高中物理 6.6《經(jīng)典力學(xué)的局限性》課件2 新人教版必修2.ppt

6經(jīng)典力學(xué)的局限性 1 了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就 2 知道經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍 3 了解高速和微觀世界中的奇妙物理現(xiàn)象 4 了解科學(xué)理論的相對性 體會科學(xué)理論是不斷發(fā)展和完善的 牛頓運動定律 宏觀 低速 弱引力 天體力學(xué) 接近光的速度 不變 增大 速度遠小于光速 4 經(jīng)典力學(xué)認為位移和時間的測量與參考系 相對論認為 同一過程的位移和時間的測量與參考系 在不同的參考系中 溫馨提示經(jīng)典力學(xué)中 物體的質(zhì)量大小和用時是固定不變的 但相對論中 它們會隨速度而發(fā)生變化 無關(guān) 有關(guān) 不同 二 從宏觀到微觀 電子 質(zhì)子 中子等微觀粒子不僅具有 同時還具有波動性 它們的運動規(guī)律很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來說明 而能夠正確地描述微觀粒子的運動規(guī)律 經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 只適用于運動 不適用于運動 只適用于世界 不適用于世界 溫馨提示相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn) 并未說明經(jīng)典力學(xué)失去了意義 只是說明各有一定的適用范圍 粒子性 量子力學(xué) 低速 高速 宏觀 微觀 三 從弱引力到強引力1915年 愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對論 這是一種新的時空與引力的理論 在強引力的情況下 牛頓引力理論當(dāng)物體的運動速度遠小于光速c 3 108m s 時 相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論 當(dāng)另一個重要常數(shù)即 普朗克常量 6 63 10 34j s 可以忽略不計時 量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論 不再適用 沒有區(qū)別 沒有區(qū)別 一 從低速到高速引起的物理規(guī)律的變化 低速與高速的概念 1 低速 通常所見物體的運動 如行駛的汽車 發(fā)射的導(dǎo)彈 人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體的運動皆為低速運動物體 2 高速 有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近 這樣的速度稱為高速 速度對物理規(guī)律的影響 對低速運動問題 一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理 對高速運動問題 經(jīng)典力學(xué)已不再適用 需要用相對論知識來處理 二 經(jīng)典力學(xué)與相對論 量子理論的關(guān)系 兩種理論是歷史發(fā)展的不同產(chǎn)物在歷史發(fā)展的不同階段 人類建立了經(jīng)典力學(xué)和相對論 量子力學(xué)兩套物理學(xué)理論 經(jīng)典力學(xué)理論不可能窮盡一切真理 必有其局限性 現(xiàn)在可認為經(jīng)典力學(xué)理論是狹義相對論和量子理論的特例 兩種理論的適用范圍不同 1 經(jīng)典力學(xué)理論適用于弱引力作用下 低速運動的宏觀物體 而它在強引力作用下 或高速運動或微觀世界不適用 2 近期建立的相對論原理及量子力學(xué)是一種全新的時空與引力理論 它并沒有否定經(jīng)典力學(xué)理論 是在經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上加以完善 適用范圍更廣 更全面 小船在河中順流而下 在經(jīng)典力學(xué)中 時間和空間互不相干 它們的存在和測量均與運動無關(guān) 故有v船岸 v船水 v水岸 但相對論認為 速度總與位移及時間間隔的測量相聯(lián)系 因而上式不成立 牛頓的萬有引力定律認為 物體間的距離減半 引力增到原來的四倍 即符合 平方反比 規(guī)律 愛因斯坦引力理論表明 物體間的距離減小時 它們間的引力比 平方反比 規(guī)律增加得更快 距離越小 這種差別就越大 典例1 20世紀以來 人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實 而經(jīng)典力學(xué)卻無法解釋 經(jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的低速運動問題 不能用來處理高速運動問題 只適用于宏觀物體 一般不適用于微觀粒子 這說明 a 隨著認識的發(fā)展 經(jīng)典力學(xué)已成了過時的理論b 人們對客觀事物的具體認識在廣度上是有局限性的c 不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律d 人們應(yīng)當(dāng)不斷擴展認識 在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律 經(jīng)典力學(xué)與相對論 量子力學(xué)的理解 解析人們對客觀世界的認識要受到所處的時代的客觀條件和科學(xué)水平的制約 所以形成的看法也都具有一定的局限性 人們只有不斷擴展自己的認識 才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律 新的科學(xué)的誕生并不意味著對原來科學(xué)的全盤否定 只能認為過去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形 答案bcd借題發(fā)揮相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn) 說明人類對自然界的認識更加廣泛和深入 而不表示經(jīng)典力學(xué)已失去了意義 它只是使人們認識到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍 經(jīng)典力學(xué)是相對論 量子力學(xué)的特例 變式1 物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識 推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命 促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步 下列表述正確的是 a 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律b 牛頓通過實驗證實了萬有引力定律c 相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用d 愛因斯坦建立了狹義相對論 把物理學(xué)推進到高速領(lǐng)域 解析萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的 但在實驗室里加以驗證是卡文迪許進行的 a對 b錯 相對論并沒有否定經(jīng)典力學(xué) 經(jīng)典力學(xué)對于低速 宏觀運動仍適用 c錯 狹義相對論的建立 是人類取得的重大成就 從而把物理學(xué)推到更高領(lǐng)域 d對答案ad 典例2 真空中的光速為c 3 0 108m s 如果一個物體運動的速度為v1 2 4 108m s時 質(zhì)量為3kg 當(dāng)它的速度為v2 1 8 108m s時 質(zhì)量為多少 從低速到高速的變化 變式2 經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運動 a 火箭的發(fā)射b 宇宙飛船繞地