6.6经典力学的局限性

假设你驾驶一辆时速为100km/h的越野车，一位乘客以相对你10km/h的速度用弹弓射击前面的岩石，那么弹珠的实际速度就应该是110km/h。如果翻开前车灯，按照常识，光速是1.079145×109km/h，加上车的运动速度，光的实际速度就应该大于1.079145×109km/h，可实际测量光速还是1.079145×109km/h，为什么同样的参考系光和弹珠得到的速度结果不同呢？6经典力学的局限性

经典力学的成就17世纪牛顿力学构成了体系。可以说，这是物理学第一次伟大的综合。牛顿建立了两个定律:一个是运动定律,一个是万有引力定律，并开展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力。他开拓了天体力学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点.经典力学的根底是牛顿运动定律，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。〞一部“未完成的交响曲〞局限性一、从低速到高速问题：1、在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？2、狭义相对论中物体的质量的表达式是怎样的？3、在经典力学和狭义相对论中，位移和时间的测量在不同参考系中有何区别？一、从低速到高速

例如：在一个无限大的光滑水平面上，有一质量为m的物体，在一个水平恒力F的作用下，从静止开始运动。根据牛顿第二定律可知物体将以加速度a=F/m做匀加速直线运动。由运动学公式可知：物体的速度v=at但现在的最大速度是光速，且现在也无法使物体运动超越这个速度，这是经典力学无法解答的。这是什么原因造成的呢？是否经典力学的错误？Fm局限性

爱因斯坦在狭义相对论中阐述了物体以接近光速运动所遵循的规律，得出了一些不同与经典力学的观念和结论。1、在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论认为：物体的质量要随物体运动速度的增大而增大，即例如：(1)v＝0．8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍，这时经典力学就不再适用了．(2)如地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，它的质量增大十分微小，可以忽略不计，经典力学完全适用。

质速关系

说明m0为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速

2、运动的物体和静止的物体相比不仅质量变了，而且沿运动方向的长度和时间都要变化，都具有相对性。二、宏观到微观

19世纪末到20世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述．20世纪20年代，建立了量子力学，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用．

经典力学一般不适用于微观粒子．普朗克提出量子力学局限性1、经典力学与行星轨道的矛盾是什么？2、由经典力学与行星轨道的矛盾说明了什么？3、经典力学与相对论及量子力学的关系是什么？三、从弱引力到强引力局限性相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义?相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义．它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动，只适用于宏观世界，不适用于微观世界。讨论与交流

经典力学是在一定条件下的相对论和量子力学的特殊情况。以牛顿运动定律为根底的经典力学的适用范围：总结经典力学只适用于解决低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子：经典力学只适用于解决弱引力问题，不能用来处理强引力问题．牛顿定律能适用于以下哪些情况？