高一物理《经典力学的局限性》(课件)
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经典力学的局限性课件(高一物理)
高中物理课件
3．在经典力学中，物体的质量是不变的，而
狭义相对论指出，质量要随物增体大运动速度的
远增小大于 而________，两者在速度__________
光速的条件下是统一的。
无关
4．经典力学认为位移和时间的测量与有参关考系 _______，相对论认为，同一过程的位移和 时间的测量与参考系_______。
高中物理课件
学习目标定位
高中物理课件
*
了解经典力学的适用范围
* 了解相对论和量子力学理论
认识到知识的变化性与无穷性， * 培养献身于科学的时代精神
高中物理课件
课堂情景切入
高中物理课件
经典力学在人类活动的“正常”范围内是非 常准确的。所谓“正常”范围是指：其中遇 到的速度远小于光速，尺寸远大于分子但又 不比银河系大很多倍，引力也不比地球引力 大很多倍。在这个范围之外，牛顿物理学的 结论就与观测结果不一致了。
2．适用范围
经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引 力。
高中物理课件
五、经典力学和相对论及量子力学的关系 经典力学是相对论及量子力学在一定条件下
的特例，它包含于相对论和量子力学之中， 相对论和量子力学的建立并没有否定经典力 学。
高中物理课件
考点题型设计
高中物理课件
•对经典力学的局限性的认识
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，经典力学已成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律 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
3．在经典力学中，物体的质量是不变的，而
狭义相对论指出，质量要随物增体大运动速度的
远增小大于 而________，两者在速度__________
光速的条件下是统一的。
无关
4．经典力学认为位移和时间的测量与有参关考系 _______，相对论认为，同一过程的位移和 时间的测量与参考系_______。
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学习目标定位
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*
了解经典力学的适用范围
* 了解相对论和量子力学理论
认识到知识的变化性与无穷性， * 培养献身于科学的时代精神
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课堂情景切入
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经典力学在人类活动的“正常”范围内是非 常准确的。所谓“正常”范围是指：其中遇 到的速度远小于光速，尺寸远大于分子但又 不比银河系大很多倍，引力也不比地球引力 大很多倍。在这个范围之外，牛顿物理学的 结论就与观测结果不一致了。
2．适用范围
经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引 力。
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五、经典力学和相对论及量子力学的关系 经典力学是相对论及量子力学在一定条件下
的特例，它包含于相对论和量子力学之中， 相对论和量子力学的建立并没有否定经典力 学。
高中物理课件
考点题型设计
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•对经典力学的局限性的认识
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，经典力学已成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律 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
必修2 6.6 经典力学的局限性 课件
• 牛顿的万有引力定律认为：物体间的距离减 半，引力增到原来的四倍，即符合“平方反比” 规律；爱因斯坦引力理论表明：物体间的距离 减小时，它们间的引力比“平方反比”规律增 加得更快，距离越小，这种差别就越大．
经典力学与相对论、量子力学的理解
•
【典例1】 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 ( )．
2
，其中m0为物体静止时的质量，m是物体
速度为v时的质量，c是真空中的光速．在高速运动时，质量的 测量是与运动状态密切相关的．
•
速度对物理规律的影响：对低速运动问题， 一般用经典力学规律来处理．对高速运动问题， 经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处 理． • 二、经典力学与相对论、量子理论的关系 • 两种理论是历史发展的不同产物 • 在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力 学和相对论、量子力学两套物理学理论．经典 力学理论不可能穷尽一切真理，必有其局限性， 现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子 理论的特例．
• 一、从低速到高速引起的物理规律的变化 • 低速与高速的概念 • (1)低速：通常所见物体的运动，如行驶的汽 车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等 物体的运动皆为低速运动物体． • (2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度 可以与光速相接近，这样的速度称为高速．
速度对质量的影响：在经典力学中，物体的质量是不变的，但 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＝ m0 v 1－ 2 c
2 ，两
