经典力学的局限性 课件

（1）对证据的质疑：水星旋进数据 观测值：43秒/百年 爱因斯坦计算相对论值：43.03秒/百年 最新相对论值（太阳非正球体）：39.6秒/百年
（2）对共设的质疑：光速不可超越吗？ 哲学：光速是否只是某一时空层次的极限速度？随着目前认 识的宇观世界更大结构层次的发现，光速是否会被超越？
例如：量子力学就不会错吗？ 新的理论会代替量子力学吗？
例如：生活经验：空间如大房间，提供运动舞台，但不 干扰演出，空间独立于物体及其运动存在。
例如：生活经验：时间如长河，均匀流逝，任何都影 响不了它，时间也是独立的。
所以：不管选什么参考系，不管物体怎么运动，物 体的位移、时间、长度、质量等等的测量结果肯定 是一样的，这是天经地义的。
物体高的速质量世随界速度（的接增大近而光增大速）
人教版必修2
第六章 万有引力与航天
第六节 经典力学的局限性
教学目标：
• 1.知道牛顿运动定律的适用范围． • 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. • 4.通过阅读课文体会一切科学都有自
己的局限性，新的理论会不断完善和 补充旧的理论，人类对科学的认识是 无止境的．
时间和空间没有联系，相互独立，与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时，它就只好用上帝的 万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
例如：船在水中流，水速2m/s，船相对于水顺流而下 1m/s，则船相对于岸3m/s.
一、经典力学模块分类：
静力学（描述静止物体） 运动学（描述物体运动） 动力学（描述物体受力作
用下的运动）
经典力学
（牛顿力学）
二、牛顿主要贡献 牛顿
牛顿三大定律 万有引力定律
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 学
笛卡尔、胡 克、哈雷等
金
字
wk.baidu.com
开普勒
塔
的
建
伽利略、第谷
立
哥白尼、亚里士多德
经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力
定律更确立了牛顿的地位，牛顿运动定律和万有引 力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，经受实 践检验。
三、经典力学的困境： 低速世界(经典力学) 高速世界（相对论）
在宏观低速的世界：一切都理所当然？
宏观物体低速运动（远小于光速），经典力学完全适用。
不敢相信图中的横线是平行的，不过它就是平行的
两个位于中心的圆哪个大？其实一样大的！
四、从宏观到微观
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。
量子力学
五、从弱引力到强引力
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用
随着物体速度的加快 ，时间会变慢。将一 个钟表留在地面上， 而携带另一个以很快 速度移动，随后进行 比较，地上的钟表总 比快速移动的快。
物体以接近光速运行时 所表现出的长度会比它 静止时更短。
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。
1905年，爱因斯坦提出，物体高速时（接近光 速），物体所占空间（如长度），物理、化学过 程，生命持续时间，都与运动状态有关，时空都 与运动相关联了------------狭义相对论
天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为3 km，地球的引力半 径为1 m,如白矮星)，天体间的引力就趋于无穷大 ，强引力。
爱因斯坦广义相对论
经典力学与相对论互为补充，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
科学的发展是在曲折中不断上升的 例如：相对论是一定正确的吗？