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课件网) 第六章 万有引力与航天 经典力学的局限性 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、经典力学模块分类： 牛顿 万有引力定律 变量数学微积分 牛顿三定律 牛顿主要贡献 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，加速度定律，作用反作用定律） 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 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 经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更确立了牛顿的地位，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，经受实践检验。著名物理学家杨振宁赞颂到：“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年出版的那天。” 低速世界(经典力学) 高速世界（相对论） 二、经典力学的困境： 在宏观低速的世界：一切都理所当然？ 宏观物体低速运动（远小于光速），经典力学完全适用。 时间和空间没有联系，相互独立，与物体及其运动状态都没有关系。 当一些问题(如微观领域的深入)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。 物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。 高速世界（接近光速） 随着物体线性运动速度的加快，时间会变慢。将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动，随后进行比较，地上的钟表总比快速移动的快。 物体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。 物体的质量随速度的增大而增大 1905年，爱因斯坦提出，物体高速时（接近光速），物体所占空间（如长度），物理、化学过程，生命持续时间，都与运动状态有关，时空都与运动相关联了--狭义相对论 趣例： 当你驾驶飞快的汽车通过一个门洞时，从你的角度来看这段距离要比实际距离短得多。这种情况在日常生活中经常被忽略不被注意是因为物体运动速度都很慢，长度收缩现象不明显。 屋子中有两盏灯，A站在两盏灯中间，B以一定速度踩着滑板向一盏灯运动正好到达中间。当两灯同时打开时A看到的现象是两灯同时亮，而B看到的却是面对他的那盏先亮，背对他的那盏后亮。 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。 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 按照狭义相对论，不仅“同时”是相对的，有时候，甚至事情的先后也都是相对的。举一个例子，一节长为10米的列车，A在车后部，B在车前部。当列车以0.6c的高速度通过一个站台的时候,突然站台上的人看到A先向B开枪,过了12.5毫微秒,B又向A发射。因而站台上的人作证：这场枪战是由A挑起的。但是，车上的乘客却提供相反的情况，他们说，是B先开枪，过了10毫微秒，A才动手。事件是由B发动的。 到底是谁先动手呢？没有绝对的答案。在这个具体事件中，谁先谁后是有相对性的。在列车参考系中，B先A后，而在车站参考系中则是A先B后。甚至于飞船上的人可能会看到你先把苹果吃了，再看到苹果掉在了地上。 不敢相信图中的横线是平行的，不过它就是平行的 两个位于中心 ... ...
