正确 经典力学虽然有局限性 但对于宏观 低速的力学问题可以应用力学的规律求解 b项错误 火车提速后 火车的速度相对于光速而言仍属于低速运动 可以用经典力学来处理 c项错误 并非体积很大的物体才能看成宏观物体 d项错误