2022年人教版必修2物理：66经典力学局限性学案设计

1、经典力学的局限性【学习目标】一、学问与技能 1知道牛顿运动定律的适用范畴；2明白经典力学在科学争论和生产技术中的广泛应用；3知道质量与速度的关系,知道高速运动中必需考虑速度随时间的变化；二、过程与方法 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性,新的理论会不断完善和补充旧的理论,人 类对科学的熟悉是无止境的；三、情感、态度与价值观 通过对牛顿力学适用范畴的争论,使同学知道物理中的结论和规律一般都有其适用范畴,熟悉的学问的变化性和无穷性,培育献身于科学的时代精神；【学习重点】牛顿运动定律的适用范畴【学习难点】高速运动的物体,速度和质量之间的关系【课时支配】1 课时【学习过程】一、自主学习 从经典力

2、学到相对论的进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,当它运动时仍是这样长；一分钟不论处 于静止状态仍是处于运动状态, 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；这就是经典力学的肯定时空观；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；程表达式：l=l0

3、12 v （通称尺缩效应）c 2t 0t=1v2（钟慢效应）c2m 0m=1v2（质速效应）c2长度、时间和质量随速度的变化关系可以用以下方上式中,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（vc）,就上面的一些结果就变为l l0 ,tt0 ,mm0,因而对于宏观低速运动的物体,使用牛顿定律来处理问题,仍是足够精确的；继狭义相对论之后, 1915 年爱因斯坦又建

4、立了广义相对论,指出空间时间不行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 熟悉大大深化了；“ 狭义相对论” 和“ 广义相对论” 统称为相对论；二、展现反馈例 1以牛顿运动定律为基础的经典力学,在科学争论和生产技术中有哪些应用？【提示】经典力学在科学争论和生产技术中有广泛的应用；经典力学与天文学相结合建 立了天体力学；经典力学和工程实际相结合,建立了应用力学,如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流淌到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发

5、射导弹、卫星、宇宙飞船,等等,全部这些都听从经典力学规律；例 2以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范畴是什么？【提示】 经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题,经典力学 只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子；【达标检测】1以下说法正确选项（ BC）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肯定的局限性 C在经典力学中,物体的质量不随运动状态而转变 D相对论与量子力学否定了经典力学理论220 世纪初,闻名物理学家爱因斯坦提出了,转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；（狭义相对论、固定不变、变化）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；（低速运动 高速运动 宏观 微观粒子）4与 都没有否定过去的科学,而认为过去的科学是自己在一定条件下的特别情形；（狭义相对论、量子力学）5在远离一切星体的太空中,你作为一艘加速（其加速度大于 g）运行飞船上的乘客,你自己的质量比地球上时是大、是小仍是不变？假如