高一物理(6.6经典力学的局限性).ppt

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1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天 第第6 6节节 经典力学的局限性经典力学的局限性 17 17 世纪牛顿力学构成了体系世纪牛顿力学构成了体系 .可以说，这可以说，这是物理学第一次伟大的综合是物理学第一次伟大的综合 .牛顿建立了两牛顿建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力实际问题的能力 .他开拓了天体力学这一科他开拓了天体力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点一点 .经典力学的适用范围：经典力学的适用

2、范围：只适用于低速运动，不适用只适用于低速运动，不适用于高速运动；于高速运动；只适用于宏观世界，不适用只适用于宏观世界，不适用于微观世界；于微观世界；只适用于弱引力情况，不适只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。用于强引力情况。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一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。质量要随物体运动速度的增大而增大。质量要随物体运动速度的增大而增大。物体的质量与运动速度的关系是物体的质量与运动速度的关系是 1.物体的质量与运动速

3、度有关物体的质量与运动速度有关 2.时间的相对性时间的相对性“钟慢效应钟慢效应”时间的相对性符合以下规律：t是运动体中的观察者观察到的时间间隔，t是地面上的观察者观察到的时间间隔。3.3.空空间间的相的相对对性性“尺尺缩缩效效应应”空空间间的相的相对对性符合以下性符合以下规规律律：LL是运动体中的观察者测得的长度，是运动体中的观察者测得的长度，L L是地面上的观察者测得的长度。是地面上的观察者测得的长度。对于高速运动需要应用爱因斯坦的相对论。当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。对于微观世界，需要应用量子力学。当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力

4、学的结论没有区别。对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论。当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。例例1：下列轨道中不可能是卫星绕地球运：下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是（行的轨道的是（）卫星是围绕地球的中心绕地球做匀速圆周运卫星是围绕地球的中心绕地球做匀速圆周运动的动的D例例2.2.人造地球卫星由于受到大气的阻人造地球卫星由于受到大气的阻力，其运行轨道半径逐渐减小，其圆力，其运行轨道半径逐渐减小，其圆轨道上相应的线速度和角速度的变化轨道上相应的线速度和角速度的变化情况是情况是 A A线速度变大，角速度变大线速度变大，角速度变

5、大 B B线速度不变，角速度变小线速度不变，角速度变小 C C线速度变小，角速度不变线速度变小，角速度不变 D D线速度变小，角速度变小线速度变小，角速度变小A3.3.宇宙飞船绕地心做半径为宇宙飞船绕地心做半径为r r的匀速圆的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为周运动，飞船舱内有一质量为m m的人站的人站在可称体重的台面上，用在可称体重的台面上，用R R表示地球的表示地球的半径，半径，g g表示地球表面处的重力加速度，表示地球表面处的重力加速度，g g表示宇宙飞船所在处的地球引力加表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，速度，N N表示人对秤的压力，下面是一表示人对秤的压力，下面是一些说法正确的是（

6、些说法正确的是（）：g g=0 =0 N=0 如地球自转速度达到使赤道上的物体“飘”起来，那么，地球上一天等于_h.（地球半径取6.4103 Km）例 41 2 3PQ例例5.5.发发射地球同步射地球同步卫卫星星时时，先将，先将卫卫星星发发射至近地射至近地圆轨圆轨道道1 1，然后，然后经经点火，使点火，使其沿其沿椭圆轨椭圆轨道道2 2运行，最后再次点火，运行，最后再次点火，将将卫卫星送入同步星送入同步圆轨圆轨道道3 3，如，如图图，则卫则卫星分星分别别在在1 1、2 2、3 3轨轨道上正常运行道上正常运行时时：(1)(1)卫星在轨道卫星在轨道3 3上的速上的速率率 轨道轨道1 1上的速率上的速

7、率 小于小于(2)(2)卫星在轨道卫星在轨道1 1上经过上经过Q Q点点的加速度的加速度 卫星在轨道卫星在轨道2 2上经过上经过Q Q点加速度。点加速度。等于等于6.某行星的质量是某行星的质量是M，半径为，半径为R.在行在行星表面上，有一质量为星表面上，有一质量为m的物体，的物体，（1）行星对它的万有引力多大？）行星对它的万有引力多大？（2）若将该物体在行星表面）若将该物体在行星表面h处由处由静止释放，经多长时间物体落到行星静止释放，经多长时间物体落到行星表面上？表面上？（3）已知该行星的自转周期为）已知该行星的自转周期为T，求它的同步卫星离行星的高度？求它的同步卫星离行星的高度？(万有引力常量万有引力常量G已知）。已知）。例例7.7.在天体运动中，将两颗彼此距离较近，且相互绕行的行星称为双星已知两行星质量分别为M1和M2，它们之间距离为L，求各自运转半径和角速度为多少？M1M2