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.pptVIP

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(duì)性 體會(huì)科學(xué)理論是不斷發(fā)展和完善的 牛頓運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)小于光速 4 經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系 相對(duì)論認(rèn)為 同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)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(shí)是固定不變的 但相對(duì)論中 它們會(huì)隨速度而發(fā)生變化 無(wú)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(shí)還具有波動(dòng)性 它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明 而能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 只適用于運(yùn)動(dòng) 不適用于運(yùn)動(dòng) 只適用于世界 不適用于世界 溫馨提示相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn) 并未說(shuō)明經(jīng)典力學(xué)失去了意義 只是說(shuō)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(qiáng)引力1915年 愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了廣義相對(duì)論 這是一種新的時(shí)空與引力的理論 在強(qiáng)引力的情況下 牛頓引力理論當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速c 3 108m s 時(shí) 相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論 當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即 普朗克常量 6 63 10 34j s 可以忽略不計(jì)時(shí) 量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論 不再適用 沒(méi)有區(qū)別 沒(méi)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(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)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(duì)物理規(guī)律的影響 對(duì)低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來(lái)處理 對(duì)高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 經(jīng)典力學(xué)已不再適用 需要用相對(duì)論知識(shí)來(lái)處理 二 經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)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(duì)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(rèn)為經(jīng)典力學(xué)理論是狹義相對(duì)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(yùn)動(dòng)的宏觀物體 而它在強(qiáng)引力作用下 或高速運(yùn)動(dòng)或微觀世界不適用 2 近期建立的相對(duì)論原理及量子力學(xué)是一種全新的時(shí)空與引力理論 它并沒(méi)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(shí)間和空間互不相干 它們的存在和測(cè)量均與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) 故有v船岸 v船水 v水岸 但相對(duì)論認(rèn)為 速度總與位移及時(shí)間間隔的測(cè)量相聯(lián)系 因而上式不成立 牛頓的萬(wàn)有引力定律認(rèn)為 物體間的距離減半 引力增到原來(lái)的四倍 即符合 平方反比 規(guī)律 愛(ài)因斯坦引力理論表明 物體間的距離減小時(shí) 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(jì)以來(lái) 人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實(shí) 而經(jīng)典力學(xué)卻無(wú)法解釋 經(jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 只適用于宏觀物體 一般不適用于微觀粒子 這說(shuō)明 a 隨著認(rèn)識(shí)的發(fā)展 經(jīng)典力學(xué)已成了過(guò)時(shí)的理論b 人們對(duì)客觀事物的具體認(rèn)識(shí)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(kuò)展認(rèn)識(shí) 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(duì)論 量子力學(xué)的理解 解析人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)要受到所處的時(shí)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(kuò)展自己的認(rèn)識(shí) 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(duì)原來(lái)科學(xué)的全盤否定 只能認(rèn)為過(guò)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(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn) 說(shuō)明人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍 經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)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(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí) 推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命 促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步 下列表述正確的是 a 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律b 牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了萬(wàn)有引力定律c 相對(duì)論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用d 愛(ài)因斯坦建立了狹義相對(duì)論 把物理學(xué)推進(jìn)到高速領(lǐng)域 解析萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的 但在實(shí)驗(yàn)室里加以驗(yàn)證是卡文迪許進(jìn)行的 a對(duì) b錯(cuò) 相對(duì)論并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué) 經(jīng)典力學(xué)對(duì)于低速 宏觀運(yùn)動(dòng)仍適用 c錯(cuò) 狹義相對(duì)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(duì)答案ad 典例2 真空中的光速為c 3 0 108m s 如果一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度為v1 2 4 108m s時(shí) 質(zhì)量為3kg 當(dāng)它的速度為v2 1 8 108m s時(shí) 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(yùn)動(dòng) a 火箭的發(fā)射b 宇宙飛船繞地