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1、第六章 万有引力与航天,第五节 宇宙航行,1了解经典力学的适用范围。 2了解相对论和量子力学理论。 3认识到知识的变化性与无穷性，培养 献身于科学的精神。,经典力学是以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的力学，也叫牛顿物理学。牛顿运动定律和万有引力定律 在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。,一、经典力学：,伽利略、第谷,哥白尼、亚里士多德,笛卡尔、胡克、哈雷等,牛顿所说：“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,狭义相对论阐述物体以接近光速运动时所遵从的规律。,二、从低速到高速狭义相对论的建立：,1905
2、年，爱因斯坦提出，物体高速时（接近光速），物体的质量及所占空间（如长度），物理、化学过程，生命持续时间，都与运动状态有关，时空都与运动相关联了-狭义相对论,不随运动状态改变,运动速度,参考系,参考系,随着物体速度的加快，时间会变慢。将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动，随后进行比较，地上的钟表总比快速移动的快。,物体以接近光速运行时所表现出的长度会 比它静止时更短。,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。,三、从宏观到微观量子力学的建立： 经典力学能够很精确地描述宏观物体的运动规律，但对微观粒子的波粒二象性无能为力，量子力学能够正确地描述微观粒子运动的规律性。 以
3、上事实说明，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，不适用于微观世界。,低速,高速,宏观,四、从弱引力到强引力广义相对论的建立： 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。 牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小到原来的二分之一，引力增到原来的四倍，即符合“ ”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“ ”规律增加得更快，半径越小，这种差别就越大。,平方反比,平方反比,1两种理论是历史发展的不同产物 我们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。在历史发展
4、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。,五、经典力学与相对论、量子力学的关系：,2两种理论的适用范围不同 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。 近期建立的相对论与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。 当物体的运动速度远小于光速c(3108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。当另一个重要常数即“普朗克常量”(6.631
5、034 Js)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。,经典力学,狭义相对论,广义相对论,量子力学,经典力学与相对论、量子力学互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。,宏观低速弱引力,高速,微观世界,强引力,答案：CD,3(对应要点二)下列说法中正确的是 ( ) A经典力学适用于任何情况下的任何物体 B狭义相对论否定了经典力学 C量子力学能够描述微观粒子运动的规律性 D万有引力定律也适用于强相互作用力 解析：经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，A是错误的；狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，B错误；量子力学正确的描述了微观
6、粒子运动的规律性，C是正确的；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，D是错误的。 答案：C,4(对应要点二)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,解析：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,(1)在经典力学中，认为物体的质量是固定不变的，不随物体运动速度而改变，但爱因斯坦狭义相对论认为物体的质量是随物体运动速度的增大而增大的。 (2)经典力学适用于低速，不适用于高速，适用于宏观，不适用于微观，适用于弱引力作用，不适用于强引力作用。 (3)相对论与量子力学都没否定经典力学，只认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形。,作业,课本53页“问题与练习”第2题，课时作业126页第10 题，127页第12题。,
