本章复习与测试教学设计第一课时

第6节

经典力学的局限性

●导学天地

学习要求

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基本要求

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发展要求

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说明

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. 1.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象. 2.初步了解相对论、量子论的建立对人类深入认识客观世界的作用. 

1.不要求用相对论中质量随速度变化的公式进行计算. 

2.不要求识记证明经典力学局限性的有关事实. 学法指导

我们应该知道经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律，经典力学适用范围是：宏观、低速、弱引力问题，初步认识相对论和量子力学. 自主学习



知识梳理



自主探究



经典力学局限性



相对论与量子力学的出现是否否定了经

（1）经典力学的基础是

，牛顿运典力学？

动定律和万有引力定律在

、

、

的广阔区域，包括

的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就. 

（2）狭义相对论阐述物体

时所遵从的规律. 

（3）在经典力学中，物体的质量是

的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而

，即

. 

（4）经典力学认为位移和时间的测量与参考系

，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系

，在不同的参考系中是

. 

（5）经典力学有它的适用范围：只适用于



运动，不适用于

运动；只适用于

世界，不适用于

世界. 

（6）1915年，爱因斯坦创立了

，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿引力理论

.当物体的运动速度远小于光速c（3×108 m/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“普朗克常数”（6.63×10-34

J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论

，相对论与量子力学都没有否定经典力学，而是认为经典力学是自己

在一定条件下的特殊情形.

理解升华

重点、难点、疑点解析

1.经典力学的适用范围和局限性

经典力学的基础是牛顿运动定律、万有引力定律.牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔区域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验.比如研究地面物体的运动，天体的运动，各种交通工具的运动、发射导弹、人造卫星、宇宙飞船等等这些宏观、低速运动的物体都与经典力学相符合. 经典力学的适用范围是：宏观，低速，弱引力等.但对于微观、高速、强引力问题却不适用. 2.经典力学与近代物理比较

（1）经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速（接近光速）运动的物体.狭义相对论阐述物体在以接近光的速度运动时所遵从的规律.例如：①经典力学中物体的质量是不随运动状态改变的.而在狭义相对论中，质量则随着运动速度的增大而增大.即m=m01vc22.②时空观概念：经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，是定值.而狭义相对论则认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的.比如测量月地间距离，坐在接近光速的飞船上测量与在地面上测量所得的数值是不相同的. （2）经典力学适用于宏观世界，一般不适用于微观粒子.而量子力学则能够正确描述微观粒子的运动规律. （3）在弱引力的情况下，牛顿万有引力定律与实验结果符合的很好，而在强引力的情况下，万有引力定律不再适用.而爱因斯坦的广义相对论则能够解释强引力情况下的作用规律. （4）相对论和量子力学并没有否定经典力学，经典力学是在一定条件下的特殊情形. 

自我反馈



自主学习



牛顿运动定律

宏观

低速

弱引力

天体力学

以接近光的速度运动

不变

增大

m=m01vc22

无关

有关

不同的

低速

高速

宏观

微观

广义相对论

不适用

没有区别

没有区别



演练广场

夯实基础

1.像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切理论，它具有自己的

性.人们认识到经典力学有它的适用范围；只适用于

物体的运动，不适用于

物体的运动，在

的情况下，牛顿引力理论将不再适用. 2.继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿

力学的不足，又进一步发展了经典力学，创立了相对论，这说明

（

）

①世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分

②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界

③人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化

④每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识

A.①②③④

B.①②③

C.①③④

D.②③

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.下列说法中正确的是

（

）

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，物体的质量随物体的速度的增大而增大

D.上述说法都是错误的

5.关于狭义相对论和经典力学，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.狭义相对论和经典力学其实是同一理论

C.在物体高速运动时，物体的运动服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律

D.上述说法都是错误的

拓展阅读

“和平号”空间站

1984年，美国总统里根宣布实施永久性宇宙空间站计划.愈来愈多的国家与美国交换了备忘录，对各国承担的任务作了规定，其中空间站的实验舱由欧洲国家提供，往返空间站和地球之间的航天飞机上的机械手和建造空间站所需的机械手装置均由加拿大提供，日本也开始了实验舱的设计.1992年，俄罗斯正式参与国际空间站计划.1995年，美国的航天飞机成功地与俄罗斯的“和平号”空间站对接.之后，俄罗斯航天员搭乘美国航天飞机进入“和平号”空间站，美国航天员“留宿”俄罗斯空间站，你来我往，不亦乐乎.国际空间站总质量为420 t，绕地球一圈约90 min.国际空间站轨道能观测到75%的地球表面，相当于90%的地球人口生活地域.多年来，科学家们利用太空环境失重生物学的实验研究，并取得了不少成果，如太空失重环境对生物生长的影响有一定的可逆性、太空失重环境影响生物的遗传性、失重环境会影响生物机体的形状和功能、太空失重环境使生物生长过程变化很大、失重与辐射的综合影响等.

参考答案

演练广场

1.局限

低速、宏观

高速、微观

强引力

2.D

3.BC

4.C

5.C