高中物理 6.6《经典力学的局限性》课件2 新人教版必修2.ppt

6经典力学的局限性 1 了解经典力学的发展历程和伟大成就 2 知道经典力学的局限性和适用范围 3 了解高速和微观世界中的奇妙物理现象 4 了解科学理论的相对性 体会科学理论是不断发展和完善的 牛顿运动定律 宏观 低速 弱引力 天体力学 接近光的速度 不变 增大 速度远小于光速 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 在不同的参考系中 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 无关 有关 不同 二 从宏观到微观 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 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 温馨提示相对论和量子力学的出现 并未说明经典力学失去了意义 只是说明各有一定的适用范围 粒子性 量子力学 低速 高速 宏观 微观 三 从弱引力到强引力1915年 爱因斯坦创立了广义相对论 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 6 63 10 34j s 可以忽略不计时 量子力学和经典力学的结论 不再适用 没有区别 没有区别 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 两种理论的适用范围不同 1 经典力学理论适用于弱引力作用下 低速运动的宏观物体 而它在强引力作用下 或高速运动或微观世界不适用 2 近期建立的相对论原理及量子力学是一种全新的时空与引力理论 它并没有否定经典力学理论 是在经典力学基础上加以完善 适用范围更广 更全面 小船在河中顺流而下 在经典力学中 时间和空间互不相干 它们的存在和测量均与运动无关 故有v船岸 v船水 v水岸 但相对论认为 速度总与位移及时间间隔的测量相联系 因而上式不成立 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 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 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 经典力学与相对论 量子力学的理解 解析人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约 所以形成的看法也都具有一定的局限性 人们只有不断扩展自己的认识 才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律 新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定 只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形 答案bcd借题发挥相对论和量子力学的出现 说明人类对自然界的认识更加广泛和深入 而不表示经典力学已失去了意义 它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围 经典力学是相对论 量子力学的特例 变式1 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识 推动了科学技术的创新和革命 促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步 下列表述正确的是 a 牛顿发现了万有引力定律b 牛顿通过实验证实了万有引力定律c 相对论的创立表明经典力学已不再适用d 爱因斯坦建立了狭义相对论 把物理学推进到高速领域 解析万有引力定律是牛顿发现的 但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的 a对 b错 相对论并没有否定经典力学 经典力学对于低速 宏观运动仍适用 c错 狭义相对论的建立 是人类取得的重大成就 从而把物理学推到更高领域 d对答案ad 典例2 真空中的光速为c 3 0 108m s 如果一个物体运动的速度为v1 2 4 108m s时 质量为3kg 当它的速度为v2 1 8 108m s时 质量为多少 从低速到高速的变化 变式2 经典力学不能适用于下列哪些运动 a 火箭的发射b 宇宙飞船绕地