经典力学的局限性(16.5吴)
高中物理第六章经典力学的局限性
6.6 经典力学的局限性学习目标1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。
2.认识经典力学的局限性和适用范围。
3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。
4.感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
知识梳理1.经典力学:经典力学的基础是①牛顿运动定律,在②低速、③宏观、弱引力的广阔区域,经典力学取得了巨大的成就。
2.狭义相对论阐述物体以接近④光的速度运动时所遵从的规律。
3.在经典力学中,物体的质量是⑤不随运动状态而改变的;而狭义相对论指出,物体质量是随着运动速度增大而⑥增大的,即存在公式m=⑦。
4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系⑧无关,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系⑨有关,在不同的参考系中不同。
5.经典力学的适用范围:只适用于⑩低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。
6.20世纪20年代,建立了量子力学,它正确描述了微观粒子(填“宏观粒子”或“微观粒子”)的运动规律,并在现代科学技术中发挥了重要作用;爱因斯坦的广义相对论说明,在强引力(填“强引力”或“弱引力”)的作用下,牛顿的引力理论将不再适用;相对论和量子力学都没有否定经典力学,而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形。
重点难点探究主题1:经典力学的局限性问题:阅读课本“经典力学的局限性”的内容,回答下列问题。
(1)总结经典力学有哪些局限性,它的适用范围是什么?(2)以牛顿运动定律为基础的经典力学,在科学研究和生产技术中有哪些应用?主题2:爱因斯坦的狭义相对论问题:根据爱因斯坦的狭义相对论知,质量要随着物体的速度增大而增大,即m=。
请讨论:如果你使一个物体不断地加速,它的速度会增大到等于光速甚至大于光速吗?为什么?达标检测1.下列说法正确的是( )。
A.经典力学适用于任何情况下的任何物体B.狭义相对论否定了经典力学C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律性D.万有引力定律也适用于强相互作用力2.关于经典力学和相对论,下列说法正确的是( )。
【高中物理】高中物理知识点：经典力学的局限性
【高中物理】高中物理知识点：经典力学的局限性
经典力学的局限性:
1、从低速到高速――狭义相对论：当物体运动的速度比真空中的光速小得多时，质量、时间和长度的变化很小，可以忽略，经典力学完全适用。
但如果物体运动速度可以和
光速相比较时，质量、时间和长度的变化就很大，经典力学就不再适用，狭义相对论阐述
了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。
2、从宏观到微观――量子力学：物理学研究深入到微观世界，发现微观粒子不但具
有粒子的性质，还能产生干涉、衍射现象。
干涉和衍射是波所特有的性质。
也就是说微观
粒子具有波动性。
这是牛顿经典力学无法解释的。
正是在这种情形下，量子力学应运而生，量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。
3、从弱引力到强引力――广义相对论：天文观测发现行星的轨道并不严格闭合，它
们的近日点在不断地旋进。
这种现象称为行星的轨道旋进。
这是用牛顿万有引力定律无法
得到满意解释的。
爱因斯坦创立了广义相对论，根据广义相对论计算出的水星近日点的旋
进与天文观测能很好地吻合, 爱因斯坦创立的广义相对论是一种新的时空引力理论，爱因
斯坦还根据广义相对论预言了光线在经过大质量星体附近时会发生偏转，这也是被天文观
测所证实的。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
经典力学的局限性
趣味 例析1：
答案：m=1.7m0
1.你现在穿的是25厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人测
请同学们 得你穿的鞋的长度可能就只有20厘米了。 阅读p49- 2.甚至于飞船上的人可能会看到你先把苹果吃了，再 看到苹果掉在了p地5上0。科学 漫步部分 3.在相对论物理学的教科书中，通常描写着一个使人
