牛顿力学的局限性优秀课件
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爱因斯坦广义相对论
互为补充，互不矛盾，
互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
高速
狭义相对论 广义相对论
经典力学 宏观低速
量子力学
微观世界
强引力
一、经典力学规律只能用于：惯性系、低速 运动、宏观物体、弱引力。
惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简 称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是 惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯 性系。
• 经典力学只适用于宏观物体，不适用于微 观物体
19世纪末-20世纪初，深入到微观领域，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，很多情况下经典力学说明 不了。
微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。
4经典力学受强引力的限制
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用 光之所以会被黑洞吸进去,是因为黑洞引力大造 成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞 里,大天家体都半知径道减光小只到走一直定线程,度所时以(光太并阳不的是引被力引半力径为3 吸进km去，的地,而球是的光引还力是半走径直为线1 ,m但,如空白间矮扭星曲)而，进天到体间 黑洞的,打引个力比就方趋,于在无纸穷上大画，一强条引线力,把。那黑张洞纸这扭种曲极, 端 但展条开件后下它的还宇是宙一天条体线。。它这有时极候强，的光吸虽引然力仍，然黑洞 沿任本意身两的点巨间大的质最量短造距成离空传间播弯，曲但走的已经不 是直线，而是曲线。
狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变 的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见 到的）运动速度的加快，时间会变慢。
t
t0
1
v c
2
②相对长度
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德
（向上185收1─缩─（19缩01）小提）出，，这物意质味会着在根运据动一的个方静2
v 止观察者的观点，一枚以接近光线运行的 L L • 1 火尽箭管所 乘表坐现火出箭0的的长人度看会来比并它没静有止什时么更两短样，。 c 爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，
惯性系非惯性系swf
2、经典力学受速度限制
（1）经典力学适用于低速运动的物体，不 适用于高速运动的物体
（2）牛顿力学的绝对时空观: 伽利略和牛
顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长 度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的.
（3 ）狭义相对论
狭义相对论适用于高速运动的物体
①相对性原理
①相对时间
牛顿 牛顿定律（惯性定律，
哥白尼：日心说 第谷：20年精心观测数据
万有引力定律 开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
2牛顿主要贡献
牛顿
牛顿三定律 万有引力定律 变量数学微积分
• 二经典力学的局限性
1、经典力学受参考系限制
在惯性系中，牛顿定律成立; 在非惯性系中，牛顿定律不成立.
其长度将会缩短为零。
长度收缩1.swf
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③相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
ห้องสมุดไป่ตู้
m
m0
1
v c
2
说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边 看就是平抛了
你现在穿的是25厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人 测得你穿的鞋的长度可能就只有20厘米了。
②光速不变原理
⒊受物体大小的限制
牛顿力学的局限性优秀课件
牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站
在巨人们的肩上。”
牛顿
经
典
笛卡尔、
力
胡克、
学
哈雷等
金
开普勒
字
塔
伽利略、第谷
的
建 立
哥白尼、亚里士多德
亚里士多德 经验主义：必须有力作用在物体上 物体才能运动
伽利略 理想实验（斜面）： 物体保持运动不需要力维持
笛卡尔 如果运动中物体没受到力。 将以同一速度沿以直线运动。
二、相对论的基本原理
1、相对性原理 t
t0
（1）相对时间
1
v c
2
（2）相对长度
L L0 •
1
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2
（3）相对质量 m
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2、光速不变原理
1
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互为补充，互不矛盾，
互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
高速
狭义相对论 广义相对论
经典力学 宏观低速
量子力学
微观世界
强引力
一、经典力学规律只能用于：惯性系、低速 运动、宏观物体、弱引力。
惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简 称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是 惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯 性系。
• 经典力学只适用于宏观物体，不适用于微 观物体
19世纪末-20世纪初，深入到微观领域，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，很多情况下经典力学说明 不了。
微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。
4经典力学受强引力的限制
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用 光之所以会被黑洞吸进去,是因为黑洞引力大造 成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞 里,大天家体都半知径道减光小只到走一直定线程,度所时以(光太并阳不的是引被力引半力径为3 吸进km去，的地,而球是的光引还力是半走径直为线1 ,m但,如空白间矮扭星曲)而，进天到体间 黑洞的,打引个力比就方趋,于在无纸穷上大画，一强条引线力,把。那黑张洞纸这扭种曲极, 端 但展条开件后下它的还宇是宙一天条体线。。它这有时极候强，的光吸虽引然力仍，然黑洞 沿任本意身两的点巨间大的质最量短造距成离空传间播弯，曲但走的已经不 是直线，而是曲线。
狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变 的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见 到的）运动速度的加快，时间会变慢。
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②相对长度
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德
（向上185收1─缩─（19缩01）小提）出，，这物意质味会着在根运据动一的个方静2
v 止观察者的观点，一枚以接近光线运行的 L L • 1 火尽箭管所 乘表坐现火出箭0的的长人度看会来比并它没静有止什时么更两短样，。 c 爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，
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2、经典力学受速度限制
（1）经典力学适用于低速运动的物体，不 适用于高速运动的物体
（2）牛顿力学的绝对时空观: 伽利略和牛
顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长 度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的.
（3 ）狭义相对论
狭义相对论适用于高速运动的物体
①相对性原理
①相对时间
牛顿 牛顿定律（惯性定律，
哥白尼：日心说 第谷：20年精心观测数据
万有引力定律 开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
2牛顿主要贡献
牛顿
牛顿三定律 万有引力定律 变量数学微积分
• 二经典力学的局限性
1、经典力学受参考系限制
在惯性系中，牛顿定律成立; 在非惯性系中，牛顿定律不成立.
其长度将会缩短为零。
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③相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
ห้องสมุดไป่ตู้
m
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1
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2
说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边 看就是平抛了
你现在穿的是25厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人 测得你穿的鞋的长度可能就只有20厘米了。
②光速不变原理
⒊受物体大小的限制
牛顿力学的局限性优秀课件
牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站
在巨人们的肩上。”
牛顿
经
典
笛卡尔、
力
胡克、
学
哈雷等
金
开普勒
字
塔
伽利略、第谷
的
建 立
哥白尼、亚里士多德
亚里士多德 经验主义：必须有力作用在物体上 物体才能运动
伽利略 理想实验（斜面）： 物体保持运动不需要力维持
笛卡尔 如果运动中物体没受到力。 将以同一速度沿以直线运动。
二、相对论的基本原理
1、相对性原理 t
t0
（1）相对时间
1
v c
2
（2）相对长度
L L0 •
1
v c
2
（3）相对质量 m
m0
2、光速不变原理
1
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2