• 4 ． 经 典 力 学 认 为 位 移 和 时 间无关 的测量与参考 系 ，相对论认为，同一过程的位移和时间 有关 的测量与参考系 ，在不同的参考系 不同 中 ． • 温馨提示 经典力学中，物体的质量大小和 用时是固定不变的．但相对论中，它们会随速 度而发生变化．
高一物理人教版必修2课件：经典力学的局限性
C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快
经典力学的局限性
4、如果有一支静止时长30 m的火箭，以光
速的二分之一的速度从观察者的身边掠
过，以下说法中正确的是
（ BD）
A．地面上的观察者测得的火箭长为30 m
B．地面上的观察者测得的火箭长小于30 m
C．地面上的观察者测得的火箭长大于30 m
D．火箭上的观察者测得的火箭长为30 m
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。
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：量子力学就不会错吗？ 新的理论会代替量子力学吗？
经典力学的局限性
爱因斯坦给后人的信
一天，爱因斯坦正在撰写光电效应定律的论 文，美国总统罗斯福打来电话，让他给５０００ 年后的人们写一封信。爱因斯坦笑了，说：“总 统，您真会开玩笑，要我写些什么呢？”
罗斯福非常郑重地说：“把我们这个时代人们 的思想和科学的发展，告诉５０００年后的人们， 让他们对我们有所了解。”“这样的信，即使写 了也没法寄啊！”爱因斯坦说，“没有这样的邮 差。”
到底是谁先动手呢？没有绝对的答案。在这个具 体事件中，谁先谁后是有相对性的。在列车参考 系中，B先A后，而在车站参考系中则是A先B后。
经典力学的局限性
选择的参考系不同，对运动的描述就不同：
例如：让两小球从同一高度同时自由下落。
不符合牛顿运动定律
符合牛顿运动定律
惯性系 非惯性系
高中物理人教版必修2《经典力学的局限性》课件
• B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的 距离是一定的
• C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按 需要挑选不同的数值
• D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一 定的
解析：由于同步卫星相对于地面静止不动，而万有引力 充当向心力，周期等于地球自转周期．轨道的圆心位置在地 心，若定点在地面上任一点的上方，万有引力的一个分力充 当向心力，另一分力使其逐渐离开原位置向赤道上方“漂
(5)同步卫星的高度固定不变，由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋
h)，mg＝GMRm2 ，得离地高度 h＝3.6×104 km.
• 【特别提示】(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径
r、环绕速度 相同．
v、角速度ω及
向心加速度an的大小均
• (2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心 圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止．
旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动 的 卫星 ．
• 2．原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球 对它的 万有引力 ．
3．卫星的 v、ω、T 与运动半径 r 的关系
mvr2⇒v＝
GM r
GMr2m＝mmω2T2πr⇒2rω⇒＝T＝
GM r3
4π2r3 GM
man⇒an＝
GM r2
• 二、三个宇宙速度的比较
mω2(R＋h)＝mRR＋2gh2所以 R＋h＝
3
R2g ω2 .
F＝mω2(R＋h)＝m3 R2gω4，故选项 C 也正确．
• 答案：BC
• 【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人 造地球卫星，则下面说法中正确的是( )
• A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的 距离可按需要挑选不同的数值
• C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按 需要挑选不同的数值
• D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一 定的
解析：由于同步卫星相对于地面静止不动，而万有引力 充当向心力，周期等于地球自转周期．轨道的圆心位置在地 心，若定点在地面上任一点的上方，万有引力的一个分力充 当向心力，另一分力使其逐渐离开原位置向赤道上方“漂
(5)同步卫星的高度固定不变，由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋
h)，mg＝GMRm2 ，得离地高度 h＝3.6×104 km.
• 【特别提示】(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径
r、环绕速度 相同．
v、角速度ω及
向心加速度an的大小均
• (2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心 圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止．
旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动 的 卫星 ．
• 2．原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球 对它的 万有引力 ．
3．卫星的 v、ω、T 与运动半径 r 的关系
mvr2⇒v＝
GM r
GMr2m＝mmω2T2πr⇒2rω⇒＝T＝
GM r3
4π2r3 GM
man⇒an＝
GM r2
• 二、三个宇宙速度的比较
mω2(R＋h)＝mRR＋2gh2所以 R＋h＝
3
R2g ω2 .
