经典力学的局限性(易)
【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。
(完整版)经典力学的局限性
(完整版)经典力学的局限性经典力学的局限性（1)从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出,质量要随着物体的运动速度的增大而增大。
(2）从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，只说明它有一定的适用范围，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.(3）从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区别，相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只是认为科学在一定条件下有其特殊性，经典力学只适用于弱引力不适用于强引力。
．下列关于说法正确是（）A．自由落体运动规律属于经典力学B．行星运动定律属于经典力学C．牛顿运动定律属于经典力学D．经典力学没有局限性，适用于所有领域分析：经典力学的核心理论是牛顿运动定律，其适用范围是宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．故选ABC牛顿运动定律是基础．以下对牛顿运动定律理解中正确是( ）A．牛顿第一定律指出物体只有保持匀速直线运动状态或静止状态时才具有惯性B．牛顿第二定律指出物体加速度的方向与物体所受合力的方向一致C．牛顿第三定律指出物体间的作用力与反作用力是一对平衡力D．牛顿运动定律不仅适用于低速运动的宏观物体，也适用于高速运动的微观粒子分析：A、牛顿第一定律也称为惯性定律，它告诉我们惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性;故A错误;B、牛顿第二定律指出物体的加速度与物体所受外力成正比，加速度的方向与合外力的方向一致，故B正确；C、牛顿第三定律中作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的大小相等，方向相反的两个力，故不可能为平衡力，故C 错误;D、牛顿运动定律只能适用于宏观、低速物体，不能适用于微观高速粒子，故D错误;故选B．。
6.6经典力学的局限性
经典力学的局限性：
只适用于低速运动，不适用 于高速运动(接近光速)； 只适用于宏观世界，不适用 于微观世界(物质结构和能量不连 续的现象)； 只适用于弱引力情况，不适 用于强引力情况。
经典时空观与相对论时空观
一、经典时空观（绝对时空观）：
（1）同时的绝对性 （2）时间间隔的绝对性 （3）空间距离的绝对性 时间、长度和质量这三者都与参考系 的运动无关。
P
(2)卫星在轨道1上经过Q点 (1)卫星在轨道 3 上的速 的加速度 等于 卫星在轨道 率 小于 轨道1上的速率 2上经过Q点加速度。
1
Q
2 3
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）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？ (万有引力常量G已知）。
r
2
r
④ N=0
R ⑤ N m 2 g r
2
R N⑥ m g r
例4 如地球自转速度达到使赤 道上的物体“飘”起来，那么， 地球上一天等于______h. （地球半径取6.4×103 Km）
例5.发射地球同步卫星时，先将卫星 发射至近地圆轨道1，然后经点火， 使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点 火，将卫星送入同步圆轨道3，如图， 则卫星分别在1、2、3轨道上正常运 行时：
经典时空观与相对论时空观 二、相对论时空观:
1、两条基本假设：
（1）不同惯性参考系，物理规律相同 （2）任何惯性系，光速不变
2、狭义相对论结论：
（1）同时是相对的 （2）动钟变慢 （3）动尺变短 （4）运动的物体质量变大
时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。
1 .物体的质量与运动速度有关
经典力学的局限性
经典力学的局限性主讲：黄冈中学高级教师涂秉清经典力学的基础是牛顿运动定律、万有引力定律的建立，它是使人们对牛顿物理学的尊敬。
牛顿运动定律、万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广三角领域，包括天体运动的研究中，接受了实践的检验，取得了巨大的成就。
一、从低速到高速经典力学对低速运动物体（速度远小于光速）完全适用，不适用于高运动的物体。
（接近光速）爱因斯坦狭义相对论指出（20世纪初）可见v较小时m m0 v→0.8C时m→1.7m再则，对于非惯性参考系，牛顿运动定律也不适用。
车内小球放在光滑桌面上，当车突然加速前进时，甲看见小球在桌上左移，（是乎违背牛顿运动定律，乙看见球不动。
）二、从宏观到微观经典力学对于宏观世界的物体，不适用于微观粒子。
19世纪末20世纪初，人们发现微观粒子（中子、质子、电子）不仅具有等效性，同时具有波动性。
（高三时期学习），其表现形式不能完全用经典力学来说明，如电子、质子的衍射，光子的运动，相对论与量子力学的出现，才能正确描述微观粒子的运动。
三、从弱引力到强引力万有引力定律的发现，解释了天体运动的规律，并预言和发现了海王星和太阳系的其它天体，将地面上物体的运动规律与天体运动规律统一起来，将经典力学理论推上了当代科学的高峰。
