6.6《经典力学的局限性》

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1、第六章万有引力定律第6节：经典力学的局限性孝义市实验中学校孝义市实验中学校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.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。孝义市实验中学校自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律的正确性。但是，经典力学也不是万能的，向其他科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了

2、解这方面的知识。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。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。经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。著名物理学家杨振宁曾赞颂到：“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。”孝义市实验中学校像一切科学一样，它没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的

3、局限性。它像一切科学理论一样，是一部“未完成的交响曲”。那么经典力学在什么范围内适用呢？又有怎样的局限性呢？孝义市实验中学校一.经典力学的发展历程重大成就时间阿基米德发现浮力定律公元前三世纪开普勒发现行星运动定律1609，1619伽利略阐明了运动的相对性原理1632伽利略发现了自由落体运动规律、惯性原理1638帕斯卡发现帕斯卡原理1653马德堡半球实验：验证大气压力1663发现胡克定律——弹簧弹力和形变的关系1678牛顿发表《自然哲学的数学原理》，阐明了运动定律和万有引力定律1687孝义市实验中学校亚里士多德伽利略笛卡尔惠更斯牛顿

4、主要科学研究方法力学方面的主要成就1.请分析比较下列科学家对经典力学的贡献观察、思维、推理观察实验、假设、数学推理三者相结合两个反面结论：①力是维持物体运动的原因②重物体比轻物体下落得快①自由落体运动规律②力学相对性原理实验观察、数学推理惯性定律实验、数学推理①制成了世界上第一架计时摆钟②测量出重力加速度的值归纳与演绎、综合与分析、实验观察①三大运动定律②万有引力定律孝义市实验中学校(1)实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。(2)确定了自然科学应有的基本特征。(3)将“实验和数学”相结合的方法推广到物理学的各个分支，形成了完

5、整的经典力学体系。2.经典力学的成就孝义市实验中学校经典时空观狭义相对论时空观光速同时时间与空间质量相对的绝对的（不变）绝对的与运动无关，绝对的与运动无关，不变的相对的与运动有关，相对的随速度增大而增大二、经典时空观与相对论时空观孝义市实验中学校牛顿说：如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。经典力学金字塔的建立牛顿伽利略、第谷哥白尼、亚里士多德笛卡尔、胡克、哈雷等开普勒孝义市实验中学校创立狭义相对论阿尔伯特·爱因斯坦19世纪末科学家们发现，当研究有关光的问题时，用经典物理的理论解释一些相关现象，就会产生尖锐的矛盾。为了解决这

6、一矛盾，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论。孝义市实验中学校伦琴汤姆生贝克勒耳第二次革命的导火索，是物理学史上的三大发现：伦琴发现X射线、汤姆生发现、贝克勒耳发现天然放射线，使物理学的研究从宏观领域进入了微观世界。从宏观到微观孝义市实验中学校人们发现，微观粒子所表现出的现象用经典物理理论根本无法解释。为了克服这一困难，德国物理学家普朗克大胆提出了量子的观点，爱因斯坦等物理学家又将量子论进一步丰富、发展，形成了现代量子力学理论。量子力学创立普朗克孝义市实验中学校1.高速的概念所谓高速，就是指运动速度接近于真空中的光速。2.在经典力

7、学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而增大。即3.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动。三、从低速到高速孝义市实验中学校1.宏观世界粒子的运动特点粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规律，应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置。2.微观粒子的运动特点就单个粒子来说，其运动没有确定的运动轨迹，微观粒子既有粒子性，又有波动性。3.经典力学只适用于宏观世界不适用于微观世界。四、从宏观到微观孝义市实验中学校1.经典力学与行星轨道的矛盾按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或

8、圆做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动。实际观测到的水星的运动情况，与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合的很好。2.经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。五、从弱引力到强引力孝义市实验中