F＝mω2(R＋h)＝m3 R2gω4，故选项 C 也正确．
• 答案：BC
• 【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人 造地球卫星，则下面说法中正确的是( )
• A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的 距离可按需要挑选不同的数值
人教版高一物理课件-经典力学的局限性
不敢相信圖中的橫線是平行的，不過它就是平行的
兩個位於中心的圓哪個大？其實一樣大的！
四、從宏觀到微觀
19世紀末-20世紀初，深入到微觀領域， 發現電子、質子、中子等微觀粒子不僅 具有粒子性，同時還具有波動性，很多 情況下經典力學說明不了。
量子力學
五、從弱引力到強引力
物體間的萬有引力是弱引力，經典力學適用
立
哥白尼、亞裏士多德
經典力學的基礎是牛頓運動定律，萬有引力
定律更確立了牛頓的地位，牛頓運動定律和萬有引 力定律在宏觀、低速、弱引力的廣闊領域，經受實 踐檢驗。
三、經典力學的困境： 低速世界(經典力學) 高速世界（相對論）
在宏觀低速的世界：一切都理所當然？
宏觀物體低速運動（遠小於光速），經典力學完全適用。
１９３８年８月１０日，愛因斯坦寫了《致後人書》—
— “我們的時代富於創造思想。我們的發現本應該可以
大大地使我們的生活輕鬆愉快。我們利用電能橫渡大洋。 我們使用電能來減輕人類的繁重的體力勞動。我們學會 了飛行。我們利用電波很容易地把消息發到全球各地 去。”
“但是，雖然有著這一切，我們的商品的生產和分配 是完全無組織的，人們必須生活在憂慮中，擔心被人從 經濟生活中拋出，失去一切。除此之外，生活在不同國 家中的人們每隔一個長短不等的時間就要進行互相殺戮， 因此，每一個想到未來的人必然都生活在經常的憂慮 中。”
例如：生活經驗：空間如大房間，提供運動舞臺，但不 干擾演出，空間獨立於物體及其運動存在。
例如：生活經驗：時間如長河，均勻流逝，任何都影 響不了它，時間也是獨立的。
所以：不管選什麼參考系，不管物體怎麼運動，物 體的位移、時間、長度、品質等等的測量結果肯定 是一樣的，這是天經地義的。
高一物理《经典力学的成就与局限性》图文详细课件
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伽利略阐明了运动的相对性原理 伽利略发现了自由落体运动规律、惯性原理 帕斯卡发现帕斯卡原理 马德堡半球实验、验证大气压力 发现胡克定律——弹簧弹力和形变的关系
牛顿发表《自然哲学的数学原理》，阐明了 运动定律和万有引力定律 1-75
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1663 1678
1687
2
请分析比较下列科学家对经典力学的贡献
亚里士多德 国别 生活年 代 主要的 科学研 究方法 古希腊，约公 元前384～公 元前322年 伽利略 意大利， 1564～1642 年 笛卡儿 法国， 1596～ 1650年 惠更斯 荷兰， 1629～ 1695年 牛顿 英国， 1642～ 1727年 归纳与演 绎、综合 与分析、 实验观察 等
观察、思维、 推理
观察实验、假 实验观察、 实验、数 设、数学推理 数学推理 学推理 三者相结合
力学方 面的主 要成就
两个反面的结 论： ①力是维持物 体运动的原因。 ②重的物体比 轻的物体下落 得快。
①制成了 世界上第 ①自由落体运 一架计时 动规律 惯性定律 摆钟。 ②力学相对性 ②测量出 原理 重力加速 度的值。
1-75
①三大运 动定律、 ②万有引 力定律。
3
经典力学发展的三个阶段 第一阶段： 伽利略、牛顿时代之前。人们对力学现象的研究大多直接 反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还 没有成为独立的科学。这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基 米德。 第二阶段： 从伽利略到牛顿。是经典力学从基本要领、基本定律到建
高中物理必2课件：6.6 经典力学的局限性
对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大
D．上述说法都是错误的
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6．下面说法中正确的是
(A )
①当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经
典物理学的结论没有区别；②当物体运动速度接近光
速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别；
zxxk
课时作业
1．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”
是指 A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域
(D )
B．地球表面上的物质世界
C．人眼能看到的物质世界
D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界
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2．20 世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学
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2．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系 无关 ，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．
3．19 世纪末 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．
＝
m1－0 vc22可知，m 与 m0 相差不多．
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4．下列说法中正确的是
( AC )
A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B．经典力学在任何情况下都适用
C．当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
人教版高一物理必修二经典力学的局限性课件
1 c2
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。
经典力学(牛顿运动定律)在低速运动的 物体(低速世界)中成立(适用)。
设河流中的水相对于河岸的速度为v水岸, 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：
人教版高一物理必修二 6.6经典力学的局限性课件（共46 张PPT）
现在问:炸弹所经过的各个"位置"是"的确" 在一条直线上,还是在一条抛物线上的呢?
