第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的局限性第六節(jié)1古希臘的燦爛文化在漫長(zhǎng)的黑暗中埋沒(méi)風(fēng)塵，黯然失色。15世紀(jì)，文藝復(fù)興的大旗飄揚(yáng)在歐洲大陸上，自然科學(xué)獲得新的生命，蓬勃成長(zhǎng)。科學(xué)巨匠哥白尼、第谷、開(kāi)普勒、伽利略以及笛卡兒等先后馳名于歐洲。一場(chǎng)科學(xué)革命沖破了中世紀(jì)封建勢(shì)力和經(jīng)院哲學(xué)的層層羅網(wǎng)，不斷取得勝利。牛頓──偉大的科學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者──正是在歐洲出現(xiàn)政治、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化新變革的時(shí)代誕生的。

古希臘的燦爛文化在漫長(zhǎng)的黑暗中埋沒(méi)風(fēng)塵，黯然失色。1217世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系?？梢哉f(shuō)，這是物理學(xué)第一次偉大的綜合。牛頓建立了兩個(gè)定律，一個(gè)是運(yùn)動(dòng)定律，一個(gè)是萬(wàn)有引力定律，并發(fā)展了變量數(shù)學(xué)微積分，具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力。他開(kāi)拓了天體力學(xué)這一科學(xué)，海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)就充分顯示了這一點(diǎn)。17世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系。可以說(shuō)，這是物理學(xué)第3第六節(jié)-經(jīng)典力學(xué)的局限性ppt課件4重大成就時(shí)間阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律公元前三世紀(jì)開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)定律1609，1619伽利略闡明了運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理1632伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、慣性原理1638帕斯卡發(fā)現(xiàn)帕斯卡原理1653馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、驗(yàn)證大氣壓力1663發(fā)現(xiàn)胡克定律——彈簧彈力和形變的關(guān)系1678牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，闡明了運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律1687收集整理經(jīng)典力學(xué)發(fā)展過(guò)程中重大成就事件，并按時(shí)間順序由遠(yuǎn)及近排列，你是否發(fā)現(xiàn)取得重大成就的時(shí)間間隔越來(lái)越短？這說(shuō)明了什么？一.經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程重大成就時(shí)間阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律公元前三世紀(jì)5亞里士多德伽利略笛卡兒惠更斯牛頓國(guó)別生活年代古希臘，約公元前384～公元前322年意大利，1564～1642年法國(guó)，1596～1650年荷蘭，1629～1695年英國(guó)，1642～1727年主要的科學(xué)研究方法觀(guān)察、思維、推理觀(guān)察實(shí)驗(yàn)、假設(shè)、數(shù)學(xué)推理三者相結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀(guān)察、數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)推理歸納與演繹、綜合與分析、實(shí)驗(yàn)觀(guān)察等力學(xué)方面的主要成就兩個(gè)反面的結(jié)論：①力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。②重的物體比輕的物體下落得快。①自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律②力學(xué)相對(duì)性原理慣性定律①制成了世界上第一架計(jì)時(shí)擺鐘。②測(cè)量出重力加速度的值。①三大運(yùn)動(dòng)定律、②萬(wàn)有引力定律。請(qǐng)分析比較下列科學(xué)家對(duì)經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)亞里士多德伽利略笛卡兒惠更斯牛頓國(guó)別古希臘，約公元前384～6經(jīng)典力學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段：伽利略、牛頓時(shí)代之前。人們對(duì)力學(xué)現(xiàn)象的研究大多直接反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學(xué)之內(nèi)，物理學(xué)就整體而言還沒(méi)有成為獨(dú)立的科學(xué)。這個(gè)階段對(duì)力學(xué)作出突出貢獻(xiàn)的是阿基米德。第二階段：從伽利略到牛頓。是經(jīng)典力學(xué)從基本要領(lǐng)、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學(xué)家為經(jīng)典力學(xué)打下重要基礎(chǔ)。第三階段：牛頓之后。經(jīng)典力學(xué)又有新的發(fā)展，這一階段主要是后人對(duì)經(jīng)典力學(xué)的表述形式和應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行了拓展和完善。經(jīng)典力學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段：7二.經(jīng)典力學(xué)的偉大成就⑴把人類(lèi)對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新水平，牛頓從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一；⑵經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各門(mén)自然科學(xué)的典范；⑶經(jīng)典力學(xué)的建立對(duì)自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響：①經(jīng)典力學(xué)形成的科學(xué)研究方法的推廣應(yīng)用；②經(jīng)典力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促進(jìn)了自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展；③經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)文明的發(fā)展。二.經(jīng)典力學(xué)的偉大成就⑴把人類(lèi)對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新8經(jīng)典力學(xué)

