高中物理 经典力学的局限性学程导航 新人教版必修2

用心 爱心 专心1 第六节第六节 经典力学的局限性 课堂 经典力学的局限性 课堂 教学目标教学目标 1 知道牛顿运动定律的适用范围 2 了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用 3 知道质量与速度的关系 知道高速运动中必须考虑速度 自主学习自主学习 阅读课文 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 活动探究活动探究 1 物体的质量与运动速度有关物体的质量与运动速度有关 在经典力学中 物体的质量是不随运动状态改变的 但是 按照 20 世纪初著名物理学家爱因 斯坦建立的狭义相对论 质量要随物体运动速度的增大而增大 物体的质量与运动速度的关系是 式中 m0是 时的质量 m 是 时的质量 c 是真空中的光速 可见 当 v c 时 m m0 当 v 趋近于 c 时 m 趋近于无穷大 因此 当物体的速度远小于 真空中的光速时 经典力学完全适用 当物体的速度接近光速时 经典力学就不适用了 2 经典力学中速度叠加原理不再成立经典力学中速度叠加原理不再成立 设河流中的水相对于河岸的速度为 V水岸 船相对于水的速度为 V船水 则在经典力学中 船相对于岸的速度为 矢量和 这似乎是天经地义的 但是 这个关系式涉及两个 相同 还是 不同 的惯性 参考系 而速度总是与位移 空间长度 及时间间隔的测量相联系 相对论认为 同一过程的位移 和时间的测量在不同参考系中是不同的 因而上式不能成立 3 经典力学难以解释微观粒子的运动经典力学难以解释微观粒子的运动 科学家们发现 电子 质子 中子等微观粒子不仅具有 同时还具有 它们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明 20 世纪 20 年代量子力学的出现 才很好地揭示了微观世界的基本规律 当课反馈当课反馈 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 下列说法中正确的是 A 经典力学适用于任何情况下的任何物体 B 狭义相对论否定了经典力学 C 量子力学能够描述微观粒子运动的规律性 D 万有引力定律也适用于强相互作用力 5 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 6 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 7 下列说法正确的是 A 微观粒子的运动速度超过光速 因此经典力学不适用 B 微观粒子的质量是不确定的 因此经典力学不适用 C 微观粒子具有波粒二象性 因此经典力学不适用 D 量子力学仅适用于微观粒子的运动 水岸船水船岸 vvv 用心 爱心 专心2 8 经典力学只适用于 宏观世界 这里的 宏观世界 是指 A 行星 恒星 星系等巨大的物质领域 B 地球表面上的物质世界 C 人眼能看到的物质世界 D 不涉及分子 原子 电子等微观粒子的物质世 界 第六节第六节 经典力学的局限性 课外 经典力学的局限性 课外 1 关于经典力学和量子力学 下面说法中正确的是 A 不论是对宏观物体 还是微观粒子 经典力学和量子力学都是适用的 B 量子力学适用于宏观物体的运动 经典力学适用于微观粒子的运动 C 经典力学适用于宏观物体的运动 量子力学适用于微观粒子的运动 D 上述说法都是错误的 2 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 3 以下说法正确的是 A 经典力学理论普遍适用 大到天体 小到微观粒子均适用 B 经典力学理论的成立具有一定的局限性 C 在经典力学中 物体的质量不随运动状态而改变 D 相对论与量子力学否定了经典力学理论 4 假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的 2 倍 仍做圆周运动 则 A 根据公式 v r 可知卫星的线速度将增大到原来的 2 倍 B 根据公式 F mv2 r 可知卫星所受的向心力将变为原来的 1 2 倍 C 根据公式 F GMm r2 可知地球提供的向心力将减少到原来的 1 4 倍 D 根据上述 B 和 C 给出的公式 可知卫星运动的线速度将减少到原来的 2 2 倍 5 从 1999 年至 2005 年 在五年多的时间内 我国已成功发射了六艘 神舟 号宇宙飞船 并实 现中国两次载人航天飞行 标志着我国载人航天事业取得了新进展 若飞船在绕地球的轨道上作匀 速圆周运动 则运行速度 v 的大小 A v 7 9km sB v 7 9km s C 7 9km s v 11 2km s D v 11 2km s 6 如图所示 a b c 是环绕地球圆形轨道上运行的 3 颗人造卫星 它们的质量关系是 ma mb mc 则 A b c 的线速度大小相等 且大于 a 的线速度 B b c 的周期相等 且小于 a 的周期 C b c 的向心加速度大小相等 且大于 a 的向心加速度 D b 所需向心力最小 7 人造卫星在太空运行中 天线偶然折断 天线将 A 继续和卫星一起沿轨道运行 B 做平抛运动 落向地球 C 由于惯性 沿轨道切线方向做匀速直线运动 远离地球 D 做自由落体运动 落向地球 8 如果真空中的光速为 c 3 108m s 当一个物体的运动速度为 v1 2 4 108 m s 时 质量为 3kg 当它的速度为 v2 1 8 108m s 时 质量为多少 9 1990 年 3 月 紫金山天文台将该台发现的 2752 号小行星命名为 吴健雄星 将其看作球形 直 径为 32km 它的密度和地球密度相近 若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面附近运转 求此 卫星的环绕速度 地球半径取 6400km 10 太空中有一颗绕恒星做匀速圆周运动的行星 此行星上一昼夜的时间是 6h 在行星的赤道处用 弹簧秤测量物体的重力的读数比在两极时测量的读数小 10 已知引力常量 2211 107 6kgmNG 求此行星的平均密度 11 1997 年 8 月 26 日在日本举行的国际学术大会上 德国 Max Plank 学会的一个研究组宣布了他们 的研究结果 银河系的中心可能存在一个大 黑洞 所谓 黑洞 它是某些天体的最后演变结果 a b c 地球 用心 爱心 专心3 1 根据长期观测发现 距离某 黑洞 6 0 1012m 的另一个星体 设其质量为 m2 以 6m s 的