（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習(xí) 主題二 相互作用與運(yùn)動(dòng)定律 2.2.8經(jīng)典力學(xué)的局限性學(xué)案 新人教版

《（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習(xí) 主題二 相互作用與運(yùn)動(dòng)定律 2.2.8經(jīng)典力學(xué)的局限性學(xué)案 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習(xí) 主題二 相互作用與運(yùn)動(dòng)定律 2.2.8經(jīng)典力學(xué)的局限性學(xué)案 新人教版（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 2.2.8　經(jīng)典力學(xué)的局限性 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.知道經(jīng)典力學(xué)的局限性。 兩種理論——經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論 一個(gè)公式——m＝ 2.初步了解相對(duì)論時(shí)空觀。 3.初步了解微觀世界的量子特征。 1.從低速到高速 速度遠(yuǎn)小于光速 接近光速運(yùn)動(dòng) 物理理論 經(jīng)典力學(xué) 相對(duì)論 質(zhì)量與速 度的關(guān)系 物體的質(zhì)量是不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的 物體的質(zhì)量隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大，m＝ 位移、時(shí)間與參考系的關(guān)系 位移的測量、時(shí)間的測量都與參考系無關(guān) 同一過程的位移和時(shí)間的測量在不同參考系中是不同的 2.從宏觀到微觀 (1)微觀世界：電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)

2、律在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來說明，而量子力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (2)經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。 3.從弱引力到強(qiáng)引力 (1)1915年，愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對(duì)論，這是一種新的時(shí)空與引力的理論。在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的引力理論不再適用。 (2)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速c(3×108 m/s)時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常量”(6.63×10－34 J·s)可以忽略不計(jì)時(shí)，量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。 思考判斷 (1)洲際導(dǎo)彈的速度有時(shí)可達(dá)到6 000

3、 m/s，這一速度屬于相對(duì)論中的高速。(×) (2)質(zhì)量是物體的固有屬性，任何時(shí)候都不會(huì)變。(×) (3)對(duì)于高速物體，它的質(zhì)量隨著速度的增加而變大。(√) (4)經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，但適用于微觀世界。(×) (5)對(duì)于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，相對(duì)論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)是一致的。(√) 　經(jīng)典力學(xué)的局限性 [要點(diǎn)歸納] 1.低速與高速的概念 (1)低速：通常所見物體的運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體的運(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)。 (2)高速：有些微觀粒子在一定條件下速度可以接近光速，這樣的速度稱為高速。 2.速度對(duì)質(zhì)量的影響 (1)在經(jīng)典

4、力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨速度而改變。根據(jù)牛頓第二定律F＝ma知，物體在力F作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)，只要時(shí)間足夠長，物體的運(yùn)動(dòng)速度就可以增加到光速c。 (2)愛因斯坦的狹義相對(duì)論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即m＝。其中m0為物體靜止時(shí)的質(zhì)量，m是物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速。在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量的測量是與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)的。 3.速度對(duì)物理規(guī)律的影響：對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)問題，一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理。對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)已不再適用，需要用相對(duì)論知識(shí)來處理。 [精典示例] [例1] 如果真空中的光速為c＝3×108 m/s，當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度為v1＝2.4×108 m/s時(shí)，質(zhì)

5、量為3 kg，當(dāng)它的速度為v2＝1.8×108 m/s時(shí)，質(zhì)量為多少？ 思路探究 (1)在高速運(yùn)動(dòng)問題中，物體的質(zhì)量還是恒定不變的嗎？ (2)相對(duì)論中，物體的質(zhì)量與速度的關(guān)系式：m＝______。 答案　(1)不是，物體的質(zhì)量隨速度的增大而變大。 (2) 解析　根據(jù)m＝得＝，代入數(shù)據(jù)得m2＝2.25 kg。 答案　2.25 kg [針對(duì)訓(xùn)練1] 下列說法正確的是(　　) A.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變 B.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)速度的增加而減小，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大 C.在

6、經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大 D.上述說法都是錯(cuò)誤的 解析　在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，根據(jù)狹義相對(duì)論可知，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)是統(tǒng)一的，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 　經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論、量子理論的關(guān)系 [要點(diǎn)歸納]　 1.兩種理論是歷史發(fā)展的不同產(chǎn)物 我們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)過程都是從膚淺到深刻，從片面到全面，一步步深入，一步步完善的，所以理論的完善也需要一個(gè)過程，在歷史發(fā)展的不同階段，人類建立了經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論、量子力學(xué)兩套物理學(xué)理論，經(jīng)典力學(xué)理論不可能窮盡一切真理，必有其局限性，現(xiàn)在可認(rèn)為經(jīng)

