高中物理新课标人教版教学课件：第6章6 经典力学的局限性 27页

6 经典力学的局限性 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 。 重 大 成 就 时 间 阿基米德发现浮力定律 公元前三世纪 开普勒发现行星运动定律 1609，1619 伽利略阐明了运动的相对性原理 1632 伽利略发现了自由落体运动规律、惯性原理 1638 帕斯卡发现帕斯卡原理 1653 马德堡半球实验：验证大气压力 1663 发现胡克定律——弹簧弹力和形变的关系 1678 牛顿发表《自然哲学的数学原理》，阐明了运动定律和万有引力 定律 1687 一.经典力学的发展历程 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 惠更斯 牛顿 主要科 学研究 方法 观察、思维、推 理 观察实验、假 设、数学推理 三者相结合 实验观察、 数学推理 实验、数学 推理 归纳与演绎、 综合与分析、 实验观察 力学方 面的主 要成就 两个反面结论： ①力是维持物体 运动的原因。② 重物体比轻物体 下落得快。 ①自由落体运 动规律。 ②力学相对性 原理。 惯性定律 ①制成了世 界上第一架 计时摆钟。 ②测量出重 力加速度的 值。 ①三大运动定 律。②万有引 力定律。 （1）请分析比较下列科学家对经典力学的贡献 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 光速 同时 时间与空间 质量 经典时空观 狭义相对论时空观 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 牛顿 伽利略、第谷 哥白尼、亚里士多德 笛卡尔、胡 克、哈雷等 牛顿说：如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。 经 典 力 学 金 字 塔 的 建 立 开普勒 阿尔伯特·爱因斯坦 创立狭义相对论 伦琴发现X射线 汤姆生发现电子 贝克勒耳发现天然放射线 普朗克创立量子力学 (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。 0 2 1 mm v c       三、从低速到高速 (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 (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 六、经典力学的局限性和适用范围 ⑴经典力学只适用于物体的低速运动（v <0时，物体的质量为m>m0，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 0 2 1 mm v c       CD 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 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 5.两台升降机甲、乙同时自由下落。甲上的人看到乙是 静止的，也就是说，在甲看来，乙的运动状态并没有改 变，但是乙确实受到向下的地球引力。根据牛顿定律， 受到外力作用的物体，其运动状态一定会改变，这不是 有矛盾吗？你是如何理解的？ 答案：不矛盾。牛顿力学规律只在惯性参考系中成立。 1.从低速到高速：经典力学适用于低速; 2.从宏观到微观：经典力学适用于宏观; 3.从弱力到强力：经典力学适用于弱力。