《物理必修ⅱ人教新课标6.6经典力学的局限性1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理必修ⅱ人教新课标6.6经典力学的局限性1（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1经典力学的局限性2提出问题：1、速度有无极限。 2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律 。3、时间和空间是否是绝对一成不变的 。4、牛顿建立的经典力学已相当完善，爱因斯坦为什 么还要提出相对论？相对论是否全盘否定了牛顿的 经典力学理论？3古希腊的灿烂灿烂 文化在漫长长的黑暗中世纪纪中埋 没风尘风尘 ，黯然失色。15世纪纪，文艺艺复兴兴的大 旗飘扬飘扬 在欧洲大陆陆上，自然科学获获得新的生 命，蓬勃成长长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、J. 开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰驰名于欧 洲。一场场科学革命冲破了中世纪纪封建势势力和 经经院哲学的层层罗层层罗 网，不断取得胜胜利。 牛顿顿伟伟
2、大的科学家，经经典物理学理论论 体系的建立者正是在欧洲出现现政治、经济经济 和科学文化新变变革的时时代诞诞生的。 417 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 。5经典力学中的空间和时间力学的目的在于描述物体在空间中的位置如 何随“时间”而改变这里，“位置”和“空间”应如何理解是不清楚 的设一列火车正在匀速地行驶，我站在车厢 窗口松手丢下（不是用力投掷）一块石头到路 基上.
3、 那么，如果不计空气阻力的影响，我看 见石头是沿直线落下的从人行道上观察这一 举动的行人则看到石头是沿抛物线落到地面上 的现在问：石头所经过的各个“位置”是“的确 ”在一条直线上，还是在一条抛物线上的呢？6一、对牛顿运动定律受参考系限制的认识7借助于这一实例可以清楚地知道不会有独立 存在的轨线（“路程曲线”）；而只有相 对于特定的参考物体的轨线可见，在非惯性系中，牛顿定律不再成立。8二、经典力学受速度限制的分析 伽利略和牛顿的绝对时空观认为，同一物 体运动的时间和长度（位移）在不同的参 考系中，测量结果是相同的。 牛顿力学的绝对时空观绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着 ，并由于它的本性而均匀
4、的与任何外界对象无 关的流逝着。 牛顿绝对空间，就其本质来说，独立于外界任 何事物，总是始终如一和静止不动的。 牛顿9“萨尔瓦阿弟”大 船1632年,Galileo在“萨尔瓦阿 蒂”大船上做过的实验： 伽利略相对性原 理:在彼此作匀速直线运动 的惯性系中，一切力学 现象都具有相同的规律 。10牛顿的局限1)绝对时空观认为时间与空间无关，时空与运 动无关，是绝对的物理量。2)当一些问题牛顿解释不了时，它 就只好用上帝的万能来解释，为此牛 顿花费了后半生的心血，这正是牛顿 的悲剧。111905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
5、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。12三.狭义相对论的基本原理131、相对性原理不论用什么方法都找不到绝对参照 系, 即根本不存在绝对参照系,一切惯性 系都是平权的。一切彼此作匀速直线运动的惯性 系,对于描述物理规律都是等价的。 或在所有惯性系中,物理规律都具有 相同的形式。14Einstein现代时空 的创始人这意味着绝对 时间、绝对空 间等都是错误 的。 同时的相对性1 同时的相对性215同 时 的 相 对 性 116同 时 的 相 对 性 217爱因斯坦火车:AB K系中点AB K系中点先到B点
6、再到A点同时到达A、B火车上的观测者说:光源在AB的中点,应同时到达A、B 两点,地面上的人看见先到达B点，后到A点。K系DCK系DC182、相对时间 狭义相对论认为时间不是绝对的（即固 定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观 察者所见到的）线性运动速度的加快，时间 会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论 的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带 另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上 ），随后进行比较，静止的钟表总比另一个 稍微快一点。 19时钟变慢1203、相对长度 爱尔兰物理学家乔治佛兹杰拉德（1851- 1901）提出，物质会在运动的方向上收缩（缩 小），这意味着根据一个静止观察者的观点
