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1、6.6-经典力学的局限性教学目标知识与技能1．知道牛顿运动定律的适用范围．2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用．3.知道相对论、量子力学和经典力学的关系.过程与方法通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的．情感、态度与价值观通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神．我们认识物理这门学科，已经有两年半了，同学们，你有没有意识到自己是幸运的？我们从一
2、开始就被直接带入了这座宏伟壮丽的物理学大厦。而这座大厦是由一大批杰出的物理学家前赴后继、呕心沥血构建而成的。今天，我们在了解物理学发展过程当中，也结识几个早就和我们所学的知识一同陪伴在我们身边的物理学界的伟大人物。经典力学发展的三个阶段第一阶段：伽利略、牛顿时代之前。人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学。这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基米德。第二阶段：从伽利略到牛顿。是经典力学从基本要领、基本定律到建成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科
3、学家为经典力学打下重要基础。第三阶段：牛顿之后。经典力学又有新的发展，这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。二.经典力学的伟大成就⑴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；⑵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；⑶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
4、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。17世纪牛顿力学构成了体系。可以说，这是物理学第一次伟大的综合。牛顿建立了两个定律:一个是运动定律,一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力。他开拓了天体力学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点.牛顿力学的绝对时空观:伽利略和牛顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的.牛顿的局限1)绝对时空观认为时间与空间无关，时空与运动无关，是绝对的物理量。2)
5、当一些问题牛顿解释不了时，它就只好用上帝的万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。1905年，爱因斯坦（1879─1955）发表了狭义相对论:在宇宙中唯一不变的是光在真空中的速度，其它任何事物─速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。三、狭义相对论的基本原理（1）相对时间狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很
6、快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。1、相对性原理（1）相对时间1、相对性原理（2）相对长度爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(1851─1901)提出，物质会在运动的方向上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察者的观点，一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，其长度将会缩短为零。1、相对性原理（2）相对长度1、相对性原理（3）相对质量物体运动时的质量与静止质量的关系1、相对性原理2、光
7、速不变原理对任何惯性系,在真空中沿任意方向传播的光速都相同,且与光源的运动状态无关。即谁测真空中的光速都是c,与惯性系的选择及光源无关。例：宇宙飞船以20万km/s的速度飞行,人在飞船上向前发一束光,光在飞船中以光速c传播,地球上的人测得光速多大？万Km/s按运动合成得:实际测得:万Km/s爱因斯坦理论是牛顿理论的发展注意一切物理规律力学规律“照亮我的道路,并不断给我新的勇气去愉快地正视生活理想的是善、是美、是真”。他剖析自己的科学感受时说：Einstein对相对论的解释:当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时
8、,你感觉只坐了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟,就好象坐了一小时,这就是相对论。“科学的头脑就是去怀疑,去证实,去发现的精神!”AlbertEinstein世纪伟人相对论好象是：“光彩夺目的火箭，它在黑暗的夜空，突然划出一道道十分强烈的光辉，照亮了广阔的未知领域。”——德布罗意因此，当物体的速度远小于真空中的光速时，经典力学完全适用；当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了。四、经典力学难以解释微观粒子的运动科学家们发现，电子、
