高一物理沪科版必修2课件：6.1 经典力学的巨大成就和局限性

-1-第6章经典力学与现代物理-2-6.1经典力学的巨大成就和局限性-3-6.1经典力学的巨大成就和局限性首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标1.了解经典力学的发展历程,知道经典力学发展历程中有哪些物理学家作出了突出贡献。2.了解经典力学所取得的伟大成就及其对当时自然科学、社会发展的影响。3.认识经典力学的局限性和适用范围。-4-6.1经典力学的巨大成就和局限性JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三四一、一座永垂不朽的纪念碑1.《自然哲学的数学原理》的产生英国科学家牛顿的代表作,出版于1687年。2.《自然哲学的数学原理》介绍全书共分两个部分。第一部分是“定义和注释”、“运动的基本原理”。第二部分是定律的应用,其内容包括:万有引力定律和行星运动;流体力学的开创性研究;天体力学和宇宙系统的开拓性研究(行星的运动、卫星的运动、地面上的落体运动、抛体运动、彗星轨道、岁差以及潮汐现象等)。全书贯穿了牛顿和莱布尼兹分别独立发明的数学方法——微积分。它在科学史上占有非常重要的地位,因为它标志着经典力学的建立。-5-6.1经典力学的巨大成就和局限性JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三四二、经典力学的巨大成就1.把天体运动与地上物体的运动统一起来了。2.由经典力学为基础发展起来了天体力学、材料力学。3.力学与热学结合引发了第一次工业革命。4.经典力学是航天的理论基础。-6-6.1经典力学的巨大成就和局限性JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三四三、经典力学方法论的意义经典力学的研究方法以伽利略和牛顿最为典型。伽利略:理想实验法。牛顿:归纳—演绎法,建立理论体系。-7-6.1经典力学的巨大成就和局限性JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三四四、经典力学的局限性1.经典力学对时间和空间的认识(1)把一切自然现象都归结为机械决定论。(2)把时间、空间割裂开来,认为它们与物质运动无关。2.经典力学的适用范围(1)只适用于低速运动,不适用于高速运动。(2)只适用于宏观世界,不适用于微观世界。(3)只适用于弱引力环境,不适用于强引力环境。思考经典力学的规律和观点在微观与高速领域不能适用,是否说明经典力学是错误的,毫无价值的?提示:不是。经典力学有其局限性。但在宏观低速中还存在着广泛应用。-8-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二探究一经典力学的成就●问题导引●试阐述经典力学对科技和社会的影响。提示:经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会进步具有深远影响:一是科学的研究方法推广应用到物理学的各个分支学科上,对经典物理学的建立意义重大;二是经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科,促进了自然科学的进一步发展;三是经典力学在科学技术中有广泛的应用,促进了社会文明的发展。-9-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二●名师精讲●1.经典力学经典力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学,有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系。2.经典力学的伟大成就自从17世纪以来,以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展,取得了巨大的成就。经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用。经典力学和天文学相结合,建立了天体力学;经典力学和工程实际相结合,建立了各种应用力学,如水力学、材料力学、结构力学等。从行星的运动到地面上各种物体的运动;从大气的流动到地壳的变动;从设计各种机械到拦河筑坝、修建桥梁和高楼大厦;从人力车、马车的运动到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从抛出石块到发射导弹、人造卫星和航天飞机——所有这些关于宏观物体的运动问题,都服从经典力学的规律。-10-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二3.经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征,这标志着近代理论自然科学的诞生,也成为其他各门自然科学的典范。牛顿运用归纳与演绎、综合与分析的方法极其明晰地得出了完善的力学体系,被后人称为科学美的典范,显示出物理学家在研究物理时,都倾向于选择和谐与自治的体系,追求最简洁、最理想的形式。但是,牛顿运动定律和一切物理定律一样,也有它的适用范围。-11-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二【例题1】下列说法正确的是()A.牛顿运动定律就是经典力学B.经典力学的基础是牛顿运动定律C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题D.经典力学可以解决自然界中的所有问题解析:经典力学并不等于牛顿运动定律,牛顿运动定律只是经典力学的基础;经典力学并非万能,也有其适用范围,并不能解决自然界中的所有问题,没有哪个理论可以解决自然界中的所有问题。因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系,明确经典力学的适用范围才能正确解答此类问题。答案:B题后反思经典力学适用于处理宏观低速的物体。