第五章 第一节　牛顿力学的成就与局限性（课件 学案，共2份）粤教版（2019）必修 第二册

第一节　牛顿力学的成就与局限性 ［学习目标］　1.了解惯性参考系和非惯性参考系，知道什么是绝对时空观。2.了解牛顿力学的成就与局限性。 一、绝对时空观　牛顿力学的成就 如图所示，在匀速直线前进的车厢顶部，有一个白色小球和一个黑色小球同时开始自由落下。甲同学相对于车厢保持静止，而乙同学相对于地面保持静止，则： (1)白球相对于甲同学做的是什么运动？ (2)白球相对于乙同学做的是什么运动？ (3)白球相对于黑球做的是什么运动？ 在上述三种参考系中，白球的运动都能够应用牛顿运动定律来描述吗？ 1.绝对时空观 (1)惯性参考系：在牛顿力学体系中，如果　　　　　　　　在某个参考系中成立，这个参考系就被称为惯性参考系。 (2)非惯性参考系：牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性参考系。 (3)伽利略相对性原理：在所有的惯性参考系中，力学规律具有　　　　　　　　。 (4)绝对时空观：时间和空间　　　　　　、　　　　　　，且不受物质或运动的影响。 2.牛顿力学的成就 (1)牛顿力学把宇宙中的天体和地面上的物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界多样性的统一，实现了人类对自然界认识的　　　　　　理论大综合。 (2)告诉人们以现象观察和　　　　　　　为基础是自然科学理论的基本特征。 (3)建立了以实验和数学相结合的研究方法。 (4)推动了其他学科的发展，与其他基础科学相结合产生了一些交叉性的分支学科。 (1)牛顿运动定律适用于任何参考系。(　　) (2)绝对时空观认为时间间隔是绝对的。(　　) (3)牛顿力学只适用于世界上普通的物体，研究天体的运动经典力学就无能为力了。(　　) 例1　下列说法正确的是 (　　) A.牛顿运动定律就是牛顿力学 B.牛顿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.牛顿力学推动舰船、车辆、机械、土木、能源各行各业的进步，但对航空航天业无能为力 例2　(多选)下列说法正确的是 (　　) A.牛顿运动定律只适用于相对静止的参考系 B.在任何惯性系中，物体的加速度都具有不变性 C.按照绝对时空理论，物体的长度、质量和运动时间都与参考系的运动无关 D.伽利略相对性原理表明，在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动 二、牛顿力学的局限性和适用范围 对于运动速度为104 m/s数量级的人造卫星，用牛顿力学研究它们的运动规律，所得结果与实际情况基本一致。当质子被加速到2.9×108 m/s时，牛顿力学的计算结果与实验结果的偏差可达到15倍。牛顿力学对高速运动的粒子还适用吗？它有怎样的局限性？ 1.牛顿力学的局限性： (1)牛顿力学的应用受到物体运动　　　　　　　　的限制。当物体运动的速率接近于真空中的光速时，牛顿力学不再适用。 (2)牛顿运动定律不适用于　　　　领域物质结构和能量不连续的现象。 (3)牛顿运动定律和万有引力定律对于受到　　　　　　作用的物体的运动也不适用。 2.牛顿力学的适用范围：适用于　　　　(远小于光速)、　　　　(人类可感知尺度)、　　　　　　　　场(如地球附近)和计量精度要求不高(如全球定位系统需要用相对论进行修正)的情况。 (1)洲际导弹的速度可达到6 000 m/s，在这种高速运动状态下，牛顿力学不适用。(　　) (2)对于质子、电子的运动情况，牛顿力学同样适用。(　　) (3)牛顿力学只适用于低速、宏观、弱引力场的情况，说明牛顿力学失去了存在的价值。(　　) 例3　牛顿力学规律有其局限性。物体以下列哪个速度运动时，牛顿力学规律不适用(　　) A.2.5×10-5 m/s B.2.5×102 m/s C.3.5×103 m/s D.2.5×108 m/s 例4　(2023·茂名市高一期末)下列物理现象，用牛顿力学无法解释的是(　　) A.高速运动的μ子寿命变长 B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动 C.汽车转弯时发生的侧滑现象 D.随瀑布自由下落的物体不受浮 ... ...