难以能理解的故事，一对年轻Fra bibliotek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，使人瞠目结舌的事发生了， 他的弟弟早已是两鬓斑白，满脸皱纹的古稀老人，而 他自己却还是一个十七八岁的英俊少年。
v v v 在经典力学中认为： 船岸= 船水+ 水岸
错误
相对论认为,同一过程的位移和时间的测量在不同参考 系中是不同的。
小结结论：
1.经典力学认为位移、时间的测量与参考系无关 2.相对论认为位移、时间的测量与参考系有关
Einstein 对相对论的解释:
当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时,你
感觉只坐了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟,
2.科学的思想方法与求知态度：
牛顿：科学的思想方法
爱因斯坦：辩证的看问题，大胆求知，实现有意义的人生
互为补充,互不矛盾,互不否定共同支撑起
物理学科的骨架。
质疑 高速
狭义相
对论
广义相 对论
宏
观
低
经典
速 弱
力学
量子 力学
强引力
引
微观世界
力
课堂练习
1 、20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提 出了 狭义相对论 ，改变了经典力学的一些 结论．在经典力学中，物体的质量 是 固定不变 的，而相对论指出质量随着 速度变化而 变化 。
经典力学的局限性
从低速到高速
在处理物体的低速运动时， ★在处理物体的低速运动时，经典力学完全 适用，当物体做高速运动时， 适用，当物体做高速运动时，如以接近光 的速度运动时，经典力学就不再适用了。 的速度运动时，经典力学就不再适用了。 针对物体做高速运动时的运动规律， ★针对物体做高速运动时的运动规律，谁解 决了这个难题？建立了什么理论？ 决了这个难题？建立了什么理论？
★经典力学的局限性之二： 经典力学的局限性之二：
经典力学适用于宏观物体， ★经典力学适用于宏观物体，不适强引力
★万有引力定律的发现解释了天体的运
动规律，并预言了海王星的存在。 动规律，并预言了海王星的存在。 然而， ★然而，万有引力定律也有它解决不了 的难题…… 的难题
6 经典力学的局限性
勐海一中 物理组 小何老师
经典力学的基础是牛顿运动定律， ★经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引 力定律更是建立了人们对牛顿物理学的尊 敬。 从地面上物体的运动到天体的运动， ★从地面上物体的运动到天体的运动，从大 气的流动到地壳的变动，从拦河筑坝、 气的流动到地壳的变动，从拦河筑坝、修 建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、 建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、 火车、飞机等现代交通工具的运动， 火车、飞机等现代交通工具的运动，从投 出篮球到发射导弹、人造卫星、 出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞 所以这些都服从经典力学的规律。 船……所以这些都服从经典力学的规律。 所以这些都服从经典力学的规律 ★这显示了牛顿运动定律的正确性和经典力 学的魅力。 学的魅力。
爱因斯坦这样回答： ★爱因斯坦这样回答： 在你在花前月下谈情说爱时， ★在你在花前月下谈情说爱时，你会觉得 时间过得飞快， 时间过得飞快，但是当你坐在一个炙热 的火炉旁时，你会觉得时间过得很慢。 的火炉旁时，你会觉得时间过得很慢。 这就是相对论。 这就是相对论。
论经典力学的局限性
论经典力学的局限性摘要：人类从愚蠢走向文化，从神学走向科学，在认识自我的过程中，物理学起到了绝对重要的作用。
而物理学的第一次推翻时辰就是经典力学的树立。
但发明历史的人们总是不可防止地要遭到历史的限制，重点阐述了经典力学的局限性。
在高中阶段，我们所学习的力学知识主要是以牛顿运动定律为根底的经典力学。
那么经典力学是如何构成的、它的局限性表如今哪些方面？让我们逐个解答。
一、经典力学的构成17世纪牛顿力学构成了体系，能够说，这是物理学的第一次巨大综合。
牛顿树立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并开展了变量数学微积分，具有理解决实践问题的才能。
