高中物理第五章經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性1經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性講義教科版必修

1經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性第五章

經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究及生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用.2.知道經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍.內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)一、經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性1.經(jīng)典力學(xué)：又稱牛頓力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)體系是時(shí)代的產(chǎn)物，是許多科學(xué)家經(jīng)過艱苦探索才完成的科學(xué)理論.它是整個(gè)現(xiàn)代

和

的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代許多門類工程技術(shù)的理論基礎(chǔ).2.經(jīng)典力學(xué)的成就英國物理學(xué)家牛頓在1687年出版的著作《

》中建立了一個(gè)完整的力學(xué)理論體系.經(jīng)典力學(xué)只用幾個(gè)基本的概念和原理就可以說明行星和衛(wèi)星的軌道、

運(yùn)動定律、彗星運(yùn)動、___

運(yùn)動、

、汽車的運(yùn)動、足球的運(yùn)動以及宏觀世界中人們?nèi)粘？吹降姆N種運(yùn)動.物理學(xué)天文學(xué)自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理開普勒的行星落體海洋的潮汐3.牛頓的絕對時(shí)空觀：時(shí)間、空間與物質(zhì)及其運(yùn)動

，時(shí)間與空間也

.4.經(jīng)典力學(xué)的局限性：不能解釋

領(lǐng)域的許多客觀現(xiàn)象；不能解釋

世界豐富多彩的現(xiàn)象.二、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍經(jīng)典力學(xué)只適用于

、

、

場，超出以上范圍，經(jīng)典力學(xué)失效，要由相對論、量子論等來取代.完全無關(guān)完全無關(guān)高速運(yùn)動微觀宏觀低速弱引力判斷下列說法的正誤.(1)經(jīng)典力學(xué)只適用于世界上普通的物體，研究天體的運(yùn)動經(jīng)典力學(xué)就無能為力了.(

)(2)洲際導(dǎo)彈的速度可達(dá)到6000m/s，在這種高速運(yùn)動狀態(tài)下，經(jīng)典力學(xué)不適用.(

)(3)受到很強(qiáng)的引力作用的物體的運(yùn)動，不能用經(jīng)典力學(xué)理論解釋.(

)(4)當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)就不適用了.(

)(5)對于質(zhì)子、電子的運(yùn)動情況，經(jīng)典力學(xué)同樣適用.(

)即學(xué)即用

×√×√×答案重點(diǎn)探究答案經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性如圖1甲，質(zhì)子束被加速到接近光速；如圖乙，中子星是質(zhì)量、密度非常大的星體.請思考：(1)經(jīng)典力學(xué)是否適用于質(zhì)子束的運(yùn)動規(guī)律？(2)經(jīng)典力學(xué)是否適用于中子星的引力規(guī)律？圖1答案

不適用導(dǎo)學(xué)探究答案

不適用1.經(jīng)典力學(xué)的成就：(1)經(jīng)典力學(xué)體系是時(shí)代的產(chǎn)物，是現(xiàn)代機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸以至航空航天技術(shù)的理論基礎(chǔ).(2)經(jīng)典力學(xué)的思想方法對藝術(shù)、政治、哲學(xué)等社會科學(xué)領(lǐng)域也有巨大影響.2.經(jīng)典力學(xué)的局限性及適用范圍：(1)現(xiàn)代物理學(xué)已經(jīng)揭示，超出宏觀的、日常生活經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)域，經(jīng)典力學(xué)常常就不適用了.(2)牛頓的絕對時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間、空間與物質(zhì)及其運(yùn)動完全無關(guān)，時(shí)間與空間也完全無關(guān)，它割裂了時(shí)間、空間、物質(zhì)及其運(yùn)動之間的聯(lián)系，不能解釋高速運(yùn)動領(lǐng)域的許多客觀現(xiàn)象.知識深化(3)經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，一切運(yùn)動都是連續(xù)變化的，能量也是連續(xù)變化的，經(jīng)典力學(xué)的運(yùn)動觀雖然給出了一幅機(jī)械運(yùn)動的圖景，卻不能解釋微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象.(4)經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場的范圍，經(jīng)典力學(xué)對v→c、受到很強(qiáng)的引力作用的物體或活動范圍在10－10m以內(nèi)的微觀粒子的運(yùn)動，不再適用.經(jīng)典力學(xué)與相對論、量子力學(xué)并不矛盾，相對論、量子力學(xué)也沒有否定經(jīng)典力學(xué).經(jīng)典力學(xué)是相對論、量子力學(xué)在宏觀、低速、弱引力作用條件下的特殊情況.特別提醒例1

