新人教版高中物理必修2 6.6 经典力学的局限性 19张PPT
文档属性
| 名称 | 新人教版高中物理必修2 6.6 经典力学的局限性 19张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 568.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-07 19:32:00 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
从地面物体的运动到天体的运动
从大气的流动到地壳的变动
从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械
从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工具
从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……
经典力学在如此广泛的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性与经典力学的魅力。
经典力学经受了实践的检验，取得了巨大的成功
经典力学的伟大成就
1、把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿从力学上证明了自然界的统一；
2、经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各门自然科学的典范；
3、经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步具有深远影响：
①经典力学形成的科学研究方法的推广应用；
②经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促进了自然科学的进一步发展；
③经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的发展。
经典力学也不是万能的，像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。
一、从低速到高速
低速：速度远小于真空中的光速。
高速：速度与真空中的光速相接近。
一、从低速到高速
例如：
(1)v＝0.8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍，这时经典力学就不再适用了．
(2)如地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，
m=1.000000005mo，它的质量增大十分微小，可以忽略不计．
2、速度合成与参考系
一条河流中的水以相对河岸的速度V水岸流动，河中的船以相对于河水的速度V船水顺流而下．在经典力学中，船相对于岸的速度即为
V船岸=V船水+V水岸
经验告诉我们，这简直是天经地义的．但是，仔细一看，这个关系式涉及两个不同的惯性参考系，而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，正是在这种时空的观念下，上式才成立。
然而，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的，因而上式不能成立，经典力学也就不再适用了。
一、从低速到高速
一、从低速到高速
低速：速度远小于真空中的光速。
高速：速度与真空中的光速相接近。
经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动
二、从宏观到微观
19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述．
20世纪20年代，建立了量子力学，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。 经典力学一般不适用于微观粒子．
相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?
相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义．它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：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。
二、从宏观到微观
经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界
三、从弱引力到强引力
弱引力：
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统一起来．
强引力：
爱因斯坦引力理论表明，当天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为3 km，地球的引力半径为1 m)，天体间的引力就趋于无穷大．
1、实际的天文观测，行星的运行轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进．经典力学的解释令人满意吗?用什么理论来圆满地进行了解释?
按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意．
三、从弱引力到强引力
爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43’的附加值，同时还预言了光线在经过大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实．
2、何为天体的引力半径?
假定一个球形天体的质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面上的引力将会增加，当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接近的值——“引力半径”．
只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么爱因斯坦和牛顿的理论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．这就是说，在强引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
三、从弱引力到强引力
3、历史上的科学成就与新的科学成就的关系是怎样?
历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定，而是作为某些条件下的局部情形，被包括在新的科学成就之中．如：当物体的速度远小于光速c时，相对论与经典理论的结论没有区别；当另一个重要常数即“普朗克常数”h(6．63X10-34J·s)可以忽略不计时．量子力学和经典力学的结论没有区别．相对论和量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
三、从弱引力到强引力
练习1．20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了 ，改变了经典力学的一些结论．在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度增大而 。
练习2．微观粒子的运动不仅具有 性．同时具有波动性．它们的运动规律很多情况下不能用经典力学来说明．要正确描述微观粒子的运动规律，需要用 。
练习3．牛顿运动规律只适用于 物体的运动，狭义相对论阐述物体在以 的速度运动时所遵从的规律．
狭义相对论
固定不变
增大
粒子
量子力学
宏观、低速
接近光速
从低速到高速：
经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力
从宏观到微观：
从弱引力到强引力：
相对论和量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动
经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界
从地面物体的运动到天体的运动
从大气的流动到地壳的变动
从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械
从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工具
从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……
经典力学在如此广泛的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性与经典力学的魅力。
经典力学经受了实践的检验，取得了巨大的成功
经典力学的伟大成就
1、把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿从力学上证明了自然界的统一；
2、经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各门自然科学的典范；
3、经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步具有深远影响：
①经典力学形成的科学研究方法的推广应用；
②经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促进了自然科学的进一步发展；
③经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的发展。
经典力学也不是万能的，像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。
一、从低速到高速
低速：速度远小于真空中的光速。
高速：速度与真空中的光速相接近。
一、从低速到高速
例如：
(1)v＝0.8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍，这时经典力学就不再适用了．
(2)如地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，
m=1.000000005mo，它的质量增大十分微小，可以忽略不计．
2、速度合成与参考系
一条河流中的水以相对河岸的速度V水岸流动，河中的船以相对于河水的速度V船水顺流而下．在经典力学中，船相对于岸的速度即为
V船岸=V船水+V水岸
经验告诉我们，这简直是天经地义的．但是，仔细一看，这个关系式涉及两个不同的惯性参考系，而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，正是在这种时空的观念下，上式才成立。
然而，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的，因而上式不能成立，经典力学也就不再适用了。
一、从低速到高速
一、从低速到高速
低速：速度远小于真空中的光速。
高速：速度与真空中的光速相接近。
经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动
二、从宏观到微观
19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述．
20世纪20年代，建立了量子力学，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。 经典力学一般不适用于微观粒子．
相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?
相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义．它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：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。
二、从宏观到微观
经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界
三、从弱引力到强引力
弱引力：
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统一起来．
强引力：
爱因斯坦引力理论表明，当天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为3 km，地球的引力半径为1 m)，天体间的引力就趋于无穷大．
1、实际的天文观测，行星的运行轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进．经典力学的解释令人满意吗?用什么理论来圆满地进行了解释?
按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意．
三、从弱引力到强引力
爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43’的附加值，同时还预言了光线在经过大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实．
2、何为天体的引力半径?
假定一个球形天体的质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面上的引力将会增加，当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接近的值——“引力半径”．
只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么爱因斯坦和牛顿的理论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．这就是说，在强引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
三、从弱引力到强引力
3、历史上的科学成就与新的科学成就的关系是怎样?
历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定，而是作为某些条件下的局部情形，被包括在新的科学成就之中．如：当物体的速度远小于光速c时，相对论与经典理论的结论没有区别；当另一个重要常数即“普朗克常数”h(6．63X10-34J·s)可以忽略不计时．量子力学和经典力学的结论没有区别．相对论和量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
三、从弱引力到强引力
练习1．20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了 ，改变了经典力学的一些结论．在经典力学中，物体的质量是 的，而相对论指出质量随着速度增大而 。
练习2．微观粒子的运动不仅具有 性．同时具有波动性．它们的运动规律很多情况下不能用经典力学来说明．要正确描述微观粒子的运动规律，需要用 。
练习3．牛顿运动规律只适用于 物体的运动，狭义相对论阐述物体在以 的速度运动时所遵从的规律．
狭义相对论
固定不变
增大
粒子
量子力学
宏观、低速
接近光速
从低速到高速：
经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力
从宏观到微观：
从弱引力到强引力：
相对论和量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动
经典力学只适用于宏观世界，不适用于微观世界