可见,在非惯性系中,牛顿定律不再成立。
经典力学(牛顿运动定律)在惯 性系中成立(适用)。
借助于这一实例可以清楚地知道不会 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。
6.6经典力学的局限性
一、经典力学 1、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）
万有引力定律
经典力学
（牛顿力学）
2、经典力学的伟大成就
⑴经典力学的建明了自然界的统一。
⑵经典力学的建立，首次明确了一切自然科学理论应 有的基本特征。这标志着近代自然科学理论的诞生， 并成为其它各种自然学科的典范。
二、经典力学受速度限制的分析
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:
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。
经典力学(牛顿运动定律)在低速运动的 物体(低速世界)中成立(适用)。
设河流中的水相对于河岸的速度为v水岸, 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：
人教版高一物理必修二 6.6经典力学的局限性课件（共46 张PPT）
现在问:炸弹所经过的各个"位置"是"的确" 在一条直线上,还是在一条抛物线上的呢?
可见,在非惯性系中,牛顿定律不再成立。
经典力学(牛顿运动定律)在惯 性系中成立(适用)。
借助于这一实例可以清楚地知道不会 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。
6.6经典力学的局限性
一、经典力学 1、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）
万有引力定律
经典力学
（牛顿力学）
2、经典力学的伟大成就
⑴经典力学的建明了自然界的统一。
⑵经典力学的建立，首次明确了一切自然科学理论应 有的基本特征。这标志着近代自然科学理论的诞生， 并成为其它各种自然学科的典范。
二、经典力学受速度限制的分析
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:
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 。
经典力学的局限性课件_高一物理课件
高中物理课件
2．低速与高速的概念 (1)通常所见的物体运动皆为低速运动，如行驶的汽车和发 射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等． (2)有些微观粒子在一定条件下的速度可以与光速相接近， 这样的速度称为高速． 3．速度对质量的影响 在经典力学中，物体的质量是_不__变__的，而狭义相对论指出，
m0 质量要随物体运动速度的增大而_增__大__，即 m＝____1_－__vc_22_，两 者在___速__度__远__小__于__光__速_____的条件下是统一的．
在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速 的一半．试求：此时电子的质量变为静止时的多少倍？
高中物理课件
解析： m＝
m1－0 vc22得 m＝
m0 ＝ 1－14
m03＝2m30＝1.55m0. 4
答案： 1.55
高中物理课件
1－1：(2014·济南高一检测)一个原来静止的电 子，经高压加速后速度为 v＝6×106 m/s.电子的质量是增大了还 是减少了？改变了百分之几？
高中物理课件
解析： 当物体的运动速度远小于光速 c(3×108 m/s)时，相 对论物理学与经典物理学的结论没有区别，而当接近光速时， 经典力学不再适用，相对论不是对经典力学的否定，而只是认 为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形．所以选项 A、B、 C 错误．
答案： D
高中物理课件
2－1：下列说法中正确的是( ) 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 D．万有引力定律也适用于强相互作用力
其质量变化不可忽略．
高中物理课件
2．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．
2．低速与高速的概念 (1)通常所见的物体运动皆为低速运动，如行驶的汽车和发 射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等． (2)有些微观粒子在一定条件下的速度可以与光速相接近， 这样的速度称为高速． 3．速度对质量的影响 在经典力学中，物体的质量是_不__变__的，而狭义相对论指出，
m0 质量要随物体运动速度的增大而_增__大__，即 m＝____1_－__vc_22_，两 者在___速__度__远__小__于__光__速_____的条件下是统一的．
在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速 的一半．试求：此时电子的质量变为静止时的多少倍？
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解析： m＝
m1－0 vc22得 m＝
m0 ＝ 1－14
m03＝2m30＝1.55m0. 4
答案： 1.55
高中物理课件
1－1：(2014·济南高一检测)一个原来静止的电 子，经高压加速后速度为 v＝6×106 m/s.电子的质量是增大了还 是减少了？改变了百分之几？