7、典力學(xué)理論是狹義相對(duì)論和量子理論的特例。 2.經(jīng)典力學(xué)面臨困難的解決 (1)高速問題——狹義相對(duì)論解決。 (2)強(qiáng)引力場問題——廣義相對(duì)論解決。 (3)微觀問題——量子論解決。 3.解題模型 (1)宏觀低速型：經(jīng)典力學(xué)處理。 (2)高速型(接近光速)：相對(duì)論處理。 (3)微觀世界：量子理論處理。 [精典示例] [例2] (多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、狹義相對(duì)論和量子力學(xué)，下面說法中正確的是(　　) A.狹義相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)是相互對(duì)立、互不相容的兩種理論 B.在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從狹義相對(duì)論理論，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從牛頓運(yùn)動(dòng)定律 C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體

8、的運(yùn)動(dòng)，量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) D.不論是宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的 解析　相對(duì)論并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論理論在一定條件下的特殊情況，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，對(duì)于微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)問題經(jīng)典力學(xué)不再適用，但相對(duì)論、量子力學(xué)適用，故選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC [針對(duì)訓(xùn)練2] 關(guān)于經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動(dòng)而存在的 B.相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間與物體及其運(yùn)動(dòng)有關(guān)系 C.經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界、低速運(yùn)動(dòng)問題，不適用于高速運(yùn)動(dòng)

9、的問題 D.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論仍有很大的區(qū)別 解析　經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動(dòng)而存在的，而相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間與物體及其運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，故A、B正確；經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界、低速運(yùn)動(dòng)問題，不適用于微觀世界高速(相對(duì)于光速)運(yùn)動(dòng)的問題，故C正確；物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論相差不大，故經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速問題，故D錯(cuò)誤。 答案　D 1.下列說法中正確的是(　　) A.牛頓運(yùn)動(dòng)定律就是經(jīng)典力學(xué) B.經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律 C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以解決自然界中所有的問題 D.經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界

10、中所有的問題 解析　經(jīng)典力學(xué)并不等于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，牛頓運(yùn)動(dòng)定律只是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)；經(jīng)典力學(xué)并非萬能，也有其適用范圍，并不能解決自然界中所有的問題，沒有哪個(gè)理論可以解決自然界中所有的問題。因此只有搞清牛頓運(yùn)動(dòng)定律和經(jīng)典力學(xué)的隸屬關(guān)系，明確經(jīng)典力學(xué)的適用范圍，才能正確解決此類問題，所以項(xiàng)選B正確。 答案　B 2.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)，下列說法中正確的是(　　) A.不論是對(duì)宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的 B.量子力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；經(jīng)典力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng) D.上述說法都是錯(cuò)誤的 解析

11、　經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)、宏觀物體，不適用于高速運(yùn)動(dòng)、微觀粒子。量子力學(xué)既適用于宏觀物體；也適用于微觀物體，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 3.日常生活中，我們并沒發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動(dòng)的速度變化而變化，其原因是(　　) A.運(yùn)動(dòng)中物體無法稱量質(zhì)量 B.物體的速度遠(yuǎn)小于光速，質(zhì)量變化極小 C.物體的質(zhì)量太大 D.物體的質(zhì)量不隨速度的變化而變化 解析　根據(jù)狹義相對(duì)論m＝可知，在宏觀物體的運(yùn)動(dòng)中，v?c，所以m變化不大，而不是因?yàn)槲矬w的質(zhì)量太大或無法測量，也不是因?yàn)橘|(zhì)量不隨速度的變化而變化，選項(xiàng)B正確。 答案　B 4.屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同參考系中(　　) A.真空中光

12、速不變 B.時(shí)間間隔具有相對(duì)性 C.物體的質(zhì)量不變 D.物體的能量與質(zhì)量成正比 解析　狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)：相對(duì)性原理、光速不變?cè)?。光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑賑是對(duì)任何慣性參考系都適用的普適常量。 答案　A 5.(多選)關(guān)于公式m＝，下列說法中正確的是(　　) A.公式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 B.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度v＞0時(shí)，物體的質(zhì)量m＞m0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)是不正確的 C.當(dāng)物體以較小速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十分微弱，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng) D.通常由于物體的運(yùn)動(dòng)速度太小，質(zhì)量的變化引不起我們的感覺，故在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不必考慮其質(zhì)量的變化 解析　公式中的m0是物體靜止時(shí)的質(zhì)量，m是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；由公式可知，只有當(dāng)v接近光速時(shí)，物體的質(zhì)量變化才明顯，一般情況下物體的質(zhì)量變化十分微小，故經(jīng)典力學(xué)仍然適用，B錯(cuò)誤，C、D正確。 答案　CD 6