6.6《经典力学的局限性》.ppt

第六章万有引力定律,第6节：经典力学的局限性,孝义市实验中学校,孝义市实验中学校,1.知道牛顿运动定律的适用范围。2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。3.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。,孝义市实验中学校,自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律的正确性。但是，经典力学也不是万能的，向其他科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这方面的知识。通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。,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。,著名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。”,孝义市实验中学校,像一切科学一样，它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”。那么经典力学在什么范围内适用呢？又有怎样的局限性呢？,孝义市实验中学校,一.经典力学的发展历程,孝义市实验中学校,1.请分析比较下列科学家对经典力学的贡献,观察、思维、推理,观察实验、假设、数学推理三者相结合,两个反面结论：力是维持物体运动的原因重物体比轻物体下落得快,自由落体运动规律力学相对性原理,实验观察、数学推理,惯性定律,实验、数学推理,制成了世界上第一架计时摆钟测量出重力加速度的值,归纳与演绎、综合与分析、实验观察,三大运动定律万有引力定律,孝义市实验中学校,(1)实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。(2)确定了自然科学应有的基本特征。(3)将“实验和数学”相结合的方法推广到物理学的各个分支，形成了完整的经典力学体系。,2.经典力学的成就,孝义市实验中学校,相对的,绝对的（不变）,绝对的,与运动无关，绝对的,与运动无关，不变的,相对的,与运动有关，相对的,随速度增大而增大,二、经典时空观与相对论时空观,孝义市实验中学校,牛顿说：如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。,孝义市实验中学校,创立狭义相对论,阿尔伯特爱因斯坦,19世纪末科学家们发现，当研究有关光的问题时，用经典物理的理论解释一些相关现象，就会产生尖锐的矛盾。为了解决这一矛盾，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论。,孝义市实验中学校,伦琴,汤姆生,贝克勒耳,第二次革命的导火索，是物理学史上的三大发现：伦琴发现X射线、汤姆生发现、贝克勒耳发现天然放射线，使物理学的研究从宏观领域进入了微观世界。,从宏观到微观,孝义市实验中学校,人们发现，微观粒子所表现出的现象用经典物理理论根本无法解释。为了克服这一困难，德国物理学家普朗克大胆提出了量子的观点，爱因斯坦等物理学家又将量子论进一步丰富、发展，形成了现代量子力学理论。,量子力学创立,普朗克,孝义市实验中学校,1.高速的概念所谓高速，就是指运动速度接近于真空中的光速。2.在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而增大。即3.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动。,三、从低速到高速,孝义市实验中学校,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，其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.经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界。,四、从宏观到微观,孝义市实验中学校,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，与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合的很好。2.经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。,五、从弱引力到强引力,孝义市实验中学校,六、经典力学的局限性和适用范围,1.经典力学只适用于物体的低速运动(vm0，即物体质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的C.当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D.通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化,CD,孝义市实验中学校,3.关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是()A.狭义相对论和经典力学是相对立、互不相容的两种理论B.在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律C.经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D.不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的,BC,孝义市实验中学校,4.牛顿定律能适用于下列哪些情况()A.研究原子中电子的运动B.研究“神州”五号的高速发射C.研究地球绕太阳的运动D.研究飞机从深圳飞往北京的航线,BCD,孝义市实验中学校,5.两台升降机甲、乙同时自由下落。甲上的人看