-12-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二探究二经典力学的局限性●问题导引●19世纪末和20世纪初,物理学研究深入到微观世界,发现了电子、质子、中子等微观粒子,而且发现它们不仅具有粒子性,同时还具有波动性,它们的运动规律能完全用经典力学来解释吗?提示:不能。-13-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二●名师精讲●1.从低速到高速当物体运动速度远小于真空中光速时,经典力学处理这些运动完全适用,物体的质量不随运动状态改变。而根据狭义相对论的观点,质量要随着物体运动速度的增大而增大。若物体的速度接近光速,物体的质量增大比较显著,不能忽略,经典力学不再适用。2.由宏观到微观19世纪末和20世纪初,物理学研究深入到微观世界,发现了电子、质子、中子等微观粒子,而且发现它们不仅具有粒子性,同时还具有波动性,它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。这说明经典力学一般不适用于微观粒子。-14-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二【例题2】对于经典力学理论,下述说法中正确的是()A.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的意义B.经典力学在今天广泛应用,它的正确性无可怀疑,仍是普遍适用的C.经典力学在历史上起了巨大的作用,随着物理学的发展而逐渐过时,成为一种古老的理论D.经典力学在宏观低速运动中,引力不太大时适用点拨:解答本题要知道:经典力学尽管在历史上发挥着重大作用,但它仍具有自身局限性和适用范围。-15-6.1经典力学的巨大成就和局限性ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究点一探究点二解析:经典力学和其他任何理论一样,有其自身的局限性和适用范围,但对于低速宏观物体的运动,经典力学仍然适用,并仍将在它适用范围内大放异彩,所以D正确。答案:D题后反思经典力学与相对论、量子力学并不矛盾,相对论、量子力学也没有否定经典力学。经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观、弱引力作用条件下的特殊情况。-16-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123451.经典力学不能适用于下列哪些运动()A.火箭的发射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“勇气号”宇宙探测器D.微观粒子的波动性解析:经典力学适用于宏观、低速、弱引力等区域,故A、B、C都适用,而研究微观粒子的波动性时经典力学不再适用。答案:D-17-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123452.17世纪末,采用归纳与演绎、综合与分析的方法,建立了完整的经典力学体系,使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是()A.牛顿B.开普勒C.笛卡儿D.伽利略解析:牛顿是经典力学理论体系的建立者,牛顿定律是经典力学的基础。答案:A-18-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123453.关于经典力学的局限性,下列说法正确的是()A.经典力学适用于宏观低速运动的物体B.由于经典力学有局限性,所以一般力学问题都用相对论力学来解决C.火车提速后,有关速度问题不能用经典力学来处理D.经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体解析:经典力学适用于宏观、低速的物体,A项正确;经典力学虽然有局限性,但对于宏观、低速的力学问题可以应用力学的规律求解,B项错误;火车提速后,火车的速度相对于光速而言仍属于低速运动,可以用经典力学来处理,C项错误;并非体积很大的物体才能看成宏观物体,D项错误。答案:A-19-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123454.(多选)下列说法中正确的是()A.经典力学是以牛顿的三大定律为基础的B.经典力学在任何情况下都适用C.当物体的速度接近光速时,经典力学就不适用了D.相对论和量子力学的出现,使经典力学失去了意义解析:牛顿运动定律是经典力学的基础,A正确。经典力学只适用于低速宏观的物体,B错误,C正确。相对论和量子力学的出现,并没有否定经典力学,只是说经典力学有一定的适用范围,D错误。答案:AC-20-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123455.(多选)关于经典力学,下列说法正确的是()A.经典力学是科学家通过探索身边的物体运动而总结出的运动规律B.经典力学在理论和实践上取得巨大的成功,从地面到天体的运动都服从经典力学的规律,因此,它是完全正确的C.经典力学不适用于高速、微观领域,而自然界中又不存在惯性系,因此,它是完全错误的D.经典力学是人类长期对自然运动规律探索的一个发展阶段,随着探索的深入,视野的开阔,必然存在不完善的方面-21-6.1经典力学的巨大成就和局限性SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点12345解析:分析时既要看到经典力学的伟大成就,又要注意到经典力学的局限性及适用范围。由于认识水平的局限,科学家最早研究的是身边的事物。经典力学就是科学家通过探索身边的运动而总结出的运动规律,A项正确。经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功。但随着人们探索的深入、视野的开阔,人们发现经典力学也有局限性,它不适用于高速、微观领域,所以B、C错误,D正确。答案:AD