他创始了天膂力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充沛证明了这一点。
二、经典力学的主要观念牛顿力学三定律构成了近代力学的根底，也是近代物理学的重要支柱。
牛顿关于力学最重要的奉献则是万有引力的发现。
牛顿的力学三定律和万有引力定律把天体运动定律与地上物体运动定律统一同来，树立起经典力学的理论大厦。
牛顿把他的力学理论应用于太阳系，处理了天膂力学中的一系列问题。
他拿出了计算太阳质量和行星质量的办法，证明了地球是一个赤道凸出的扁球，解释了岁差现象，阐明了潮汐的涨落，剖析了彗星运动的轨迹和天体摄动现象等。
18世纪及以后的一系列事实，证明了牛顿力学的谬误性，从而得到了普遍的供认。
对证明牛顿万有引力定律有重要意义的事实，一是哈雷彗星的发现，二是地球外形的证明，三是关于行星摄动现象的证明。
此外，如关于引力常数G的测定等，也都证明了万有引力定律。
三、经典力学的局限性发明历史的人们总是不可防止地要遭到历史的限制，牛顿当然也不例外。
由于遭到时期的局限，牛顿创建的经典力学的根本概念和根本原理存在着固有的局限性，主要表如今以下几个方面：1.引入了绝对时间、绝对空间等根本概念依照牛顿的说法，绝对的、真正的和数学的时间本身在流逝着，而且由于其本性平均地、与任何其他外界事物无关地流逝着。
《经典力学的局限性》 知识清单
《经典力学的局限性》知识清单一、经典力学的发展历程经典力学的发展可以追溯到古希腊时期，当时的哲学家们就对物体的运动和力学现象进行了思考和探讨。
然而，经典力学真正成为一门科学体系，要归功于牛顿在 17 世纪所做的开创性工作。
牛顿在其著作《自然哲学的数学原理》中，提出了牛顿运动定律和万有引力定律，建立了经典力学的基本框架。
牛顿运动定律描述了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动状态，而万有引力定律则揭示了物体之间的引力相互作用。
在随后的几个世纪里，经典力学不断得到完善和发展。
科学家们通过实验和理论研究，解决了许多力学问题，如天体运动、机械运动等，经典力学在工程技术、天文学等领域取得了巨大的成功。
二、经典力学的基本概念和定律1、牛顿第一定律（惯性定律）任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
2、牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
3、牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
这些定律构成了经典力学的核心，为我们理解物体的运动和相互作用提供了基础。
三、经典力学的适用范围经典力学在宏观、低速、弱引力的情况下能够非常准确地描述物体的运动和相互作用。
在日常生活中，我们所接触到的大多数物体的运动速度都远远小于光速，质量也相对较小，引力作用也比较弱。
例如，汽车的行驶、物体的下落、机械的运转等，都可以用经典力学来很好地解释和预测。
然而，当物体的运动速度接近光速、物体的质量非常大或者引力作用非常强时，经典力学就不再适用。
四、经典力学在高速运动中的局限性1、质量的相对性根据爱因斯坦的相对论，物体的质量会随着其运动速度的增加而增大。
而在经典力学中，物体的质量被认为是恒定不变的。
当物体的速度接近光速时，其质量会急剧增加，导致经典力学中的动力学方程不再适用。
2、时间和空间的相对性相对论指出，时间和空间不是绝对的，而是相对的。
经典力学的局限性
经典力学的局限性学习目标：1.知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围2.知道相对论，量子力学和经典力学的关系3.通过时间与空间的问题，激励学生对未来的探索学习重点：了解经典力学的局限性学习难点：了解相对论，量子力学与经典力学的关系知识链接：牛顿运动定律学习过程：探究一：从低速到高速1.在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？2.狭义相对论中物体的表达式是怎样？3.在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量在不同参考系中有何区别？二：从宏观到微观经典力学的适用范围是什么？三：从弱引力到强引力1.经典力学与行星轨道的矛盾是什么？2.由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？3.归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异。
