6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性

假設(shè)你駕駛一輛時速為100km/h的越野車，一位乘客以相對你10km/h的速度用彈弓射擊前面的巖石，那么彈珠的實際速度就應(yīng)該是110km/h。如果翻開前車燈，按照常識，光速是1.079145×109km/h，加上車的運動速度，光的實際速度就應(yīng)該大于1.079145×109km/h，可實際測量光速還是1.079145×109km/h，為什么同樣的參考系光和彈珠得到的速度結(jié)果不同呢？6經(jīng)典力學(xué)的局限性

經(jīng)典力學(xué)的成就17世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系?？梢哉f，這是物理學(xué)第一次偉大的綜合。牛頓建立了兩個定律:一個是運動定律,一個是萬有引力定律，并開展了變量數(shù)學(xué)微積分，具有解決實際問題的能力。他開拓了天體力學(xué)，海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)就充分顯示了這一點.經(jīng)典力學(xué)的根底是牛頓運動定律，萬有引力定律更是樹立了人們對牛頓物理學(xué)的尊敬。著名物理學(xué)家楊振寧曾贊頌到：“如果一定要舉出某個人、某一天作為近代科學(xué)誕生的標(biāo)志，我選牛頓?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?在1687年出版的那一天。〞一部“未完成的交響曲〞局限性一、從低速到高速問題：1、在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對論中，物體的質(zhì)量有何不同？2、狹義相對論中物體的質(zhì)量的表達式是怎樣的？3、在經(jīng)典力學(xué)和狹義相對論中，位移和時間的測量在不同參考系中有何區(qū)別？一、從低速到高速

例如：在一個無限大的光滑水平面上，有一質(zhì)量為m的物體，在一個水平恒力F的作用下，從靜止開始運動。根據(jù)牛頓第二定律可知物體將以加速度a=F/m做勻加速直線運動。由運動學(xué)公式可知：物體的速度v=at但現(xiàn)在的最大速度是光速，且現(xiàn)在也無法使物體運動超越這個速度，這是經(jīng)典力學(xué)無法解答的。這是什么原因造成的呢？是否經(jīng)典力學(xué)的錯誤？Fm局限性

愛因斯坦在狹義相對論中闡述了物體以接近光速運動所遵循的規(guī)律，得出了一些不同與經(jīng)典力學(xué)的觀念和結(jié)論。1、在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不隨運動狀態(tài)改變的，而狹義相對論認為：物體的質(zhì)量要隨物體運動速度的增大而增大，即例如：(1)v＝0．8c時，物體的質(zhì)量約增大到靜止質(zhì)量的1.7倍，這時經(jīng)典力學(xué)就不再適用了．(2)如地球以v＝30km／s的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計，經(jīng)典力學(xué)完全適用。

質(zhì)速關(guān)系

說明m0為靜止質(zhì)量，m是物體速度為v時的質(zhì)量，c是真空中的光速

2、運動的物體和靜止的物體相比不僅質(zhì)量變了，而且沿運動方向的長度和時間都要變化，都具有相對性。二、宏觀到微觀

19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們相繼發(fā)現(xiàn)了電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，發(fā)現(xiàn)它們不僅具有粒子性，面且具有波動性，它們的運動規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)描述．20世紀(jì)20年代，建立了量子力學(xué)，它能夠正確地描述微觀粒子運動的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了重要作用．

經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子．普朗克提出量子力學(xué)局限性1、經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾是什么？2、由經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾說明了什么？3、經(jīng)典力學(xué)與相對論及量子力學(xué)的關(guān)系是什么？三、從弱引力到強引力局限性相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，是否表示經(jīng)典力學(xué)失去了意義?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)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：只適用于低速運動，不適用于高速運動，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。討論與交流

經(jīng)典力學(xué)是在一定條件下的相對論和量子力學(xué)的特殊情況。以牛頓運動定律為根底的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：總結(jié)經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運動問題，不能用來處理高速運動問題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問題，不能用來處理強引力問題．牛頓定律能適用于以下哪些情況？