高考物理总复习 主题二 相互作用与运动定律 2.2.8经典力学的局限性课件 新人教版.ppt

2 2 8经典力学的局限性 1 从低速到高速 相对论 增大 无关 不同的 2 从宏观到微观 1 微观世界 电子 质子 中子等微观粒子的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明 而 能够正确地描述微观粒子的运动规律 2 经典力学的适用范围 只适用于 运动 不适用于 运动 只适用于 世界 不适用于 世界 量子力学 低速 高速 宏观 微观 3 从弱引力到强引力 1 1915年 爱因斯坦创立了广义相对论 这是一种新的时空与引力的理论 在强引力的情况下 牛顿的引力理论 2 当物体的运动速度远小于光速c 3 108m s 时 相对论物理学与经典物理学的结论 当另一个重要常数即 普朗克常量 6 63 10 34j s 可以忽略不计时 量子力学和经典力学的结论 不再适用 没有区别 没有区别 思考判断 1 洲际导弹的速度有时可达到6000m s 这一速度属于相对论中的高速 2 质量是物体的固有属性 任何时候都不会变 3 对于高速物体 它的质量随着速度的增加而变大 4 经典力学不适用于高速运动的物体 但适用于微观世界 5 对于宏观物体的低速运动问题 相对论 量子力学与经典力学是一致的 经典力学的局限性 要点归纳 1 低速与高速的概念 1 低速 通常所见物体的运动 如行驶的汽车 发射的导弹 人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动 2 高速 有些微观粒子在一定条件下速度可以接近光速 这样的速度称为高速 2 速度对质量的影响 3 速度对物理规律的影响 对于低速运动问题 一般用经典力学规律来处理 对于高速运动问题 经典力学已不再适用 需要用相对论知识来处理 精典示例 例1 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 108m s时 质量为3kg 当它的速度为v2 1 8 108m s时 质量为多少 思路探究 1 在高速运动问题中 物体的质量还是恒定不变的吗 2 相对论中 物体的质量与速度的关系式 m 答案2 25kg 针对训练1 下列说法正确的是 a 在经典力学中 物体的质量不随运动状态而改变 在狭义相对论中 物体的质量也不随运动状态而改变b 在经典力学中 物体的质量随运动速度的增加而减小 在狭义相对论中 物体的质量随物体速度的增大而增大c 在经典力学中 物体的质量是不变的 在狭义相对论中 物体的质量随物体速度的增大而增大d 上述说法都是错误的 解析在经典力学中 物体的质量是不变的 根据狭义相对论可知 物体的质量随物体速度的增大而增大 二者在速度远小于光速时是统一的 故选项c正确 答案c 经典力学与相对论 量子理论的关系 要点归纳 1 两种理论是历史发展的不同产物 我们对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻 从片面到全面 一步步深入 一步步完善的 所以理论的完善也需要一个过程 在历史发展的不同阶段 人类建立了经典力学和相对论 量子力学两套物理学理论 经典力学理论不可能穷尽一切真理 必有其局限性 现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子理论的特例 2 经典力学面临困难的解决 1 高速问题 狭义相对论解决 2 强引力场问题 广义相对论解决 3 微观问题 量子论解决 3 解题模型 1 宏观低速型 经典力学处理 2 高速型 接近光速 相对论处理 3 微观世界 量子理论处理 精典示例 例2 多选 关于经典力学 狭义相对论和量子力学 下面说法中正确的是 a 狭义相对论和经典力学是相互对立 互不相容的两种理论b 在物体高速运动时 物体的运动规律服从狭义相对论理论 在低速运动时 物体的运动服从牛顿运动定律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 不论是宏观物体 还是微观粒子 经典力学和量子力学都是适用的 解析相对论并没有否定经典力学 而是认为经典力学是相对论理论在一定条件下的特殊情况 选项a错误 经典力学适用于宏观物体的低速运动 对于微观粒子的高速运动问题经典力学不再适用 但相对论 量子力学适用 故选项b c正确 选项d错误 答案bc 针对训练2 关于经典时空观和相对论时空观 下列说法错误的是 a 经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的b 相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系c 经典力学只适用于宏观世界 低速运动问题 不适用于高速运动的问题d 当物体的运动速度远小于光速时 相对论和经典力学的结论仍有很大的区别 解析经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的 而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系 故a b正确 经典力学只适用于宏观世界 低速运动问题 不适用于微观世界高速 相对于光速 运动的问题 故c正确 物体的运动速度远小于光速时 相对论和经典力学的结论相差不大 故经典力学适用于宏观 低速问题 故d错误 答案d 1 下列说法中正确的是 a 牛顿运动定律就是经典力学b 经典力学的基础是牛顿运动定律c 牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题d 经典力学可以解决自然界中所有的问题 解析经典力学并不等于牛顿运动定律 牛顿运动定律只是经典力学的基础 经典力学并非万能 也有其适用范围 并不能解决自然界中所有的问题 没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题 因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系 明确经典力学的适用范围 才能正确解决此类问题 所以选项b正确 答案b 2 关于经典力学和量子力学 下列说法中正确的是 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解析经典力学适用于低速运动 宏观物体 不适用于高速运动 微观粒子 量子力学既适用于宏观物体 也适用于微观物体 故选项c正确 答案c 3 日常生活中 我们并没发现物体的质量随物体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 答案b 4 属于狭义相对论基本假设的是 在不同参考系中 a 真空中光速不变b 时间间隔具有相对性c 物体的质量不变d 物体的能量与质量成正比解析狭义相对论两个基本假设 相对性原理 光速不变原理 光速不变原理 真空中的光速c是对任何惯性参考系都适用的普适常量 答案a a 公式中的m0是物体以速度v运动时的质量b 当物体的运动速度v 0时 物体的质量m m0 即物体的质量改变了 故经典力学是不正确的c 当物体以较小速度运动时 质量变化十分微弱 经典力学理论仍然适用 只有当物体以接近光速的速度运动时 质量变化才明显 故经典力学适用于低速运动 而不适用于高速运动d 通常由于物体的运动速度太小