高中物理课件
解析： 当物体的运动速度远小于光速 c(3×108 m/s)时，相 对论物理学与经典物理学的结论没有区别，而当接近光速时， 经典力学不再适用，相对论不是对经典力学的否定，而只是认 为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形．所以选项 A、B、 C 错误．
答案： D
高中物理课件
2－1：下列说法中正确的是( ) 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 D．万有引力定律也适用于强相互作用力
其质量变化不可忽略．
高中物理课件
2．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．
新人教版高一必修2物理6.6 经典力学的局限性 (共23张PPT)
（2）对于微观世界：需要用量子力学。当普朗克常数可以忽 略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。
四、从弱引力到强引力
1、按牛顿的万有引力定律推算，行星 的运动轨道应该是一些椭圆或圆，而实 际的天文观测，行星的运行轨道并不是 严格闭合的，它们的近日点在不断地旋 进。
牛顿的万有引力定律不能完全解释。
一、高速物体-------------- 要用相对论力学处理； 二、微观世界物体---------------要用量子力学解决； 三、强引力 --------要用广义相对论力学处理。
一、经典力学的广泛应用。 二、经典力学与狭义相对论
1、 物体的质量随物体的运行速度而变化 2、 物体运动的位移与时间与参考系的选择有关 3、 当物体的速度远小于光速C（3×108 ）时两者结论是一致的。 三、经典力学与量子力学 微观粒子运动的波动性不能用经典力学来解释， 但量子力学能正确地描述微观粒子的运动规律。 四、经典力学与广义相对论 牛顿引力理论在强引力作用下不适用，只能用 广义相对论的引力场理论来解释强引力作用。 五、经典力学的适用范围 宏观、低速、弱力情况下适用 。
结论3：
对于强引力情况，需要用爱因斯坦引力理论。当天体的实 际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和 牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。
理解：根据牛顿的理论，当天体被压缩成半径几乎为0的一 个点时，引力趋于无穷大；而爱因斯坦的理论则认为，引力 趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候，这个引 力半径的值由天体的质量决定。当天体的实际半径接近引力 半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异急剧 增大，在强引力情况下牛顿引力理论不再适用。
质量 与运动无关，不变的 随速度增加而增大
例如：(1)v＝0．8c时，物体的质量约增大到静止 质量的1．7倍，这时经典力学就不再适用了．
四、从弱引力到强引力
1、按牛顿的万有引力定律推算，行星 的运动轨道应该是一些椭圆或圆，而实 际的天文观测，行星的运行轨道并不是 严格闭合的，它们的近日点在不断地旋 进。
牛顿的万有引力定律不能完全解释。
一、高速物体-------------- 要用相对论力学处理； 二、微观世界物体---------------要用量子力学解决； 三、强引力 --------要用广义相对论力学处理。
一、经典力学的广泛应用。 二、经典力学与狭义相对论
1、 物体的质量随物体的运行速度而变化 2、 物体运动的位移与时间与参考系的选择有关 3、 当物体的速度远小于光速C（3×108 ）时两者结论是一致的。 三、经典力学与量子力学 微观粒子运动的波动性不能用经典力学来解释， 但量子力学能正确地描述微观粒子的运动规律。 四、经典力学与广义相对论 牛顿引力理论在强引力作用下不适用，只能用 广义相对论的引力场理论来解释强引力作用。 五、经典力学的适用范围 宏观、低速、弱力情况下适用 。
结论3：
对于强引力情况，需要用爱因斯坦引力理论。当天体的实 际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和 牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。
理解：根据牛顿的理论，当天体被压缩成半径几乎为0的一 个点时，引力趋于无穷大；而爱因斯坦的理论则认为，引力 趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候，这个引 力半径的值由天体的质量决定。当天体的实际半径接近引力 半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异急剧 增大，在强引力情况下牛顿引力理论不再适用。
质量 与运动无关，不变的 随速度增加而增大
例如：(1)v＝0．8c时，物体的质量约增大到静止 质量的1．7倍，这时经典力学就不再适用了．
《经典力学的局限性》图文课件-人教版高中物理必修2
t t0 v 1 c
2
t0为物体静止的时间， t是物体速度为v时的时间， c是真空中的光速
（2）相对长度 ——动长度变短
v L L0 1 c
2
L0为物体静止时的长度 L是物体速度为v时的长度 c是真空中的光速
