高中物理（新人教必修二）：第六章 6《經(jīng)典力的局限性》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 6 經(jīng)典力學(xué)的局限性 1 經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律在 弱引力的廣闊領(lǐng)域 包括 的研究中 經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn) 取得了巨大的成就 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 宏觀 低速 天體力學(xué) 2 在經(jīng)典力學(xué)中 物體的質(zhì)量是 的 而狹義相對(duì)論指出 質(zhì)量要隨物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而 公式為 不變 增大 3 1915年 愛因斯坦創(chuàng)立了 這是一種新的時(shí)空與引力理論 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)小于光速時(shí) 相對(duì)論與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論 當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即 普朗克常數(shù) 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 相對(duì)論與量子力學(xué)都沒有否定經(jīng)典力學(xué) 而是認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)是在一定條件下的近似 廣義相對(duì)論 不適用 沒有區(qū)別 沒有區(qū)別 知識(shí)點(diǎn) 牛頓定律的經(jīng)典性和局限性 歐洲核子研究中心曾在2011年宣布發(fā)現(xiàn)了速度大于光速的粒子 這在科學(xué)界引起了不小的轟動(dòng) 但次年2月 研究人員在對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)重新進(jìn)行測(cè)試后 揪出了兩個(gè)疑似故障 則這一結(jié)果很有可能是在實(shí)驗(yàn)存在異常因素的情況下所得到的 根據(jù)愛因斯坦提出的狹義相對(duì)論 任何物體的速度都不可能超過光速 如果超光速粒子被證實(shí)存在 那么支撐現(xiàn)代物理學(xué)的相對(duì)論將會(huì)被顛覆 不過目前尚無法下定論 一切仍待進(jìn)一步求證 這也是對(duì)待科學(xué)應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)和質(zhì)疑態(tài)度 討論 光速 參考系 空間 時(shí)間 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 1 狹義相對(duì)論闡述物體在以速度接近 運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的規(guī)律 2 狹義相對(duì)論認(rèn)為 同一過程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同 中是不同的 3 愛因斯坦提出了一種嶄新的時(shí)空觀念 指出 和物體及其 之間相互聯(lián)系 而非獨(dú)立存在 1 經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用 經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建立了天體力學(xué) 經(jīng)典力學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合 建立了應(yīng)用力學(xué) 如水利學(xué) 材料力學(xué) 結(jié)構(gòu)力學(xué)等 從地面上各種物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng) 從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng) 從攔河筑壩 修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械 從自行車到火車 飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng) 從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈 衛(wèi)星 宇宙飛船等 所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律 2 因?yàn)槲⒂^粒子 如電子 質(zhì)子 中子 在運(yùn)動(dòng)時(shí)不僅具有粒子性 而且還具有波動(dòng)性 經(jīng)典力學(xué)不能說明這種現(xiàn)象 所以它不再適用 同時(shí)在高速運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域內(nèi) 由于物體運(yùn)動(dòng)速度太快 導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化 而經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量是不變的 所以經(jīng)典力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)也不再適用 3 量子力學(xué)的建立 并不是對(duì)經(jīng)典力學(xué)的否定 對(duì)于宏觀物體的運(yùn)動(dòng) 量子現(xiàn)象并不顯著 經(jīng)典力學(xué)仍然適用 所以現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展 并沒有使經(jīng)典力學(xué)失去價(jià)值 而是更好地完善了物理學(xué)體系 例題 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 宇宙飛船繞地球運(yùn)動(dòng)C 勇氣號(hào) 宇宙探測(cè)器D 微觀粒子的波動(dòng)性解析 經(jīng)典力學(xué)中不適用于高速物體 高速 指的是接近光速 而火箭 宇宙飛船和宇宙探測(cè)器的速度均遠(yuǎn)小于光速 對(duì)選項(xiàng)A B C所敘述的物體 經(jīng)典力學(xué)均適用 對(duì)于微觀粒子 一般情況下 經(jīng)典力學(xué)不適用 答案 D 觸類旁通 1 下列說法正確的是 B A 牛頓運(yùn)動(dòng)定律就是經(jīng)典力學(xué)B 經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律C 牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以解決自然界中的所有問題D 經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中的所有問題解析 經(jīng)典力學(xué)并不等于牛頓運(yùn)動(dòng)定律 牛頓運(yùn)動(dòng)定律只是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ) 經(jīng)典力學(xué)并非萬能 有其適用范圍 并不能解決自然界中的所有問題 也沒有哪個(gè)理論可以解決自然界中的所有問題 2 經(jīng)典力學(xué)有一定的適用范圍和局限性 下列現(xiàn)象不適合 用經(jīng)典力學(xué)描述的是 D A 飛行的子彈B 繞地球運(yùn)行的飛船C 運(yùn)行的列車D 接近光速運(yùn)動(dòng)的粒子 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全