2018-2019学年人教版必修二  6.6 经典力学的局限性 教案
2018-2019学年人教版必修二      6.6 经典力学的局限性 教案第3页

  学生阅读课文,分组讨论,合作探究,代表发言。

  教师活动:点评学生的发言,因课本上内容并不全面,教师在点评过程中要补充一些内容。

  归纳:

  1、经典力学与行星轨道的矛盾:按牛顿的万有引力理论,行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动,而天文观测表明,行星的轨道并不是严格闭合的,它们的近日点在不断地旋进,如水星的运动。

实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合得很好。

  2、经典力学只适用于弱引力,而不适用于强引力。

  3、牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异:(1)牛顿的万有引力定律认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大,对于半径接近于零质点的物体,其表面上的万有引力接近于无穷大。(2)爱因斯坦理论认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力比二次方成反比规律增大得快,引力趋于无穷大发生在接近一个"引力半径"的时候。(3)只要天体的实际半径远大于它们的引力半径,那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大,但当天体的半径接近引力半径时,这种差异将急剧增大,这就是说,在强引力的情况下,牛顿引力理论将不再适用。(4)行星的运动,在近日点和远日点,引力的变化规律不完全相同,导致轨道不闭合,近日点旋进。

  4、经典力学和相对论及量子力学的关系:经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例,它包含于相对论和量子力学之中,相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学。

  四、参考资料:

在相对论物理学的教科书中,通常描写一个使人难以理解的故事:一对年轻孪生兄弟,哥哥乘坐一艘接近光速运动的宇宙飞船,从地球出发,在太空遨游一圈之后返回地球。使人瞠目结舌的怪事发生了:他的弟弟已是两鬓斑白、皱纹满面的古稀老人,而他自己却还是一个十七、八岁的英俊青年。

但是,在基本粒子世界,这已不是幻想了,而是由实验观测到的事实。根据相对论观点,运动粒子的寿命(Δt)要比该粒子静止的寿命(τ)长,两者的关系是:Δt=,其中v表示粒子运动速度,c为光速。

对于一个速度较小的粒子,由于≈1,这种效应极其微小,我们根本观