牛顿力学的局限性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,静力学（描述静止物体）,运动学（描述物体运动）,动力学（描述物体受力作,用下的运动）,经典力学,（牛顿力学）,一、,经典力学简介,1,模块分类,牛顿,伽利略、第谷,哥白尼、亚里士多德,笛卡尔、胡克、哈雷等,牛顿所说：“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,开普勒,亚里士多德,伽利略,笛卡尔,牛顿,经验主义：必须有力作用在物体上,物体才能运动,理想实验（斜面）：,物体保持运动不需要力维持,如果运动中物体没受到力。,将以同一速度沿以直线运动,。,牛顿定律（惯性定律，,哥白尼：日心说,第谷：,20,年精心观测数据,开普勒研究第谷数据得三个定律,胡克、哈雷进一步认识,牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力,万有引力定律,牛顿,万有引力定律,变量数学微积分,牛顿三定律,2,牛顿主要贡献,惯性系非惯性系,swf,1,、经典力学受参考系限制,在惯性系中，牛顿定律成立,;,在非惯性系中，牛顿定律不成立,.,二经典力学的局限性,2,、经典力学受速度限制,（,1,）,经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速运动的物体,（,2,）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,.,（,3,）狭义相对论,相对性原理,狭义相对论适用于高速运动的物体,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。,相对长度,爱尔兰物理学家乔治,佛兹杰拉德（,18511901,）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。,长度收缩,1.swf,长度收缩,2.swf,相对质量,物体运动时的质量与静止质量的关系,说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边看就是平抛了,你现在穿的是,25,厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人测得你穿的鞋的长度可能就只有,20,厘米了。,光速不变原理,经典力学只适用于宏观物体，不适用于微观物体,受物体大小的限制,19,世纪末,-20,世纪初，深入到微观领域，发现电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，很多情况下经典力学说明不了。,微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。,4,经典力学受强引力的限制,物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用,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,如白矮星,),，天体间的引力就趋于无穷大 ，强引力。黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力，黑洞本身的巨大质量造成空间弯曲,光之所以会被黑洞吸进去,是因为黑洞引力大造成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞里,大家都知道光只走直线,所以光并不是被引力吸进去的,而是光还是走直线,但空间扭曲而进到黑洞,打个比方,在纸上画一条线,把那张纸扭曲,但展开后它还是一条线。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。,爱因斯坦广义相对论,经典力学,狭义相对论,广义相对论,量子力学,互为补充，互不矛盾，,互不否定共同支撑起物理学科的骨架。,宏观低速,高速,微观世界,强引力,课堂小结,一、经典力学规律只能用于：惯性系,、,低速运动、宏观物体、弱引力。,惯性参考系：,凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。,所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。,所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。,二、,相对论的基本原理,1,、,相对性原理,（,1,）相对时间,（,2,）相对长度,（,3,）相对质量,2,、光速不变原理,【,例题,】,牛顿定律能适用于下列哪些情况？,A,、研究原子中电子的运动,B,、研究“神州”五号的高速发射,C,、研究地球绕太阳的运动,D,、研究飞机从深圳飞往北京的航线,【,答案,】,BCD,【,提示,】,经典力学只适用于处理,宏观,物体的,低速运动,。,经典力学的局限性,