(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法正確的是A.經(jīng)典力學(xué)是科學(xué)家通過探索身邊的物體的運(yùn)動而總結(jié)出的運(yùn)動規(guī)律B.經(jīng)典力學(xué)在理論和實(shí)踐上取得了巨大的成功，從地面到天體的運(yùn)動都

服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律，因此，它是完全正確的C.經(jīng)典力學(xué)不適用于高速、微觀領(lǐng)域，而自然界中又不存在慣性系，因

此，它是完全錯(cuò)誤的D.經(jīng)典力學(xué)是人類長期對自然運(yùn)動規(guī)律探索的一個(gè)發(fā)展階段，隨著探索

的深入，視野的開闊，必然存在不完善的方面解析√答案√解析

分析時(shí)既要看到經(jīng)典力學(xué)的偉大成就，又要注意到經(jīng)典力學(xué)的局限性及適用范圍.由于認(rèn)識水平的局限，科學(xué)家最早研究的是身邊的事物，經(jīng)典力學(xué)就是科學(xué)家通過探索身邊事物的運(yùn)動而總結(jié)出的運(yùn)動規(guī)律，A正確.經(jīng)典力學(xué)在理論和實(shí)踐上取得了巨大的成功，但隨著人們探索的深入，視野的開闊，人們發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)也有局限性，它不適用于高速、微觀領(lǐng)域，所以B、C錯(cuò)誤，D正確.例2

(多選)經(jīng)典力學(xué)能適用于下列哪些運(yùn)動A.火箭的發(fā)射B.宇宙飛船繞地球的運(yùn)動C.“勇氣號”宇宙探測器的運(yùn)動D.微觀粒子的運(yùn)動解析√答案√√解析

經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動，不適用高速運(yùn)動，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界，所以不能適用于微觀粒子的運(yùn)動.達(dá)標(biāo)檢測1.(經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性)(多選)下列說法中正確的是A.經(jīng)典力學(xué)是以牛頓的三大定律為基礎(chǔ)的B.經(jīng)典力學(xué)在任何情況下都適用C.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)就不適用了D.相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，使經(jīng)典力學(xué)失去了意義√解析

牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，A正確；經(jīng)典力學(xué)只適用于低速、宏觀、弱引力場的范圍，B錯(cuò)誤，C正確；相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是說經(jīng)典力學(xué)有一定的適用范圍，D錯(cuò)誤.答案解析12345√2.(經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性)(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的局限性，下列說法正確的是A.經(jīng)典力學(xué)沒有局限性B.經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運(yùn)動速度的限制，當(dāng)物體運(yùn)動的速度接近于

真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)就不適用了C.經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象D.經(jīng)典力學(xué)的時(shí)間和空間分離的觀點(diǎn)不準(zhǔn)確√答案解析12345√√解析

經(jīng)典力學(xué)僅適用于宏觀、低速物體的運(yùn)動以及弱引力作用時(shí)的情況，當(dāng)物體運(yùn)動的速度接近于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)就不再適用了，B對；經(jīng)典力學(xué)無法解釋微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象，C對；同樣D也對.123453.(經(jīng)典力學(xué)的適用范圍)牛頓力學(xué)的適用范圍是A.適用于宏觀物體的低速(與光速相比)運(yùn)動B.適用于微觀粒子的運(yùn)動C.適用于宏觀物體的高速(與光速相比)運(yùn)動D.適用于受到強(qiáng)引力作用的物體答案√12345解析

牛頓力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)，它只適用于低速、宏觀物體的運(yùn)動以及弱引力作用時(shí)的情況.故A對，B、C、D錯(cuò).解析4.(經(jīng)典力學(xué)的適用范圍)以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是A.低速、宏觀、弱引力下的運(yùn)動問題B.高速、微觀、弱引力下的運(yùn)動問題C.低速、微觀、強(qiáng)引力下的運(yùn)動問題D.高速、宏觀、強(qiáng)引力下的運(yùn)動問題√答案12345解析

經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體，所以A、B、D