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(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 近光线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。 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。
1、狭义相对论基本原理
（1）相对时间 ——动时钟变慢
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。 使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性， 将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快 速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比 较，动的钟表总比另一个稍微慢一点。
课 件 使 用 1 0 1 教 育 P P T 制 作 ()
经典物理模块分类：
17世纪前在观察与 哲学的猜测上对天 文、力、热、声、 光有了一定认识。
17世纪初—19世纪末 是经典物理学体系建 立的关键时期
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
1938年8月10日，爱因斯坦写了 《致后人书》——
“我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可以大大地使我们的生 活轻松愉快。我们利用电能横渡大洋。我们使用电能来减轻人类的繁重的体力劳 动。我们学会了飞行。我们利用电波很容易地把消息发到全球各地去。” “但是，虽然有着这一切，我们的商品的生产和分配是完全无组织的，人们 必须生活在忧虑中，担心被人从经济生活中抛出，失去一切。除此之外，生活在 不同国家中的人们每隔一个长短不等的时间就要进行互相杀戮，因此，每一个想 到未来的人必然都生活在经常的忧虑中。” “我相信，我们的后人将怀着一种理所当然的优越感读上面这几行文字吧。” 爱因斯坦的这封给后人的信是用特制的墨水和纸写成的。与其它的文件一起 装进一个特制的钢体里，埋入纽约当时准备动工兴建的国际博览会建筑地基下面 15米的花岗岩洞内，地面立有一碑柱，要人们在5000年后，即公元6938年取出钢 体内的东西。 爱因斯坦的《致后人书》，许多报刊上登过，5000年后的人们如果只想读到 这封信，根本用不着去碰国际博览会地基下的那颗“定时炸弹”。
2
t0为物体静止的时间， t是物体速度为v时的时间， c是真空中的光速
（2）相对长度 ——动长度变短
v L L0 1 c
2
L0为物体静止时的长度 L是物体速度为v时的长度 c是真空中的光速
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(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 近光线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。 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。
1、狭义相对论基本原理
（1）相对时间 ——动时钟变慢
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。 使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性， 将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快 速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比 较，动的钟表总比另一个稍微慢一点。
课 件 使 用 1 0 1 教 育 P P T 制 作 ()
经典物理模块分类：
17世纪前在观察与 哲学的猜测上对天 文、力、热、声、 光有了一定认识。
17世纪初—19世纪末 是经典物理学体系建 立的关键时期
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
1938年8月10日，爱因斯坦写了 《致后人书》——
“我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可以大大地使我们的生 活轻松愉快。我们利用电能横渡大洋。我们使用电能来减轻人类的繁重的体力劳 动。我们学会了飞行。我们利用电波很容易地把消息发到全球各地去。” “但是，虽然有着这一切，我们的商品的生产和分配是完全无组织的，人们 必须生活在忧虑中，担心被人从经济生活中抛出，失去一切。除此之外，生活在 不同国家中的人们每隔一个长短不等的时间就要进行互相杀戮，因此，每一个想 到未来的人必然都生活在经常的忧虑中。” “我相信，我们的后人将怀着一种理所当然的优越感读上面这几行文字吧。” 爱因斯坦的这封给后人的信是用特制的墨水和纸写成的。与其它的文件一起 装进一个特制的钢体里，埋入纽约当时准备动工兴建的国际博览会建筑地基下面 15米的花岗岩洞内，地面立有一碑柱，要人们在5000年后，即公元6938年取出钢 体内的东西。 爱因斯坦的《致后人书》，许多报刊上登过，5000年后的人们如果只想读到 这封信，根本用不着去碰国际博览会地基下的那颗“定时炸弹”。
6.6经典力学的局限性-高一下学期人教版物理必修2课件32张PPT
经典力学的发展过程
经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律 更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。