經(jīng)典物理學(xué)體系：經(jīng)典力學(xué)，熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)伽利略生物力學(xué)熱彈性力學(xué)磁流體力學(xué)化學(xué)流體動(dòng)力學(xué)等離子體動(dòng)力學(xué)地質(zhì)力學(xué)天體力學(xué)塑性力學(xué)流體力學(xué)彈性力學(xué)剛體力學(xué)經(jīng)典力學(xué)力動(dòng)量能量經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典物理學(xué)體系：經(jīng)典9阿爾伯特·愛(ài)因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論.阿爾伯特·愛(ài)因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論.101905年，出生于德國(guó)的美籍物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（1879──1955）發(fā)表了狹義相對(duì)論。這個(gè)理論指出在宇宙中唯一不變的是光線(xiàn)在真空中的速度，其它任何事物──速度、長(zhǎng)度、質(zhì)量和經(jīng)過(guò)的時(shí)間，都隨觀(guān)察者的參考系（特定觀(guān)察）而變化。1905年，出生于德國(guó)的美籍物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（1811倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)湯姆生發(fā)現(xiàn)電子貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射線(xiàn)宏觀(guān)領(lǐng)域微觀(guān)世界倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)湯姆生發(fā)現(xiàn)電子貝克勒耳發(fā)現(xiàn)宏觀(guān)領(lǐng)域微觀(guān)世界12普朗克創(chuàng)立量子力學(xué)普朗克13

經(jīng)典物理對(duì)物理學(xué)思想和科學(xué)方法作了重點(diǎn)總結(jié)，它只適用于宏觀(guān)低速的物體；

相對(duì)論和量子論則適用于微觀(guān)高速粒子的運(yùn)動(dòng)。

因此，相對(duì)論和量子力學(xué)的建立,并不是對(duì)經(jīng)典力學(xué)的否定。經(jīng)典物理對(duì)物理學(xué)思想和科學(xué)方法作了重點(diǎn)總結(jié)，它只14三.經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍⑴經(jīng)典力學(xué)只適用于處理物體的低速運(yùn)動(dòng)（v<<c）⑵經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀(guān)領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象⑶經(jīng)典力學(xué)規(guī)律只在慣性參考系中成立——經(jīng)典力學(xué)規(guī)律只能用于宏觀(guān)、低速（與光速相比）的情形，且只在慣性參考系中成立。※牛頓運(yùn)動(dòng)定律與參考系※ 慣性參考系：凡是牛頓定律成立的參考系，稱(chēng)為慣性參考系，簡(jiǎn)稱(chēng)慣性系。①所有相對(duì)于慣性系作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的參考系都是慣性系。②所有相對(duì)于慣性系作變速運(yùn)動(dòng)的參考系都是非慣性系。三.經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍⑴經(jīng)典力學(xué)只適用于處理物體的低15選擇的參考系不同，對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述就不同：例如：讓兩小球從同一高度同時(shí)自由下落。符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律不符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律慣性系非慣性系選擇的參考系不同，對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述就不同：例如：讓兩小球從同一高16【例題】牛頓定律能適用于下列哪些情況？A.研究原子中電子的運(yùn)動(dòng)B.研究“神州”五號(hào)的高速發(fā)射C.研究地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)D.研究飛機(jī)從深圳飛往北京的航線(xiàn)【答案】BCD【提示】經(jīng)典力學(xué)只適用于處理宏觀(guān)物體的低速運(yùn)動(dòng)?！纠}】牛頓定律能適用于下列哪些情況？【答案】BCD【提示】17【例題】?jī)膳_(tái)升降機(jī)甲、乙同時(shí)自由下落甲上的人看到乙是靜止的，也就是說(shuō)，在甲看來(lái)，乙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并沒(méi)有改變，但是乙確實(shí)受到向下的地球引力。根據(jù)牛頓定律，受到外力作用的物體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變，這不是有矛盾嗎？你是如何理解的？【提示】牛頓力學(xué)規(guī)律只在慣性參考系中成立?！敬鸢浮坎幻?。牛頓力學(xué)規(guī)律只在慣性參考系中成立。經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性【例題】?jī)膳_(tái)升降機(jī)甲、乙同時(shí)自由下落甲上的人看到乙是靜止的，18檢測(cè)題

有關(guān)科學(xué)家和涉及的事實(shí)，正確的說(shuō)法是A．哥白尼創(chuàng)立了日心說(shuō)B．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律C.惠更斯解決了彈性碰撞問(wèn)題D．愛(ài)因斯坦提出了量子論(AC)檢測(cè)題有關(guān)科學(xué)家和涉及的事實(shí)，正確的說(shuō)法是19(1)相對(duì)時(shí)間狹義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間不是絕對(duì)的（即固定不變的）。愛(ài)因斯坦指出，隨著物體（觀(guān)察者所見(jiàn)到的）線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)速度的加快，時(shí)間會(huì)變慢。使用同步原子鐘已證實(shí)了這個(gè)結(jié)論的正確性，將一個(gè)鐘表留在地面上，而攜帶另一個(gè)以很快速度移動(dòng)（如在噴氣式飛機(jī)上），隨后進(jìn)行比較，靜止的鐘表總比另一個(gè)稍微快一點(diǎn)。

(1)相對(duì)時(shí)間20(2)相對(duì)長(zhǎng)度:愛(ài)爾蘭物理學(xué)家喬治·佛茲杰拉德（1851──1901）提出，物質(zhì)會(huì)在運(yùn)動(dòng)的方向上收縮（縮小），這意味著根據(jù)一個(gè)靜止觀(guān)察者的觀(guān)點(diǎn)，一枚以接近光線(xiàn)運(yùn)行的火箭所表現(xiàn)出的長(zhǎng)度會(huì)比它靜止時(shí)更短，盡管乘坐火箭的人看來(lái)并沒(méi)有什么兩樣。愛(ài)因斯坦指出，任何物體以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度將會(huì)縮短為零。(2)相對(duì)長(zhǎng)度:21(3)相對(duì)質(zhì)量：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)