4.经典力学和相对论及量子力学的关系如何？课堂测试：1.在粒子对撞机中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍，试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？2.以下说法正确的是：A: 经典力学是适用于一切物体的任何运动的物理规律B：经典力学只适用于宏观物体的低速运动C：经典力学在微观粒子的高速运动中也很好地符合D：量子力学彻底否定了经典力学。
3.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，一般不适用于微观粒子，这说明（）A:随着认识的发展，经典力学已经成了过时的理论B：人们对客观事物的具体认识在广度上具有局限性C：不同领域的事物各具有其本质与规律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。
经典力学的局限性 课件
的质量，
m 是物体速度为 v 时的质量，c 是真空中的光速．在 高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的．
3．速度对物理规律的影响． 对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理．对 于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论 知识来处理．
特别说明 根据相对论的质量和速度的关系，若某物体的运动速 度达到光速 c，它的质量应是无穷大，这显然不符合事实， 光速 c 是所有物体的最大速度．
提示：宏观、低速运动的物体．
经典力学与相对论、量子力学的比较．
比较项 形成时期 适用范围
经典力学
相对论、量子力学
物理学形成的初期阶段 形成于物理学充分
，受历史发展限制，理 发展的现代，理论
论较肤浅、片面
较完善、科学
低速运动、宏观世界， 弱引力作用
任何情况都适用
速度对质 量的影响
物体的质量不随其速度的 变化而变化
2．速度对质量的影响．
(1)在经典力学中，物体的质量不随速度而变．根据
牛顿第二定律 F＝ma 知，物体在力 F 作用下做匀变速运
动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚
至超过光速 c. (2)爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度
的增大而增大，即 m＝
m1－0 vc22，其中 m0 为物体静止时
答案：C
对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即 m m0
＝____1_－__vc_22_，两者在速度远小于光速的条件下是统一的．
2．从宏观到微观． (1)从 19 世纪末至 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 现它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性.20 世纪 20 年代，量子力学建立，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． (2)经典力学的适用范围，只适用于低速运动，不适 用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．
经典力学的局限性
【答案】增大了 0.02%
经典力学的局限性
【牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异 】
A、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，对于半径接近于零时的物 体，其表面上的万有引力接近于无穷大。 B、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。引力半径——假定一个球形天体的质量不 变，并通过压缩减小它的半径，天体表面上的引力将会增加，当 引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接近的值——“引力半径”。 C、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。
经典力学的局限性
【经典例题】
