经典力学的局限性 ppt课件

对牛顿运动定律受参考系限制的认识
经典力学中的空间和时间 力学的目的在于描述物体在空间中的位
置如何随"时间"而改变。 这里,"位置"和"空间"应如何理解是不清
楚的。设一架飞机正在匀速地行驶,从飞机上 投下一枚炸弹。那么,如果不计空气阻力的影 响,飞行员看见炸弹是沿直线落下的。从地面 上观察这一举动的行人则看到炸弹是沿抛物
两种不同的时空观
"科学漫步"栏目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
法 国,1596 ～1650 年
观察实验、 假设、数 学推理三 者相结合
实验观 察、数 学推理
惠更斯 荷 兰,1629～ 1695年
实验、数学 推理
牛顿
英 国,1642～ 1727年
归纳与演绎、 综合与分析、 实验观察等
力学 方面 的主 要成 就
两个反面的结论: ①自由落
①力是维持物体 运动的原因。
②重的物体比轻
体运动规 律。
②力学相
惯性定 律
的物体下落得快。 对性原理 ppt课件
①制成了世
界上第一架 计时摆钟。 ①三大运动
定律、②万 ②测量出重 有引力定律。 力加速度的
值。
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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。
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。
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牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯 坦为什么还要提出相对论。相对论是否 全盘否定了牛顿的经典力学理论?
经典力学的局限性和适用范围?
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经典力学受速度限制的分析
生活中接触到的运动，速度都远小于真 空中的光速。处理这些运动，经典力学完全 适用。狭义相对论阐述了物体在以接近光的 速度运动时所遵循的规律，得出了一些不同 于经典力学的观念和结论。
线落到地面上的。
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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p参pt课件考物体的轨线。15
由牛顿力学定律导出的动量守恒定
律、机械能守恒律等是航空航天技术理
论的基础。火箭、人造地球卫星、航天
飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器
的发射,都是牛顿力学规律的应用范
例……
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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
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。
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(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。ppt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pp)t课中件 成立(适用)。 12
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：
发展 要求
1.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象。 2.初步了解相对论、量子论的建立对人类 深入认识客观世界的作用。
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三、讲练结合 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)
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经典力学
(牛顿力学)
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牛顿所说:"如果说我看得远,那是因为我站在 巨人们的肩上。"
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。
当一些问题牛顿解释不了时,它就只好用上帝的万能来解 释,为此牛顿花费了后半生的ppt课心件血,这正是牛顿的悲剧。13
如此广阔的领域里与实际相符，显示了牛顿运动
定律的正确性与经典力学的魅力。
•
但是，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”。
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二、自主学习
自学课本48-49页。
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。
基本 2.认识经典力学的局限性和适用范围。 要求 3.体会科学理论总是在不断发展的。
6 经典力学的局限性
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一、课堂导入
•
经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力
更是建立起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，从大气的流动到地
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、火车、飞机等现代交通工
具，从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞
船……所有都服从经典力学的规律。经典力学在
牛顿三大定律
经 牛顿
典
力
笛卡尔、胡学Leabharlann 克、哈雷等金字
开普勒
塔
的
建
伽利略、第谷
立
万有引力定律
哥白尼、亚里士多德
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科学家对经典力学的贡献
国别 生活 年代
主要 的科 学研 究方 法
亚里士多德 古希腊,约公元前 384～公元前322 年
观察、思维、推 理
伽利略
意大 利,1564～ 1642年
笛卡儿
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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p中pt课件的光速 。
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m m0 v2