但牛顿的经典力学又遇上了新的问题：四、经典力学的引力理论只适用弱引力场，不适用于强引力场（1）水星公转轨道的不断旋进按牛顿万有引力理论，水星（天体）运动应该是一椭圆或圆，然而实际的天文观测并非如此，在近日点轨道不断旋进（近日点水星处于强引力场，较其它行星近日）（2）按牛顿万有引力定律，若某球形天体质量不变，将其压缩到原半径一半的体积，天体表面引力变为原四倍（平方反比），而事实上并非如此。
爱因斯坦的引力理论表明，引力增加更快，半径越小，这种差别越大。
（3）对于高密度天体，如白矮星r=r地·ρ（108～1010kg/m3），中子星ρ（1016～1019）kg/m3。
6.5经典力学的局限性
对的物理量。
爱因斯坦相对时空观 爱因斯坦狭义相对论指出，在宇宙中唯一不变
的是光在真空中的速度，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。
在经典力学中，物体的质量是不随运动状态 改变的。
在狭义相对论中，物体的质量随着物体的运 动速度的增大而增大。
当物体的运动速度远小于光速时，相对论物 体学与经典物理学的结论没有区别。
当“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力 学和经典力学的结论没有区别。
相对论和量子力学是哪一种更广泛理论的特 殊情况呢？
我们现在还不知道。。。
经典力学
相对论
物体质量
m0
m
m0
1
v c
2
二者在低速条件下是统一的
经典力学是狭义相对论在低速情况下的特例
二、从宏观到微观 微观粒子具有波粒二象性
经典力学能很精确地描述宏观物体的运动规 律，但对微观粒子的波粒二象性无法说明。
量子力学能够正确能够正确地描述微观粒 子运动的规律性。
经典力学不适用于微观粒子
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。
三、从弱引力到强引力
万有引力定律的发现把经典力学推上当时科 学的顶峰。
但是有些问题按牛顿的万有引力定律无法解 释。
爱因斯坦广义相对论。
Hale Waihona Puke 相对论与量子力学都没有否定过去的科学， 而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊 情形。
§6、6 经典力学的局限性
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。
6 经典力学的局限性
是地面上的观察者测得的长度。
的观察者观察到运动物体的长度变短了。这就是
所谓的“尺缩效应”。
v 2 由于1 （ ）＜1，所以L＜ L′，即地面上 c
尺缩效应
尺缩效应
1.从低速到高速：经典力学适用于低速; 2.从宏观到微观：经典力学适用于宏观; 3.从弱引力到强引力：经典力学适用于弱引力。
1.下列有关物体的质量与速度的关系的说法, 正确
3.经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界。
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。
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？
1.知道牛顿运动定律的适用范围。(重点） 2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛
应用。
3.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须
不能自助的人也难以受到别人的帮助。
2.经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。
四、经典力学的局限性和适用范围
1.经典力学只适用于物体的低速运动（v<<c）。 2.经典力学不适用于微观领域中物质结构和能 量不连续的现象。
3.经典力学规律只在惯性参考系中成立。
——经典力学规律只能用于宏观、低速（与光
速相比）的情形，且只在惯性参考系中成立。
伦琴发现X射线
汤姆孙发现电子 贝克勒耳发现 天然放射线 微观世界
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。
6.6经典力学的局限性
著名的薛定谔方程。这个方程既描述了电子的 物质波的行为，又含有电子的粒子性的特征。 量子力学出现以后，在说明原子结构方面迅 速取得了巨大的成功，很快地被物理学家所接 受。现在它的应用已远远超出原子结构的范围， 成为物理学家研究微观世界的基本理论工具。 本节知识的应用主要涉及经典力学的局限性， 以及对相对论与量子力学的初步了解。
m =
m0 v2 1− 2 c
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。
2.经典力学中速度叠加原理不再成立 2.经典力学中速度叠加原理不再成立 设河流中的水相对于河岸的速度为 船相对于水的速度为 v 船水 , 则在经典力学中，船相对于岸的速度为
v水岸 ,
v船岸 = v船水 + v水岸
（矢量和）
这似乎是天经地义的。但是，这个关系式涉及两 个不同的惯性参考系，而速度总是与位移（空间 长度）及时间间隔的测量相联系。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，因而上式不能成立。
3.两种不同的时空观 两种不同的时空观 本节教材在“科学漫步”栏目《时间和空 间是什么？》一文中提到了牛顿和爱因斯坦的 两种不同的时空观。 牛顿认为：空间是独立于物体及其运动而 存在的，时间也是独立于物体及其运动而存在 的，这是一种经典时空观。 爱因斯坦则认为：在研究物体的高速运动（速 度接近真空中的光速）时，物体的长度即物体占 有的空间，以及物理过程、化学过程，甚至还有 生命过程的持续时间，都与它们的运动状态有关， 空间与时间不再与物体及其运动无关而独立存在。 这是一种崭新的时空观。
《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。