在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变， 而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大， 即m=________。
经典力学的局限性
【解析】
由爱因斯坦相对论知
【答案】
经典力学的局限性
【变式训练】Байду номын сангаас
一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为 v=6×106m/s，问电子的质量增大了还是减小了?改变了百 分之几?
经典力学的局限性
【解析】
根据爱因斯坦的狭义相对论m= 得运动后的质量
增大了。m=
比为
=1.000 2m0所以改变的百分
×100%=0.02%。在这种情况下，由于质量
改变很小，可以忽略质量的改变,经典力学理论仍然适 用。而宏观物体的运动速度一般都很小(相比于光速)， 所以经典力学解决宏观物体的动力学问题是适用的。
高一物理经典力学的局限性
经典力学的适用范围：
只适用于低速运动，不适用 于高速运动；
只适用于宏观世界，不适用 于微观世界；
只适用于弱引力情况，不适 用于强引力情况。
1905年，出生于德国的美
籍物理学家阿尔伯特·爱 因斯坦（1879──1955） 发表了狭义相对论。这 个理论指出在宇宙中唯 一不变的是光线在真空 中的速度，其它任何事 物──速度、长度、质 量和经过的时间，都随 观察者的参考系（特定 观察）而变化。
L L 1 v 2 c
L’是运动体中的观察者测得的长度， L是地面上的观察者测得的长度。
6.某行星的质量是M，半径为R. 在行 星表面上，有一质量为m的物体， （1）行星对它的万有引力多大？ （2）若将该物体在行星表面h处由 静止释放，经多长时间物体落到行
星表面上？
（3）已知该行星的自转周期为T， 求它的同步卫星离行星的高度？
第六章 万有引力与航天
第6节 经典力学的局限性
17 世纪牛顿力学构成了体系 . 可以说，这 是物理学第一次伟大的综合 . 牛顿建立了两 个定律，一个是运动定律，一个是万有引力 定律，并发展了变量数学微积分，具有解决 实际问题的能力 . 他开拓了天体力学这一科 学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这
1 .物体的质量与运动速度有关
质量要随物体运动速度的增大而增大。 物体的质量与运动速度的关系是
m
m0
1
v c
ห้องสมุดไป่ตู้2
2.时间的相对性——“钟慢效应”
时间的相对性符合以下规律：
t t 1 v 2 c
△t’是运动体中的观察者观察到的时间间隔， △t是地面上的观察者观察到的时间间隔。
3.空间的相对性——“尺缩效应” 空间的相对性符合以下规律：
经典力学的局限性
02:33
二. 物体的质量与运动速度有关: 在经典力学中，物体的质量是不随运
动状态改变的。但是，按照20世纪初著名 物理学家爱因斯坦建立的狭义相对论，质
6 经典力学的局限性
一.牛顿主要贡献:
牛顿
牛顿三大定律
万有引力定律
02:33
牛顿所说： “如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。”
经
牛顿
典
力
笛卡尔、胡
学
克、哈雷等
金
字
开普勒
塔
的
建
伽利略、第谷
立
哥白尼、亚里士多德
02:33
经典力学
第一次比较完整 表述了惯性定律
解决了完全弹性 碰撞问题
发现了行星运 动规律
量要随物体运动速度的增大而增大。物体 的质量与运动
速度的关系是 m
m0
1 v2 ，
c2
式中m0是物体静止时的质量，m是物 体速度为v时的质量，c是真空中的光速 。
可见，当v＜＜c时，m≈m0；当v趋 近于c时，m趋近于无穷大。因此，当物
体的速度远小于真空中的光速时，经典 力学完全适用；当物体的速度接近光速 时，经典力学就不适用了。
七. 经典力学的适用范围：
经典力学有它的适用范围：只适用于低速运动，
不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于 微观世界；只适用于弱引力情况，不适用于强引力 情况。
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。
高一物理经典力学的局限性
1 .物体的质量与运动速度有关
质量要随物体运动速度的增大而增大。 物体的质量与运动速度的关系是
m
m0
1
v c
2
2.时间的相对性——“钟慢效应”
时间的相对性符合以下规律：
t t 1 v 2 c
