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物理:6.6《经典力学局限性》课件(新人教版必修2)


6.6《经典力学局限性》

教 学目标
知识与技能 ? 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 度随时 ? 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,人类对科学的认识是无止 境的. ? 情感、态度与价值观 ? 通过对牛顿力学适用范围的讨论,使学生知道物理中的 结论和规律一般都有其适用范围,认识知识的变化性和无 穷性,培养献身于科学的时代精神.
?

教学重点 ? 牛顿运动定律的适用范围 ? 教学难点 ? 高速运动的物体,速度和质量之间的关 系. ? 教学方法 ? 探究、讲授、讨论、练习
?

§1 经典力学的成就和局限性
1:主要有哪些物理学家作出了哪 些突出的贡献? 2:经典力学有哪些局限性?

§1 经典力学的成就和局限性
一、经典力学的发展过程及伟大成就
二、经典力学局限性:
1、不能解决高速运动问题(接近光速) 2、不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象

§2 经典时空观与相对论时空观
一、经典时空观(绝对时空观):
(1)同时的绝对性 (2)时间间隔的绝对性 (3)空间距离的绝对性
时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关。

超新星爆发的持续时间:

{

牛顿:25年。

实际:2年!?

§2 经典时空观与相对论时空观
二、相对论时空观:
1、两条基本假设:
(1)不同惯性参考系,物理规律相同 (2)任何惯性系,光速不变

2、狭义相对论结论:
(1)同时是相对的

(2)动钟变慢 (3)动尺变短 (4)运动的物体质量变大

时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。

经典时空观与相对论时空观
经典时空观 光速 相对的 绝对的 狭义相对论时空观 绝对的(不变) 相对的

同时

时间与空间 与运动无关,绝对的 质量 与运动无关,不变的

与运动有关,相对的
随速度增加而增大

练习

我们认识物理这门学科,已经有三年了, 同学们,你有没有意识到自己是幸运的? 我们从一开始就被直接带入了这座宏伟壮 丽的物理学大厦 而这座大厦是由一大批杰出的物理学 家前赴后继、呕心沥血构建而成的。

今天,我们在了解物理学发展过程当中, 也结识几个早就和我们所学的知识一同 陪伴在我们身边的物理学界的伟大人物。

经 典 力 学
经典物理学体系:经典力学,热学、声 学、光学、电磁学

伽利略
发现: 惯性定律、 自由落体规律、 力学相对性原理

伽利略

经 典 力 学

第一次比较完整 表述了惯性定律

解决了完全弹性 碰撞问题

发现了行星运 动规律

经 典 力 学
牛顿创立了完整 的经典力学

经典力学之父

经典力学
天体力学

生物力学
地质力学 磁流体力学 热弹性力学 等离子体动力学 化学流体动力学

力 动量

弹性力学 流体力学 刚体力学

能量

塑性力学

天地四方,古往今来发生的一切现象都能 够用力学来描述. ???

创立狭义相对论.

阿尔伯特· 爱因斯坦

伦琴发现X射线

汤姆生发现电子

贝克勒耳发现 天然放射线

宏观领域

微观世界

普朗克 创立 量子力学

经典物理对物理学思想和科学方法作了重 点总结,它只适用于宏观低速的物体; 相对论和量子论则适用于微观高速粒子的

运动。
因此,相对论和量子力学的建立,并不是对

经典力学的否定。
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检测题
有关科学家和涉及的事实,正确 的说法是 ( A C ) A.哥白尼创立了日心说 B.伽利略发现了行星运动规律 C. 惠更斯解决了弹性碰撞问题 D.爱因斯坦提出了量子论

检测题
一列火车以速度v相对地面运动.如果地面上的人测 得,某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁, 以下说法中正确的是 (A) A.火车上的人测得,闪光先到达前壁 B.火车上的人测得,闪光先到达后壁 C.火车上的人测得,闪光同时到达车厢 的前壁 和后壁 D.条件不足,无法确定

检测题
有三个完全相同的时钟,时钟A放在地面上, 时钟B、C分别放在两个火箭上,以速度vB和 vC朝同一方向飞行,vB<vC. 对于地面上 的观察者来说,则以下说法中正确的是 ( C ) A.时钟A走得最慢 B.时钟B走得最慢

C.时钟C走得最慢

D.时钟C走得最快

检测题
如果有一支静止时长30 m的火箭,以光速 的二分之一的速度从观察者的身边掠过, 以下说法中正确的是 ( BD ) A.地面上的观察者测得的火箭长为30 m B.地面上的观察者测得的火箭长小于30 m C.地面上的观察者测得的火箭长大于30 m D.火箭上的观察者测得的火箭长为30 m

检测题
有关物体的质量与速度的关系的说法, 正确的 是 (B) A.物体的质量与物体的运动速度无关 B.物体的质量随物体的运动速度增大而增大 C.物体的质量随物体的运动速度增大而减少 D.当物体的运动速度接近光速时,质量趋于零

按照狭义相对论,不仅“同时”是相对的,有时候,甚至 事情的先后也都是相对的。举一个例子,一节长为10米的 列车,A在车后部,B在车前部。当列车以0.6c的高速度通 过一个站台的时候,突然站台上的人看到A先向B开枪,过了 12.5毫微秒,B又向A发射。因而站台上的人作证:这场枪 战是由A挑起的。但是,车上的乘客却提供相反的情况, 他们说,是B先开枪,过了10毫微秒,A才动手。事件是 由B发动的。

到底是谁先动手呢?没有绝对的答案。在这个具 体事件中,谁先谁后是有相对性的。在列车参考 系中,B先A后,而在车站参考系中则是A先B后。

选择的参考系不同,对运动的描述就不同:
例如:让两小球从同一高度同时自由下落。

不符合牛顿运动定律

符合牛顿运动定律

惯性系

非惯性系
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