《2018版高中物理6.6经典力学的局限性课件新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中物理6.6经典力学的局限性课件新人教版必修2（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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质量变化。,一,二,三,在低速运动中,物体的质量增大十分微小,可以忽略,经典力学完全适用。但如果物体的速度接近光速,物体的质量明显增大,经典力学就不适用了。 2.在牛顿看来,位移和时间的测量与参考系无关,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的。,一,二,三,二、从宏观到微观 1.19世纪末20世纪初,物理学研究深入到微观世界,发现了电子、质子、中子等微观粒子,而且发现它们不仅具有粒子性,同时还具有波动性。20世纪20年
2、代,量子力学建立,它能够正确地描述微观粒子运动的规律性,并在现代科学技术中发挥了重要作用。 2.经典力学的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。,一,二,三,三、从弱引力到强引力 爱因斯坦的广义相对论说明:在强引力的作用下,牛顿引力理论将不再适用。,一,二,三,四,一、认识经典力学的局限性 我们应该认识到人类对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻,从片面到全面,一步步深入,一步步完善的,所以理论的完善也需要一个过程,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。 1.宏观物体与微观粒子行为的差异: 宏观
3、物体具有粒子性。 微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性,又称波粒二象性。 2.经典力学理论的适用范围:弱引力,低速运动的宏观物体。 温馨提示相对论和量子力学的出现,并不说明经典力学失去了意义,只是说明各有一定的适用范围。,一,二,三,四,二、经典力学与相对论、量子力学的比较 1.经典力学适用于低速运动的物体,不适用于高速(接近光速)运动的物体,狭义相对论阐述物体在以接近光的速度运动时所遵从的规律。 2.经典力学适用于宏观世界,一般不适用于微观粒子,而量子力学则能够正确描述微观粒子的运动规律。 3.在弱引力的情况下,牛顿万有引力定律与实验结果符合得很好,而在强引力的情况下,万有引力定律不再适
4、用。而爱因斯坦的广义相对论则能够解释强引力情况下的作用规律。 4.相对论和量子力学并没有否定经典力学,经典力学是二者在一定条件下的特殊情形。,一,二,三,四,温馨提示经典力学的适用范围是宏观、低速、弱引力等,但对于微观、高速、强引力问题却不适用。量子力学则能够正确描述微观粒子的运动规律,而高速、强引力问题则要用相对论去解释。,一,二,三,四,三、从低速到高速引起的变化 1.低速与高速的概念: 通常所见物体的运动皆为低速运动,如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等。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。,一,二,三,四,3.速度合成与两个公设: 在经典力
5、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。但在两个不同参考系中,速度总与位移及时间间隔的测量相联系,因而上式不成立。1905年,爱因斯坦提出了两个公设(狭义相对论的基础)。 (1)相对性原理:物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式。 (2)光速不变原理:在一切惯性参考系中,测量到的真空中的光速c都一样。,一,二,三,四,四、对两种时空观的认识 时空是对物质存在及运动的描述。其中,时间描述物质运动的持续性,空间描述物质存在的广延性。 1.经典力学的时空观认为时间就其本质而言,是永远均匀地流逝,与任何外界无关。空间就其本质而言是与任何外界事物无关的,它
6、从不运动,并且永远不变。也称为绝对时空观。 2.相对论时空观认为时间和空间是相互联系、相互影响的,并且与物质的存在及运动密切相关。例如: (1)运动的时钟变慢; (2)运动的尺子变短;,一,二,三,四,类型一,类型二,【例题1】 (多选)关于经典力学和狭义相对论,以下说法中正确的是( ) A.经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动(速度接近真空中的光速) B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近真空中的光速),不适用于低速运动 C.经典力学既适用于低速运动,也适用于高速运动(速度接近真空中的光速) D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近真空中的光速),也适用于低速运动,类型一,类型二,解
7、析:狭义相对论既适用于高速运动的物体,也适用于低速运动的物体;经典力学是狭义相对论在一定条件下的特殊情形,只适用于低速运动的物体。 答案:AD 题后反思要比较经典力学和相对论的区别,关键不但要知道各自的适用范围,还要区分开两个速度:速度远小于真空中光速的,称为低速;速度接近于真空中光速的,称为高速。,类型一,类型二,【例题2】 一个原来静止的电子,经电压加速后,获得的速度为v=6106 m/s。问电子的质量增大了还是减小了?改变了百分之几? 点拨:由爱因斯坦相对论可知,当物体的运动速度接近光速时,质量变化明显,而且越接近光速越显著。,类型一,类型二,答案:增大了 0.02% 题后反思只有在速度非常大的情况下,相对论效应才明显;在低速时,相对论效应很不明显,可忽略不计。,
