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课件网) 第 6 节：经典力学的局限性 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。” 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？ 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 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 惠更斯 牛 顿 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 (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，形成了完整的经典力学体系。 2.经典力学的成就 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 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 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。为了解决这一矛盾，爱因斯坦于 1905 年提出了狭义相对论。 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 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 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 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 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 ... ...
