6.6 经典力学的局限性—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)

1、经典力学的局限性【 高 中 物 理 】 【 人 教 版 必 修 2 】【第6章 万有引力与航天】引入01相对论02时空观03经典力学的速度受限04引引 入入牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什么还要提出相对论?相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论?经典力学的局限性和适用范围？0101 引入 19世纪末、20世纪初，物理学有两个发现，一是美国人迈克尔逊和莫 雷的试验，证明绝对静止的空间是不存在的。而牛顿力学的前提是物体的运动与空间和时间没有关系，即时间和空间在牛顿那里是绝对静止的。二是高温物体辐射形成的光谱分析，即黑体辐射问题。经典物理学不能解释光谱分析中所发现的现象。这两个发现使得经典

2、物理学在新的实践面前无能为力，原有的严密的体系出现了漏洞。因此被人们称为“ 物理学上空的两朵乌云”。物理学上空的两朵乌云物理学上空的两朵乌云02 相对论1905年出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特.爱因斯坦(18791955)发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯-不变的是光线在真空中的速度,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。相对论介绍相对论介绍03 时空观经典时空观经典时空观同时的绝对性；时间间隔的绝对性；空间距离的绝对性；时间、长度和质量这三 者都与参考系的运动无关。03 时空观相对论时空观相对论时空观时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关

3、。1两条基本假设(1)不同惯性参考系，物理规律相同(2)任何惯性系，光速不变2狭义相对论结论(1)同时是相对的(2)动钟变慢(3)动尺变短(4)运动的物体质量变大04 经典力学速度受限经典力学(牛顿运动定律)在低速运动的物体(低速世界)中成立(适用)。04 经典力学速度受限经典力学难以解释微观粒子的运动: 科学家们发现,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，它们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代量子力学的出现,才很好地揭示了微观世界的基本规律。经典力学(牛顿运动定律)在宏观世界中成立(适用)，微观世界不适用。牛顿的科学方法“科学足迹”中总结了牛顿的科

4、学方法，这些科学方法值得我们借鉴。 重视实验:重视实验，从归纳入手，这是牛顿科学方法论的基础。 逻辑推论:为了归纳成功,不仅需要大量的可靠资料与广博的知识，而且要有清晰的逻辑头脑。 数学归纳:事物之间的本质联系只有通过数学才能归纳为能够测量、应用和检验的公式和定律。总结经典力学只适用于低速、宏观、弱引力的情况。 当物体的速度远小于光速c时,相对论物理学和经典物理学的结论没有区别。 当另一个重要的常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。 互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。（单选（单选题题）19051905年年 爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论

5、的出发点是以两条基本假设为爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的这两条基本假设前提的这两条基本假设是是（ ）A、同时的绝对性与同时的相对性同时的绝对性与同时的相对性B B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D、相对性原理与光速不变原理相对性原理与光速不变原理【例题例题1】（单选（单选题题）19051905年年 爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的这两条基本假设前提的这两条

6、基本假设是是（ ）A、同时的绝对性与同时的相对性同时的绝对性与同时的相对性B B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D、相对性原理与光速不变原理相对性原理与光速不变原理【例题例题1】答案：D分析：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为:相对性和光速不变原理;其他内容均建立在这两点的基础之上;故选: D。（单选题（单选题）在狭义相对论中，下列说法正确的是在狭义相对论中，下列说法正确的是（ ）A A、在不同的惯性系中基本规律都是不等价的在不同的惯性系中基本规律都是不等价的B B、在真空中，光的速度与

7、光的频率、光源的运动状态在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关无关C C、在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不相同相同D D、质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的【例题例题2】（单选题（单选题）在狭义相对论中，下列说法正确的是在狭义相对论中，下列说法正确的是（ ）A A、在不同的惯性系中基本规律都是不等价的在不同的惯性系中基本规律都是不等价的B B、在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关无

8、关C C、在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不相同相同D D、质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的【例题例题2】答案：C分析：A、根据相对性原理,物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.故A错误；B、在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理，所以在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.故B正确；C、在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理故C错误.D、根据尺缩效应，在尺子长度方向上运

9、动的尺子比静止的尺子短，尺子若沿垂直于尺子方向高速运动，尺子的长度不会变化.故D错误.故选: B.（单单选题）选题）关于经典力学和狭义相对论，下面说法正确的是（ ）A A、经典力学适用于宏观、高速运动的物体B B、光速不变原理是狭义相对论基本假设之一C C、狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论D D、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，一切物理规律形式不同【例题例题3】（单单选题）选题）关于经典力学和狭义相对论，下面说法正确的是（ ）A A、经典力学适用于宏观、高速运动的物体B B、光速不变原理是狭义相对论基本假设之一C C、狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论D D

10、、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，一切物理规律形式不同【例题例题3】答案：B分析：A、经典力学只适用于宏观世界，低速运动，故A错误;B、光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故B正确;C、经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故C错误;D、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式，故D错误;故选B。（单选题）（单选题）关于狭义相对论的说法中正确的有关于狭义相对论的说法中正确的有（ ）A A、在任何惯性系中力学规律都是相同在任何惯性系中力学规律都是相同的的B B、真空中光

11、速在不同惯性系中都是相同真空中光速在不同惯性系中都是相同的的C C、在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同的的D D、只有在惯性系中一只有在惯性系中一- -切物理规律才是相同的切物理规律才是相同的【例题例题4】（单选题）（单选题）关于狭义相对论的说法中正确的有关于狭义相对论的说法中正确的有（ ）A A、在任何惯性系中力学规律都是相同在任何惯性系中力学规律都是相同的的B B、真空中光速在不同惯性系中都是相同真空中光速在不同惯性系中都是相同的的C C、在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同的的D D、只有在

12、惯性系中一只有在惯性系中一- -切物理规律才是相同的切物理规律才是相同的【例题例题4】答案：A、B、D分析:狭义相对论的两个基本假设是:光速不变原理和相对性原理;即在不同的惯性参考系中，-切物理规律都是相同的;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.故ABD正确，C错误.故选: ABD（单选题）（单选题）根据狭义相对论下列说法正确的是根据狭义相对论下列说法正确的是（ ）A A、一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短缩短B B、对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都

13、不会改变改变C C、宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了了D D、宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船 上的人观察上的人观察 飞船上的时钟变慢了飞船上的时钟变慢了【例题例题4】（单选题）（单选题）根据狭义相对论下列说法正确的是根据狭义相对论下列说法正确的是（ ）A A、一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短缩短B B、对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变改变C C、宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了了D D、宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船 上的人观察上的人观察 飞船上的时钟变慢了飞船上的时钟变慢了【例题例题4】答案：C