第6节 经典力学的局限性
【学习目标】
1．了解经典力学在科学研究及生产技术中的广泛应用. 2．知道经典力学的适用范围.
3．知道质量与速度的关系，知道高速运动中物体的质量不再是恒定的．
【学习重点】
知道经典力学的适用范围.
【学习难点】
知道质量与速度的关系，知道高速运动中物体的质量不再是恒定的．
【自主学习】
1．从低速到高速
（1）狭义相对论阐述物体在以 运动时所遵从的规律．
（2）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mm，两者在 的条件下是统一的．
1－c
（3）经典力学认为位移和时间的测量都与参考系 ．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 ． 2．从宏观到微观
19世纪末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 ，同时还具有 .20世纪20年代，
建立，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．
3．经典力学的适用范围
(1)经典力学有它的适用范围：只适用于运动，不适用于只适用于不适用于 世界；只适用于 情况，不适用于 情况．
(2)对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯坦的相对论．当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别．
(3)对于微观世界，需要应用量子力学．当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．
(4)对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论．当天体的实际半径远大于它们的引力半
径时，爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大．
【典型例题】
例1．下列说法中正确的是 ( )
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所有的问题 D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
例2．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
例3．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是 ( ) 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．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动规律服从牛顿运动定律
C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动 D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
例4．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，不适用于微观粒子．这说明 ( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
【当堂检测】
1． 关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是
( )
A．经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合 B．经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在 C．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性
D．人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系
1
2． 关于经典力学的局限性，下列说法正确的是 ( ) A．经典力学没有局限性
B．经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了
C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 D．经典力学的时间和空间分离的观点不对 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． 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质
生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是
( )
A．牛顿发现了万有引力定律 B．牛顿通过实验证实了万有引力定律 C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域 5． 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”宇宙探测器的运动 D．微观粒子的波动性
6． 关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是
( )
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速) B．狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，不适用于低速运动 C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速) D．狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，也适用于低速运动
9． 如果真空中的光速为c＝3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108 m/s时，质量
为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s时，质量为多少？
【课后反思】
2
第6节 经典力学的局限性
【学习目标】
1．了解经典力学在科学研究及生产技术中的广泛应用. 2．知道经典力学的适用范围.
3．知道质量与速度的关系，知道高速运动中物体的质量不再是恒定的．
【学习重点】
知道经典力学的适用范围.
【学习难点】
知道质量与速度的关系，知道高速运动中物体的质量不再是恒定的．
【自主学习】
1．从低速到高速
（1）狭义相对论阐述物体在以 运动时所遵从的规律．
（2）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mm，两者在 的条件下是统一的．
1－c
（3）经典力学认为位移和时间的测量都与参考系 ．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 ． 2．从宏观到微观
19世纪末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 ，同时还具有 .20世纪20年代，
建立，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．
3．经典力学的适用范围
(1)经典力学有它的适用范围：只适用于运动，不适用于只适用于不适用于 世界；只适用于 情况，不适用于 情况．
(2)对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯坦的相对论．当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别．
(3)对于微观世界，需要应用量子力学．当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．
(4)对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论．当天体的实际半径远大于它们的引力半
径时，爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大．
【典型例题】
例1．下列说法中正确的是 ( )
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所有的问题 D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
例2．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
例3．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是 ( ) 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．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动规律服从牛顿运动定律
C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动 D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
例4．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，不适用于微观粒子．这说明 ( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
【当堂检测】
1． 关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是
( )
A．经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合 B．经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在 C．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性
D．人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系
1
2． 关于经典力学的局限性，下列说法正确的是 ( ) A．经典力学没有局限性
B．经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了
C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 D．经典力学的时间和空间分离的观点不对 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． 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质
生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是
( )
A．牛顿发现了万有引力定律 B．牛顿通过实验证实了万有引力定律 C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域 5． 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”宇宙探测器的运动 D．微观粒子的波动性
6． 关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是
( )
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速) B．狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，不适用于低速运动 C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速) D．狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，也适用于低速运动
9． 如果真空中的光速为c＝3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108 m/s时，质量
为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s时，质量为多少？
【课后反思】
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