6.6经典力学的局限性
思考：如果某星球的逃逸速度大于光速会 有什么现象发生？
1）黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不 能逃脱 。 2）说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞， 任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。
3)由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直 接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围 天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存 在。
6.6
经 典 力 学 的 局 限 性
逃逸速度（Velocity of Escape）：在星 球表面垂直向上发射 一物体，若初速度达 到某一值，该物体将 完全逃脱星球的引力 束缚而飞出该星球。 使物体刚刚好逃脱星 球引力的这一速度叫 逃逸速度。 例如， 地球的逃逸速度为 11.2千米/秒（即第 二宇宙速度）。
高速运动、微观世界和强引力作用
狭义相对论的建立经历了几十年的时间，1905年 爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》宣告了相对论 的诞生。
狭义相对论的基本观点 1、质量要随着物体运动速度 的增大而增大 2、同一过程的位移和时间的 测量在不同参考系中是不同
当物体的速度接近光速时：
t
钟慢效应：时间膨胀
t0 v 1 c
速度的关系是
m m0
2 v ， 1 2 c
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 。
2. 速度叠加原理不再成立 设河流中的水相对于河岸的速度为 船相对于水的速度为 v船水 , 船相对于岸的速度为
v水岸 ,
v船岸 v船水 v水岸
（矢量和）
这似乎是天经地义的。但是，爱因斯坦认为，同 一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不 同的，因而上式不能成立。
宏观领域
微观世界
科学家们发现，电子、质子、中子等微观粒子 不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的 运动在很多情况下不能用经典力学来说明。
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．
6.6 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，海王星和冥 王星的发现就充分显示了 这一点 .
天地四方,古往今来发生的一切现 象都能够用力学来描述. ？？？
t
t0 v 1 c
2
相对长度：
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德 （1851──1901）提出，物质会在运动 的方向上收缩（缩小），这意味着根据 一个静止观察者的观点，一枚以接近光 速运行的火箭所表现出的长度会比它静 止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没 有什么两样。
相对长度： 爱因斯坦指出，任何物体以光速 运动时，其长度将会缩短为零。 ——尺缩效应
经典物理对物理学思想和科学方法作出总结，
它只适用于宏观、低速、弱引力的物体 经典力学在高速运动领域不再适用
经典力学在非惯性系不再适用
经典力学在微观领域不再适用 对于强引力，经典的引力理论也是不适用的
三、经典力学与狭义相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ论
1905年，爱因斯坦 （1879─1955）发表了狭 义相对论:在宇宙中唯一 不变的是光在真空中的 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。
去发现的精神! ”
相对论好像是：“光彩夺目的火箭， 它在黑暗的夜空，突然划出一道道 十分强烈的光辉，照亮了广阔的未 知领域。”
——德布罗意
一、经典力学规律只能用于：
宏观物体、低速运动、弱引力。
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A、研究原子中电子的运动 B、研究“神州”五号的高速发射 C、研究地球绕太阳的运动 D、研究飞机从深圳飞往北京的航线
6.6 经典力学的局限性
6.6经典力学的局限性一． 经典力学的局限性1. 经典力学的成就。
2. 经典力学的局限性：19世纪末，出现一些经典力学无法解释的实验事实，引发了物理学上的伟大革命，导致现代物理学的诞生。
——相对论和量子力学。
二． 从低速到高速1. 低速与高速的概念。
速度接近光速，称为高速。
常见物体运动是低速运动。
2. 速度对质量的影响。
经典力学：物体质量不变；狭义相对论：物体的质量随速度增大而增大。
m =，0m —静止质量，m —运动质量3. 两个假设。
经典力学中=v v v +船岸船水水岸，但在高速领域，爱因斯坦认为该式不成立。
1905年，提出两条假设：（1）相对性原理：物理规律在一切参惯性考系中都具有相同的形式；（2）光速不变原理：在一切惯性参照系中，光速相同，都为c.三．从宏观到微观19世纪末20世纪初，人们相继发现电子、质子、中子等微观粒子，既有粒子性，又有波动性，不能用经典物理描述。
建立量子力学，解决微观粒子运动的问题。
四． 从弱引力到强引力1. 万有引力成功解释一些天体问题，但有一些还不能完全解释。
直到爱因斯坦创立广义相对论，才圆满解决了经典力学不能解释的问题。
