高一物理(6.6经典力学的局限性).ppt

第六章 万有引力与航天 第6节 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 . 他开拓了天体力学这一科 学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这 一点 . 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； 只适用于弱引力情况，不适 用于强引力情况。 1905年，出生于德国的美 籍物理学家阿尔伯特爱 因斯坦（18791955） 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 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。 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是 1 .物体的质量与运动速度有关 2.时间的相对性“钟慢效应” 时间的相对性符合以下规律： t是运动体中的观察者观察到的时间间隔 ，t是地面上的观察者观察到的时间间隔。 3.空间间的相对对性“尺缩缩效应应” 空间间的相对对性符合以下规规律： L是运动体中的观察者测得的长度， L是地面上的观察者测得的长度。 对于高速运动需要应用爱因斯坦的相对论。 当物体的运动速度远小于真空中的光速时 ，相对论物理学与经典物理学的结论没有 区别。 对于微观世界，需要应用量子力学。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。 对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理 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。 例1：下列轨道中不可能是卫星绕地球运 行的轨道的是（ ） 卫星是围绕地球的中心绕地球做匀速圆周运 动的 D 例2.人造地球卫星由于受到大气的阻 力，其运行轨道半径逐渐减小，其圆 轨道上相应的线速度和角速度的变化 情况是 A线速度变大，角速度变大 B线速度不变，角速度变小 C线速度变小，角速度不变 D线速度变小，角速度变小 A 3.宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆 周运动，飞船舱内有一质量为m的人站 在可称体重的台面上，用R表示地球的 半径，g表示地球表面处的重力加速度 ，g表示宇宙飞船所在处的地球引力 加速度，N表示人对秤的压力，下面是 一些说法正确的是（ ） ： g=0 N=0 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6.4103 Km） 例 4 1 2 3 P Q 例5.发发射地球同步卫卫星时时，先将卫卫星 发发射至近地圆轨圆轨 道1，然后经经点火， 使其沿椭圆轨椭圆轨 道2运行，最后再次点 火，将卫卫星送入同步圆轨圆轨 道3，如图图 ，则卫则卫 星分别别在1、2、3轨轨道上正常 运行时时： (1)卫星在轨道3上的速 率 轨道1上的速率 小于 (2)卫星在轨道1上经过Q点 的加速度 卫星在轨道 2上经过Q点加速度。 等于 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）若将该物体在行星表面h处由 静止释放，经多长时间物体落到行星 表面上？ （3）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）。 例7. 在天体运动