7、， 一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会 比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没 有什么两样。爱因斯坦指出，任何物体以光速 运动时，其长度将会缩短为零。3长度收缩1长度收缩221长度收缩122长度收缩22324相对质量物体运动时的质量与静止质量的关系252、光速不变原理对任何惯性系,在真空中沿任意方向传播的光速 都相同,且与光源的运动状态无关。 即谁测真空中的光速都是c ,与惯性系的选择及光源无关 。例：宇宙飞船以20万 km/s的速度飞行, 人在飞船上向前发一束光, 光在飞船中以光速 c 传播, 地球上的人测得光速多大？ Km/s按运动合成得:实际测得:Km/s1)爱因斯坦理论是牛顿理
8、论的发展讨论一切 物理规律力学规律2)光速不变原理适用的条件:A）惯性系；B）真空中(介质中的光速C = C/n)26“照亮我的道路,并不断给我 新的勇气去愉快地正视生活理 想的是善、是美、是真”。“人只有献身社会,才能找出那实际 上是短暂而又有风险的生命的意义”!他剖析自己的科学感受时说：Einstein 对相对论的解释:当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时, 你感觉只坐了一分钟,当你坐在火炉旁一 分钟,就好象坐了一小时,这就是相对论。“ 科学的头脑就是去怀疑, 去证实, 去发现的精神! ”Albert Einstein 世纪伟人27相对论好象是：“光彩夺目的火箭， 它在黑暗的夜空，突然划出一道
9、道 十分强烈的光辉，照亮了广阔的未 知领域。” 德布罗意 28瞬间一别路漫漫，但觉未过光速关。 钟尺合须静里用，云山偏向动中看。 时空相对非虚语，质能并增岂等闲。 权将电波传信息，只缘相见难上难。跨箭相期星际游，一别瞬息见三秋 。 动境钟尺多疑难，因果规律乃存留 。质能守恒惊人数，时空相对尽眼 收。权将光波通信息，归来尚须苦 作舟。29爱因斯坦给后人的信 一天，爱因斯坦正在撰写光电效应定律的论文， 美国总统罗斯福打来电话，让他给年后的人 们写一封信。爱因斯坦笑了，说：“总统，您真会开 玩笑，要我写些什么呢？”罗斯福非常郑重地说：“把我们这个时代人们的 思想和科学的发展，告诉年后的人们，让他 们
10、对我们有所了解。”“这样的信，即使写了也没法寄 啊！”爱因斯坦说，“没有这样的邮差。” “这个，我考虑过。”罗斯福成竹在胸，“有的。我 们给他们做一个安全固定的信箱，年后，他 们到那里去取就是了”爱因斯坦饶有兴趣地点点 头说：“还是总统有办法。” 罗斯福年任美国第届总统，业绩 辉煌。他所以叫爱因斯坦给年后的人们写信 ，要的是名人效应。爱因斯坦是伟大的科学家，在物 理学的许多方面做出了卓越的贡献，特别是相对论， 揭示了空间时间的辩证关系，无论在科学上还是在 哲学上，都具有重要的历史意义。30年月日，爱因斯坦写了致后人书 “我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可以大大地 使我们的生活轻松愉快。
11、我们利用电能横渡大洋。我们使用电 能来减轻人类的繁重的体力劳动。我们学会了飞行。我们利用 电波很容易地把消息发到全球各地去。” “但是，虽然有着这一切，我们的商品的生产和分配是完全 无组织的，人们必须生活在忧虑中，担心被人从经济生活中抛 出，失去一切。除此之外，生活在不同国家中的人们每隔一个 长短不等的时间就要进行互相杀戮，因此，每一个想到未来的 人必然都生活在经常的忧虑中。” “我相信，我们的后人将怀着一种理所当然的优越感读上面 这几行文字吧。”爱因斯坦的这封给后人的信是用特制的墨水和纸写成的。 与其它的文件一起装进一个特制的钢体里，埋入纽约当时准备 动工兴建的国际博览会建筑地基下面米的花岗岩洞内，地 面立有一碑柱，要人们在年后，即公元年取 出钢体内的东西。 爱因斯坦的致后人书，许多报刊上登过，年 后的人们如果只想读到这封信，根本用不着去碰国际博览会地 基下的那颗“定时炸弹”。
