高中物理人教版必修1教案《用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)》3
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111牛頓運(yùn)動定律的適用范圍一、 教學(xué)目標(biāo)1.知道牛頓運(yùn)動定律的適用范圍。2.知道質(zhì)量與速度的關(guān)系,知道在高速運(yùn)動中必須考慮質(zhì)量隨速度而變化。二、教學(xué)重點 牛頓運(yùn)動定律的適用范圍。三、教學(xué)難點 物體的質(zhì)量隨速度的變化。教學(xué)過程以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)在很廣闊的領(lǐng)域里與實際相符合,但在研究變速運(yùn)動的物體和微觀粒子時遇到了困難,這說明牛頓運(yùn)動定律與一切物理定律一樣,有它實用的范圍。(一) 牛頓運(yùn)動定律具有極其廣泛的應(yīng)用1. 牛頓運(yùn)動定律基于廣泛的生活實踐,大量的科學(xué)實驗,是對客觀現(xiàn)實的反映。2. 牛頓運(yùn)動定律是解決大量實際問題的基礎(chǔ)。隨著人類對自然界認(rèn)識的深入和科研水平的進(jìn)一步提高,以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)已不能適應(yīng)新的要求。(二) 牛頓運(yùn)動定律的適用范圍1.牛頓運(yùn)動定律只在慣性系中成立2.牛頓運(yùn)動定律只適用于宏觀低速運(yùn)動的物體 宏觀物體是指相對于電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子而言。 低速運(yùn)動是指相對光速而言。對于微觀高速運(yùn)動的問題,經(jīng)典力學(xué)出現(xiàn)了困難。為此,20世紀(jì)以來,科學(xué)家創(chuàng)立了相當(dāng)論和量子力學(xué)。(三) 相對論和量子力學(xué)1. 相對論解決高速運(yùn)動的問題 愛因斯坦提出了狹義相對論,由此建立了相當(dāng)論力學(xué)。 物體的質(zhì)量m隨物體的速度v增大而增大。 其中:m0是指物體靜止時的質(zhì)量(簡稱靜質(zhì)量),c是真空中的光速。 對于一般物體的運(yùn)動vc,所以mm02. 量子力學(xué)的建立解決了微觀粒子運(yùn)動的問題。 微觀粒子(電子、質(zhì)子、中子等)不僅具有粒子性,同時具有波動性。 量子力學(xué)正確地描述了微觀粒子的規(guī)律性,而經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子。3. 相對論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 說明人類認(rèn)識自然界更加深入,它是科學(xué)的進(jìn)步,并不表示經(jīng)典力學(xué)失去意義。 不同的物理規(guī)律有不同的適用范圍,在各自的適用范圍內(nèi),我們可以充分發(fā)揮物理規(guī)律的應(yīng)用。 啟發(fā)我民主遇到新的問題時,只要不斷探索,就可以找到新的解決方法,鼓勵青年人樹立遠(yuǎn)大志向,勇攀科學(xué)的新高峰。(四) 牛頓三個運(yùn)動定律的關(guān)系牛頓提出的三個運(yùn)動定律是一個整體,它回答了力與物體運(yùn)動的關(guān)系這一最基本、最重要的問題。第一定律解決了物體在不受外力作用條件下的運(yùn)動狀態(tài)問題,同時指出物體具有慣性,確定了力的概念,是后兩個運(yùn)動定律的基礎(chǔ)。第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了物體在受力作用條件下的物體運(yùn)動狀態(tài),確定了力、質(zhì)量以及加速度的瞬時對應(yīng)關(guān)系,是牛頓三個運(yùn)動定律的核心。 第三定律則反映了物體作用的相互性,闡明了物體在作用過程中的相互聯(lián)系問題,使人們能夠更加全面地分析、認(rèn)識物體的力的作用與運(yùn)動的關(guān)系問題?!纠?】有人認(rèn)為“牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例,即合外力為零的情況,所以牛頓第一定律意義不大”這個說法是否正確?【解析】這種設(shè)法不對。牛頓的三個運(yùn)動定律,各有它們內(nèi)在物理意義,是互相獨(dú)立的。雖然從牛頓第二定律F=ma可以得出當(dāng)物體受到F合=0時a=0的結(jié)論,但牛頓第一定律提出“一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止”,從這里可以看出牛頓第一定律有它自身的物理意義和地位,首先牛頓第一定律闡明了物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律,同時還引出了物體的慣性的概念,即物體具有保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì), 同時牛頓第一定律還引入了力的概念,但是定律雖然引入了力的概念,卻沒有說明力是怎樣改變物體的運(yùn)動狀態(tài)的,而牛頓第二定律卻說明了物體受力手,力和物體加速度之間的關(guān)系。所以說牛頓第一定律是用來闡明物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律,而牛頓第二定律是用來闡明物體受到外力作用時的運(yùn)動規(guī)律,一者是不能相互替代?!拘〗Y(jié)】經(jīng)典力學(xué)只適用低速運(yùn)動的宏觀物體,不能用來處理高速運(yùn)動的問題,一般不適用于微觀粒子,按相對論力學(xué),物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大。111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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