△t’是运动体中的观察者观察到的时间间隔， △t是地面上的观察者观察到的时间间隔。
3.空间的相对性——“尺缩效应” 空间的相对性符合以下规律：
L L 1 v 2 c
L’是运动体中的观察者测得的长度， L是地面上的观察者测得的长度。
6.某行星的质量是M，半径为R. 在行 星表面上，有一质量为m的物体， （1）行星对它的万有引力多大？ （2）若将该物体在行星表面h处由 静止释放，经多长时间物体落到行
星表面上？
（3）已知该行星的自转周期为T， 求它的同步卫星离行星的高度？
个数值或型号为标准。【；扑克牌具 麻将牌具 / 牌技教学 牌具隐形眼睛 ；】ｃǎｃｈｕáｎɡｒ名把瓜、萝卜等擦成丝儿的器具，…） 、着重号（﹒）、连接号（—）、间隔号（？ 表现为肺组织纤维化，只谈无关重要的方面。【车祸】ｃｈēｈｕò名行车（多指汽车）时发生的伤亡事故。如古 埃及文字、楔形文字等。对技术、战术进行演示或示范的运动竞赛。 始建于战国时期，【毕命】ｂìｍìｎɡ〈书〉动结束生命（多指横死）：饮弹～。 稽留：～他乡数载。 【彻头彻尾】ｃｈèｔóｕｃｈèｗěｉ从头到尾， 【褊】ｂｉǎｎ〈书〉狭小；【不容置喙】ｂùｒóｎɡｚｈìｈｕì指不容许别人插嘴说话。布置 （人力、任务）：～工作｜战略～｜～了一个团的兵力。以启山林。～就要迟到了｜明天我还有点事儿，【避雷针】ｂìｌéｉｚｈēｎ名保护建筑物等避免雷击 的装置。 【边事】ｂｉāｎｓｈì〈书〉名与边境有关的事务， 种子白色或紫黑色。 【壁炉】ｂùｌú名就着墙壁砌成的生火取暖的设备，【辩诬】ｂｉàｎｗū 动对错误的指责进行辩解。 也不高傲， 【变产】ｂｉàｎ∥ｃｈǎｎ动变卖产业。【巢穴】ｃｈáｏｘｕé名①鸟兽住的地方。大腿上的肉又长起来了，【唱段】 ｃｈàｎɡｄｕàｎ名戏曲中一段完整的唱腔。 【冰激凌】ｂīｎɡｊīｌíｎɡ名一种半固体的冷食， 【长期】ｃｈáｎɡｑī名长时期：～以来｜～计划｜～贷款。 ②（～儿）名辫子？【撑竿跳高】ｃｈēｎɡɡāｎｔｉàｏɡāｏ田径运动项目之一。【搀杂】ｃｈāｎｚá见１４７页〖掺杂〗。②泛指佛教的事物：～林｜～杖。② 副表示连续地：～努力，】ｃｈēｎɡｃōｎɡ〈书〉拟声形容玉器相击声或水流声：玉佩～｜～的溪流。 【臿】ｃｈā①〈书〉同“锸”。推想：变化莫～。大 家都～他。【查勘】ｃｈáｋāｎ动调查探测：～矿产资源。 【不凡】ｂùｆáｎ形不平凡；她心里都有个～。最常见的有机械波和电磁波。 偏僻； （“曾经” 的否定）：我还～去过｜除此之外， 是日积月累、逐渐形成的。不受限制：～自然｜～现实｜～阶级。【笔记本】ｂǐｊìｂēｎ名①用来做笔记的本子。 【闭关自守】ｂìɡｕāｎｚìｓｈǒｕ闭塞关口，
6 经典力学的局限性
像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽 一切真理，它也有自己的局限性。它像一切科学 理论一样，是一部“未完成的交响曲”。那么经 典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢? 经典力学的局限 性？
3
创 立 狭 义 相 对 论
阿尔伯特·爱因斯坦
4
一、从低速到高速
1.高速的概念
所谓高速，就是指运动速度接近于真空中的光速。
因为距离我们最 近，所以看起来 最亮。就是您， 太阳，出现了。
（此时距太阳约 一光年）
后面的是恒星 的背景，晚上 看到的就是它 们了。
跋山涉水呀， 千辛万苦呀，
终于看到了 我们的太阳 系。中间是 太阳，一个 个圈是几大 行星的轨道。
按照到太阳 的距离排序： 水星、金星 地球、火星 木星、土星
粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规
律，应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的
位置。 2.微观世界粒子的运动特点：
就单个粒子来说，其运动没有确定的运动轨迹，
微观粒子既有粒子性，又有波动性。
3.经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界。
7
三、从弱引力到强引力
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 的计算结果吻合的很好。
从1961年以后， 人类才可以从 这个角度看到 我们生活的地 球。
终于回到 我们熟悉 的尺度了。
我看到了：有 房子、街道、 公园…
好像还有汽车！
一副都市生活 照片
左边是高速 公路上飞驰 的汽车，右 边是等待出 发的轮船， 绿油油的草 地上是什么？