2. 强引力： 爱因斯坦引力理论表明，当天体半径减小到一定程度时，天体间引力会非常大。
3. 弱引力下，经典力学和爱因斯坦引力理论结果相差无几。
但经典力学不适用于强引力。
五． 经典力学和相对论及量子力学的关系。
1. 经典力学适用于宏观、低速、弱引力的情况；而微观粒子的运动可用量子力学解释，高速运动和强引力的问题可由相对论解决。
2. 相对论和量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的近似。
六．例题分析例1. 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的所有问题；D.经典力学可以解决自然界中的所有问题。
例2. 经典力学不适用于下列哪些运动（ ）A.火箭的发射；B.宇宙飞船绕地球的运动；C.“勇气号”宇宙探测器；D.微观粒子的波动性 例3. 关于经典力学和相对论.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例4. 日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体随物体的运动速度变化而变化，其原因是（）A. 运动中物体无法称量其质量；B. 物体的速度远小于光速，质量变化极小；C. 物体的质量太大；D. 物体的质量不随速度变化而变化。
经典力学的局限性
头所经过的各个“位置”是“的确”在一条直线上，
还借是助在于一这条抛一物实线例上可的以呢清？楚地知道不会有独 立存在的轨线（“路程——曲线”）；而 只有相对于特定的参考物体的轨线．
精选课件
5
二、经典力学受速度限制的分析
牛伽顿利力略学和的牛绝顿对的绝时对空时观空观认为，同一物体运 动 测的量绝时结对间果的和是，长相真度同（ 的正位 。的移和）数在学不的同时的间参考自系己中流，逝着
精选课件
4
经典力学中的空间和时间
一力、学对的牛目顿的运在于动描定述律物受体参在考空系间限中的制位的置认如识何
随“时间”而改变． 这里，“位置”和“空间”应如何理解是
不清楚的．设一列火车正在匀速f地eig行uan驶xin，gxi我.sw站f 在车 厢窗口松手丢下（不是用力投掷）一块石头到路基
上是可沿.见那直，么线在，落非如下果惯的不性．计系从空人中气行，阻道牛力上顿的观定影察响律这，不一我再举看动成见的立石行。头人
精选课件
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牛190顿5年的，局限出生于德国的美籍物理 学家1)绝阿对尔时伯空特观·爱因斯坦
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相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
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14．对于时空观的认识，下列说法正确的是（ ）
A． 相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律
B． 相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例
C． 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
5．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生。则（ ）
A． 在火车上的人看来，一只小猫先出生
B． 在火车上的人看来，两只小鸡先出生
C． 在地面上的人看来，一只小猫先出生
D． 在地面上的人看来，两只小鸡先出生
D． 由于经典力学有局限性，所以一切力学问题只能用相对论力学来解决
【答案】A
【解析】AB．经典力学适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的，所以经典力学不仅仅适用于像地球和太阳这样大的宏观物体，还适用于体积较小的一些宏观物体，故A正确，B错误；
C．火车提速后，速度仍远远小于光速，有关速度问题还可以用经典力学来处理，故C错误；
D． 经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
【答案】B
【解析】相对论给出了物体在高速运动状态下所遵循的规律，故A错误；经典力学是狭义相对论在低速（ ）条件下的近似，因此经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例，在自己的适用范围内仍然成，故B正确，C错误；经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的适用，故D错误．故选B．
21．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是( )
A． 狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
B． 狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
C． 牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
D． 牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
【答案】BC
【解析】爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律．牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律．故BC正确，选BC.
