6.6 经典力学的局限性（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版必修2）

现行旧教材·高中新课程学习指导 核心素养微课(三) 典例剖析 　 　 典例试做 1:CD　 双星系统周期相同(角速度相同),所受万有引力 作为向心力相同,所以 B 错误,D 正确;由 F = mω2 r,m1 r1 ω 2 = m2 r2 ω 2 ,得 m1 v1 = m2 v2 , v1 v2 = m2 m1 = 2 3 ,选项 A 错误; r1 r2 = m2 m1 又 r1 + r2 = L,所以 r1 = m2 m1 + m2 L = 2 5 L,C 正确。 对点训练 1:BC　 F = G m1 m2 L2 ,F = m1 4π2 T2 r1 ,F = m2 4π2 T2 r2 ,L = r1 + r2 。 由以上四式综合推算可知选项 A、D 错误,B、C 正确。 典例试做 2:BD　 本题主要考查人造卫星的运动,尤其是考查了同 步卫星的发射过程,对考生理解物理模型有很高的要求。 由 G Mm r2 = m v 2 r 得 v = GM r 因为 r3 > r1 所以 v3 < v1 由 G Mm r2 = mω2 r 得 ω = GM r3 因为 r3 > r1 ,所以 ω3 < ω1 卫星在轨道 1 上经 Q 点时的加速度为地球引力产生的加速度,而在 轨道 2 上经过 Q 点时,也只有地球引力产生加速度,故应相等,同理,卫 星在轨道 2 上经 P 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加 速度。 　 　 对点训练 2:B　 轨道Ⅰ运动至 B 点时,需向后喷气加速才能进入轨 道Ⅱ,A 错误;根据开普勒第三定律得轨道半长轴越大,周期越长,所以 轨道Ⅱ上运行周期长,B 正确;在轨道Ⅰ上由 A 点运行到 B 点的过程,引 力做负功,速度逐渐减小,C 错误;16. 7 km / s 是在地球表面发射卫星的 第三宇宙速度,不是地球逃离太阳束缚的逃逸速度,D 错误。 素养达标 1. C　 月球和地球绕 O 点做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各 自的向心力,则地球和月球的向心力相等。 且月球和地球和 O 点始终 共线, 说 明 月 球 和 地 球 有 相 同 的 角 速 度 和 周 期。 因 此 有 mω2 r = Mω2 R,所以 v v′ = r R = M m ,线速度和质量成反比,正确答案为 C。 2. AB　 7. 9 km / s 是人造卫星的最小发射速度,要想往月球发射人造卫 星,发射速度必须大于 7. 9 km / s,A 对;“嫦娥四号”距月面越近运行周 期越小,B 对;飞船变轨前沿圆轨道运动时只有万有引力产生加速度, 变轨后通过椭圆轨道远月点时也是只有万有引力产生加速度,所以两 种情况下的加速度相等,C 错;“嫦娥四号”变轨前需要先点火减速,才 能做近心运动,D 错。 3. BC　 两颗中子星运动到某位置的示意图 如图所示每秒转动 12 圈,角速度已知, 中子星运动时,由万有引力提供向心力得 Gm1 m2 l2 = m1 ω 2 r1 ① Gm1 m2 l2 = m2 ω 2 r2 ② l = r1 + r2 ③ 由①②③式得 G(m1 + m2 ) l2 = ω2 l,所以 m1 + m2 = ω2 l3 G , 质量之和可以估算。 由线速度与角速度的关系 v = ωr 得 v1 = ωr1 ④ v2 = ωr2 ⑤ 由③④⑤式得 v1 + v2 = ω( r1 + r2 ) = ωl,速率之和可以估算。 质量之 积和各自自转的角速度无法求解。 第六节　 经典力学的局限性 课前预习反馈 　 　 知识点 1:1. 牛顿运动定律　 宏观　 低速　 天体力学　 2. 接近光 3. 增大　 远小于　 4. 无关　 有关 　 　 知识点 2:1. 粒子性　 量子力学　 2. 低速　 高速　 宏观　 微观 　 　 知识点 3:广义相对论　 没有区别　 没有区别 判一判　 (1) × 　 (2) × 　 (3)√　 (4) × 　 (5)√ 选一选 　 　 A　 牛顿力学属于经典力学,它只适用于低速、宏观物体的运动以及 引力不太强时的情况。 故 A 对,B、C、D 错。 想一想 　 　 不适用,经典力学适用于弱引力问题,而“黑洞” 问题属于强引力问 题,经典力学不再适用。 课内互动探究 　 　 思考讨论 1:提示:牛顿的经典力学理论认为质量是不变的,而物体 高速运动时,质量将随速度的增大而增大。 　 　 典例试做 1:CD　 公式中 m0 是静止质量,m 是物体以速度 v 运动时 的质量,A 不对。 由公式可知,只有当 v 接近光速时,物体的质量变化才 明显,一般情况下物体的质量变化十分微小,故经典力学仍然适用,故 B 不对,C、D 正确。 对点训练 1:B　 根据狭义相对论 m = m0 1 - v