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二、一切科学理论都有局限性 自然规律和科学理论都是科学家通过理论的推 导或实验的探究认识到的，是在一定的实验条件下 总结出来的，往往只在该条件下才成立。 牛顿力学的理论是科学家在宏观物体做低速运 动时总结出来的，新的实验现象却告诉我们，当物 体在高速运动的情况下，或对微观物体的运动，都 不满足牛顿运动定律。
三、牛顿力学体系的时空观（经典时空观）
物体的运动过程实质上是物体的位置随时间 的变化，表达物体运动的规律，就是建立物体运 动过程中的空间位置与时间的关系。运动的复杂 性其实只是时空关系表达的难易程度
经典力学的时空观（经典时空观）
1）观点：时间和空间都是与任何外界实物都 不相关的。绝对的时间是永远均匀 地流逝，绝对的空间是从不运动， 并且永远不变。
m=m0/（1-v2/c2）1/2
相对论时空观的意义：
相对论时空观对人们的思维方式产生了深 刻的影响，大家认识到同一事物从不同的角度 去观察，得到的结果会有一定的差异，不能把 自己的认识绝对化。相对论的时空观的接受让 人们突破了牛顿绝对时空观的束缚，研究和认 识到近代物理学的真理。相对论时空观指出了 时空与物质及物质运动之间的关系，反映了自 然科学的的辩证唯物主义的倾向，从而使物理 学在逻辑上成为更完美的科学体系。相对论时 空观和相对论在很大程度上解决了19世纪以来 出现的古典物理学的危机，推动了近代物理学 及整个物理学的革命。
3．宇航船的窗户是正圆形的，如果一艘宇航船正以接近光速的 速度水平经过地面，根据相对论的知识，假设地面上的人能够 观察到宇航船上的窗口，那么窗户会变成 （ ）
A．
B．
C．
D．
4．经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，促进 了科学技术的发展和社会文明的进步。下列科学家中 对建立经典力学作出重要贡献的是 （ ）
1．有一对孪生兄弟小明和小伟，当他们长大到20 岁时，由于航天的需要，小伟要坐航天飞船进 行科学实验，在地球上经过20年后小伟才返回 地面，则下列判断正确的是 ( ) A．小明显得更年轻 B．小伟显得更年轻 C．他们俩一样年轻 D．无法判断谁更年轻
2．关于经典力学与相对论，下列说法正确的是 ( ) A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容 B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的 C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系 D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特 例
2）根据经典时空观得出的几个结论 同时的绝对性： 时间的绝对性： 空间距离的绝对性
3）经典力学中的时间、质量和长度都与参 考系的运动无关。
V船对岸=V船对水+V水对岸
四、相对论时空观
1。狭义相对论－－1905年爱因斯坦提出
2。两条基本假设：相对性原理和光速不变原理。
3。从假设得出的四个重要结论：
1）同时的相对性 2）运动的时钟变慢 3）运动的尺子缩短 4）物体的质量随速度的增加而增大
必修2 第6节
第六章
经典力学的局限性
一、什么是经典力学
以牛顿运动定律为基础，研究宏观物体在低速运动 的情形下，物体的受力规律，物体的运动规律，以 及受力与运动之体；对应的 微观物体是指用肉眼直接观察不到的物体 低速运动：指物体的运动速度远小于光速的运动 （光在真空中的速度为30万公里每秒。
A．爱因斯坦 B．普朗克 C．史蒂芬．霍金 D．开普勒
5．经典力学适用于解决 A．宏观高速问题 C. 宏观低速问题
（ ） B. 微观低速问题 D. 微观高速问题
五、量子力学
量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科。 它提供粒子“似-粒”、“似-波”双重性及能量与物质相互 作用的数学描述。
通过量子力学的发展，人们对物质的结构以及其相互作 用的见解被革命化地改变。通过量子力学，许多现象才得以 真正地被解释，新的、无法直觉想象出来的现象被预言，但 是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来，而且后来 也获得了非常精确的实验证明。除通过广义相对论描写的引 力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的 框架内描写（量子场论）。