物理学家杨振宁曾赞颂到：
“如果一定要举出某个人、
某一天作为近代科学诞生
的标志，我选牛顿《自然
哲学的数学原理》在1687
年出版的那一天。”
牛顿的《自然哲学的数学原
理》被评价为科学史上最伟
大的著作
物理学发展到19世纪末期，可以说已经达到了相当完美， 成熟的程度。物理学的辉煌成就，使得不少物理学家踌 躇满志、沉溺于欢快陶醉之中，于是产生了这样一种看 法：物理学的大厦已经落成，今后物理学家用不着再干 什么了，只需要把各种数据测得精确些就行了。
6.6 经典力学的局限性
学习目标
序号
知识目标
1 经典力学的发展历程和伟大成就
学法建议 阅读课本
课标 要求 了解
2 经典力学的适用范围和局限性。
阅读课本 知道
3 相对论、量子力学和经典力学的 关系
阅读课本 了解
知识回顾
1、第一宇宙速度的推导 V1=7.9km/s 最小发射速度 最大运行速度
2、卫星运行规律( 高轨低速长周期 )
然而，此刻在物理学的万里晴空中却飘来了两朵乌云， 物理学上出现了一系列新的发现。这些无法用经典物理 学解释的新发现，使经典物理学陷入了危机。第一朵与 迈克尔逊实验有关，第二朵与黑体辐射有关。正是这两 朵乌云的飘动，引来了20世纪物理学革命的暴风骤雨， 使整个自然科学进入了一个崭新的阶段。这“两朵乌云” 成为20世纪伟大物理学革命的导火线。
3、同步卫星(六定) 轨道面（赤道面）、r、an 、v、w、T一定
牛顿在前人研究的基础上, 取得了非凡的成就.运动 三定律和万有引力定律成 功地描述了天上行星、卫 星、彗星的运动，又完满 地解释了地上潮汐和其他 物体的运动。此后人们认 为自然界的一切已知运动 都可以通过牛顿(经典)力 学定律来解释.因此牛顿 (经典)力学被看作是科学 解释的最高权威和最后标 准。
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经典时空观与相对论时空观
一、经典时空观（绝对时空观）
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
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。
创立狭义相对论
阿尔伯特·爱因斯坦
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。
力 动量 能量
弹性力学 流体力学 刚体力学 塑性力学
一、经典力学的成就
一、经典力学的成就
1. 标志着近代自然科学的诞生;
一、经典力学的成就
1. 标志着近代自然科学的诞生; 2. 促进交叉学科的发展；
天地四方，古往今来发生的一切现象都 能够用力学来描述？？？
二、经典力学的局限性
二、经典力学的局限性
普朗克创立量子力学
3. 从弱引力到强引力:
3. 从弱引力到强引力: 水星进动的解释遇到了什么困难?
3. 从弱引力到强引力: 水星进动的解释遇到了什么困难? 强引力作用下出现了什么问题?
3. 从弱引力到强引力: 水星进动的解释遇到了什么困难? 强引力作用下出现了什么问题? 爱因斯坦建立了什么理论来解释?
经典力学
经典物理学体系：经典力学，热学、声 学、光学、电磁学。
伽利略发现： •惯性定律 •自由落体规律 •力学相对性原理
经典力学
尔
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
经典力学
牛顿创立了完整的经典力学 经典力学之父
经典力学
天体力学 生物力学 地质力学 磁流体力学 热弹性力学 等离子体动力学 化学流体动力学
经典力学的局限性
我们认识物理这门学科，已经有三年了，同学 们，你有没有意识到自己是幸运的？我们从一开始 就被直接带入了这座宏伟壮丽的物理学大厦。
而这座大厦是由一大批杰出的物理学家前赴 后继、呕心沥血构建而成的。
今天，我们在了解物理学发展过程当中，也 结识几个早就和我们所学的知识一同陪伴在我们 身边的物理学界的伟大人物。
三、经典力学的适用范围
三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？
三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？经典力学的适用范围？三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？
经典力学的适用范围？ 宏观、低速、弱引力
经典物理对物理学思想和科学方法作了 重点总结，它只适用于宏观低速的物体；
2. 从宏观到微观:
2. 从宏观到微观:
微观粒子的行为能用经典力学来解 释吗？经典力学遇到了哪些困难？
2. 从宏观到微观:
微观粒子的行为能用经典力学来解 释吗？经典力学遇到了哪些困难？
为解释微观粒子的运动规律建立了 什么理论？
伦琴发现X射线 汤姆生发现电子 贝克勒耳发现 天然放射线
宏观领域
微观世界
1. 从低速到高速:
二、经典力学的局限性
1. 从低速到高速: 物体的质量与运动速度有关;
m m0 v2
1 c2
二、经典力学的局限性
1. 从低速到高速: 物体的质量与运动速度有关; 经典力学中速度叠加原理不再成立;
“科学漫步”
“科学漫步”
时间和空间是什么? 经典时空观是怎样回答的? 爱因斯坦的时空观又是怎样回答的?
相对论和量子论则适用于微观高速粒子 的运动。
因此，相对论和量子力学的建立，并不 是对经典力学的否定。
四、牛顿的科学方法
四、牛顿的科学方法
阅读“科学足迹”栏目 《牛顿的科学生涯》
四、牛顿的科学方法
阅读“科学足迹”栏目 《牛顿的科学生涯》
指出牛顿的科学方法: