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第六章万有引力与航天 6 6经典力学的局限性 1 经典力学的基础是 牛顿运动定律和万有引力定律在 弱引力的广阔领域 包括 的研究中 经受了实践的检验 取得了巨大的成就 2 狭义相对论阐述物体以 的速度运动时所遵从的规律 牛顿运动定律 宏观 低速 天体力学 接近光 知识点一 从低速到高速 3 在经典力学中 物体的质量是不变的 而狭义相对论指出 质量要随物体运动速度的增大而 两者在速度 光速的条件下是统一的 4 经典力学认为位移和时间的测量与参考系 相对论认为 同一过程的位移和时间的测量与参考系 增大 远小于 无关 有关 要点归纳 1 狭义相对论中 物体在静止时质量最小 随着运动速度的增加 它的质量也在不断变大 对于高速运动物体 牛顿定律已不再适用 2 根据相对论的质速关系 若某物体的运动速度达到光速c 它的质量应是无穷大 这显然不符合事实 光速c是所有物体的最大速度 特别提醒 1 电子 质子 中子等微观粒子不仅具有 同时还具有波动性 它们的运动规律有很多情况下不能用经典力学来说明 而 能够正确地描述微观粒子的运动规律 2 经典力学的适用范围 只适用于 运动 不适用于 运动 只适用于 世界 不适用于 世界 粒子性 量子力学 低速 高速 宏观 微观 知识点二 从宏观到微观 从宏观世界到微观世界1 宏观世界粒子的运动特点粒子具有确定的运动轨迹 根据质点的运动规律 应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置 2 微观粒子的运动特点就单个粒子来说 运动没有确定的运动轨迹 微观粒子既有粒子性 又有波动性 3 适用范围经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界 1915年 爱因斯坦创立了 这是一种新的时空与引力的理论 在强引力的情况下 牛顿引力理论不再适用 当物体的运动速度远小于光速c 3 108m s 时 相对论物理学与经典物理学的结论 当另一个重要常数即 普朗克常量 可以忽略不计时 量子力学和经典力学的结论 广义相对论 没有区别 没有区别 从弱引力到强引力1 经典力学与行星轨道的矛盾按牛顿的万有引力理论 行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动 而天文观测表明 行星的轨道并不是严格闭合的 它们的近日点在不断地旋进 如水星的运动 实际观测到的水星的运动情况与爱因
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