点睛：电子及电子以下（中子，质子，原子，离子，分子是实物粒子）都可以认为是微观粒子；微观粒子不适用于经典力学．
10．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是( )
A． 经典力学适用于宏观低速运动的物体
B． 经典力学只适用于像地球和太阳这样大的宏观物体
C． 火车提速后，有关速度问题就不能用经典力学来处理
7．经典力学不适用于下列哪些运动( )
A． 火箭的发射 B． 宇宙飞船绕地球的运动
C． 微观粒子的波动 D． 汽车在公路上行驶
【答案】C
【解析】经典力学适用于宏观低速运动，火箭的发射、宇宙飞船绕地球的运动和汽车在公路上行驶，均属于宏观低速适用于经典力学，故ABD不符合题意；经典力学不适用于微观粒子的波动，故C符合题意。所以选C。
6．下列说法正确的有（ ）
A． 光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B． 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C． 电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 射线、X射线
D． 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
【答案】D
【解析】光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A错误；麦克斯韦预言了光的电磁理论，没有证实，故B错误；电磁波频率由低到高的排序为无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线（伽马射线），故C错误；在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确。所以D正确，ABC错误。
12．经典力学规律有其局限性．物体以下列哪个速度运动时m/s
C． 2.5×103m/s D． 2.5×108m/s
【答案】D
【解析】当速度接近光速时，由相对论规律可知，物体的质量将随速度的变化而变化，经典力学不再适用；故D不适用经典力学；故选D．
20．下列服从经典力学规律的是( )
A． 自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B． 发射导弹、人造卫星、宇宙飞船
C． 物体运动的速率接近于真空中的光速
D． 地壳的变动
【答案】ABD
【解析】自行车、汽车、火车、飞机、导弹、卫星、宇宙飞船和地壳的运动均属于宏观、低速的问题，经典力学能适用，故ABD正确。而接近光速时，根据爱因斯坦相对论，会出现时间延长、空间缩短、质量增加等效应，不能用经典物理去解释。
C． 经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动
D． 不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
【答案】BC
【解析】经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故A错误；在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律，故B正确；牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，故C正确；D错误。故选BC。
A． 红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪
B． 麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在
C． 多普勒效应说明波源的频率发生改变
D． 狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
【答案】D
【解析】
（1）红外线的波长比可见光的波长长，但银行是利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；故A错误；
【答案】C
【解析】火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故AB错误；地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些。故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。
【点睛】在自然科学中，微观世界通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界，而除微观世界以外的物质世界被称为宏观世界．
19．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是( )
A． 狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B． 在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动规律服从牛顿运动定律
6.经典力学的局限性易
1．下列说法正确的是（ ）
A． 声波在空气中传播时是一种横波
B． 波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
C． 根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场
D． 由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同
【答案】D
【解析】（1）声波属于纵波，故A错误；
（2）麦克斯韦1860年提出了电磁场理论，一直到1888年赫兹才用实验证实了电磁波的存在；故B错误；
（3）多普勒效应是接收者接收到的波的频率发生改变，而波源本身的频率并未改变。故C错误；
D、狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，故D正确。
故本题选D。
4．如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动。则下列说法中正确的是（ ）
15．如果真空中的光速为c=3.0×108m/s，当一个物体的运动速度为v1=2.4×108m/s时，质量为3 kg。当它的速度为1.8×108m/s时，其质量是 （ ）
A． 2.25 kg B． 2.50 kg
C． 3.00 kg D． 2.10 kg
【答案】A
【解析】根据爱因斯坦相对论的公式： 可知， ，所以： ；当它的速度为 时，质量为： ，选A.
A． 火箭的发射 B． 宇宙飞船绕地球的运动
C． “勇气号”宇宙探测器的运动 D． 以99%倍光速运行的电子束
【答案】D
【解析】火箭的发射、宇宙飞船绕地球的运动、“勇气号”宇宙探测器的运动都属低速，经典力学能适用。故ABC不符合题意。电子及电子以下（中子，质子，原子，离子，分子是实物粒子）都可以认为是微观粒子；微观粒子不适用于经典力学，特别是以99%倍光速运行的电子束。故D符合题意；本题选择经典力学不能适用的，故选D.
13．关于经典力学，下列说法正确的是
A． 仅适用于微观粒子的运动
B． 适用于宏观物体的低速运动
C． 经典力学中，物体的质量与其运动速度有关
D． 经典力学中，物体的长度与其运动速度有关
【答案】B
【解析】经典力学使用条件为：宏观，低速，对微观，高速度运动不再适用，故A错误B正确．在相对论力学中，物体的质量、长度与其运动速度有关；经典力学中，物体的质量、长度与其运动速度无关，故CD错误．故选B.
（2）波形曲线表示在同一时刻，介质中所有质点偏移平衡位置的位移矢量末端的连线，B错误；
（3）根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性的变化的电场产生周期性变化的磁场，C错误；
（4）光速不变原理，是爱因斯坦狭义相对论的基本原理，即光速对于任何惯性参考系都相同，D正确
故本题选D
2．你现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3C的速度匀速飞过（C为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间
A． 乙观察到甲身高变高
B． 甲观察到乙身高变低
C． 若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快
D． 若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c
【答案】D
【解析】因为人是垂直于物体速度方向的，竖直方向上没有尺缩效应，即甲乙观察对方身高时不变，故AB错误；根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙观察到甲动作变慢，故C错误；根据爱因斯坦光速不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确。所以D正确，ABC错误。