经典力学的成就与局限性课件.pptx

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1、5.1经典力学的成就与经典力学的成就与局限性局限性问题：问题：1.速度有无极限？速度有无极限？2.微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律？微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律？3.时间和空间是否是绝对一成不变的？时间和空间是否是绝对一成不变的？4.牛顿建立的经典力学已相当完善，爱因斯坦为什么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？力学理论？对建立经典力学作出重要贡献的科学家对建立经典力学作出重要贡献的科学家哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼 伽利略伽利略伽利略伽利略 笛卡尔笛卡尔笛卡尔笛

2、卡尔 惠更斯惠更斯惠更斯惠更斯 开普勒开普勒开普勒开普勒牛顿牛顿牛顿牛顿建的经典力学体系建的经典力学体系建的经典力学体系建的经典力学体系经经典典力力学学的的发发展展过过程程17 17 世世世世纪纪纪纪牛牛牛牛顿顿顿顿力力力力学学学学构构构构成成成成了了了了体体体体系系系系。可可可可以以以以说说说说，这这这这是是是是物物物物理理理理学学学学第第第第一一一一次次次次伟伟伟伟大大大大的的的的综综综综合合合合。牛牛牛牛顿顿顿顿建建建建立立立立了了了了两两两两个个个个定定定定律律律律，一一一一个个个个是是是是运运运运动动动动定定定定律律律律，一一一一个个个个是是是是万万万万有有有有引引引引力力力力定定定

3、定律律律律，并并并并发发发发展展展展了了了了变变变变量量量量数数数数学学学学微微微微积积积积分分分分，具具具具有有有有解解解解决决决决实实实实际际际际问问问问题题题题的的的的能能能能力力力力。他他他他开开开开拓拓拓拓了了了了天天天天体体体体力力力力学学学学这这这这一一一一科科科科学学学学，海海海海王王王王星星星星和和和和冥冥冥冥王王王王星星星星的的的的发现就充分显示了这一点发现就充分显示了这一点发现就充分显示了这一点发现就充分显示了这一点 。经经典典力力学学的的发发展展过过程程经典力学经典力学力力动量动量能量能量生物力学生物力学热弹性力学热弹性力学磁流体力学磁流体力学化学流体动力学化学流体动力

4、学等离子体动力学等离子体动力学地质力学地质力学天体力学天体力学塑性力学塑性力学流体力学流体力学弹性力学弹性力学刚体力学刚体力学经经典典力力学学的的发发展展过过程程伽利略、第谷伽利略、第谷伽利略、第谷伽利略、第谷哥白尼、亚里士多德哥白尼、亚里士多德笛卡尔、胡克、笛卡尔、胡克、哈雷等哈雷等如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。牛顿牛顿牛顿牛顿经经经经典典典典力力力力学学学学金金金金字字字字塔塔塔塔的的的的建建建建立立立立开普勒开普勒牛顿牛顿经经典典力力学学的的发

5、发展展过过程程经典力学经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律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。更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。物理学家杨振宁曾赞颂到物理学家杨振宁曾赞颂到：“如果一定要举出某个人、如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿的标志，我选牛顿自然自然哲学的数学原理哲学的数学原理在在1687年出版的那一天。年出版的那一天。”牛顿的牛顿的自然哲学的数学原自然哲学的数学原理理被评价为科学史上最伟被评价为科学史上最伟大的著作大的著作经经典典力力学学的的发发展展过过程程1.经典力学把人类对整个自然界的认识推进到一

6、经典力学把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平个新水平,牛顿把天上运动和地上运动统一起来牛顿把天上运动和地上运动统一起来,实现了天上力学和地上力学的综合实现了天上力学和地上力学的综合,从力学证明从力学证明了自然界的统一性了自然界的统一性.2.经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征应有的基本特征,标志着近代自然科学理论的诞标志着近代自然科学理论的诞生生,也成为其他各门自然科学的典范也成为其他各门自然科学的典范.一一、经经典典力力学学的的成成就就3.经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会进步具有深

7、远影响：会进步具有深远影响：经典力学形成的科学研究方法推广应用到物经典力学形成的科学研究方法推广应用到物理学的各个分支学科上，对经典物理学的建立理学的各个分支学科上，对经典物理学的建立意义重大。意义重大。经典力学与其他基础学科相结合产生了许多经典力学与其他基础学科相结合产生了许多交叉学科，促进自然科学的进一步发展交叉学科，促进自然科学的进一步发展经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的发展。了社会文明的发展。一一、经经典典力力学学的的成成就就重重 大大 成成 就就时时 间间阿基米德发现浮力定律阿基米德发现浮力定律公元前三世纪公元前三世纪开普勒发现

8、行星运动定律开普勒发现行星运动定律1609，1619伽利略阐明运动的相对性原理伽利略阐明运动的相对性原理1632伽利略发现自由落体运动规律、惯性原理伽利略发现自由落体运动规律、惯性原理1638帕斯卡发现帕斯卡原理帕斯卡发现帕斯卡原理1653马德堡半球实验验证大气压力马德堡半球实验验证大气压力1663发现胡克定律发现胡克定律弹簧弹力和形变的关系弹簧弹力和形变的关系1678牛顿发表牛顿发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，阐明，阐明了运动定律和万有引力定律了运动定律和万有引力定律1687一一、经经典典力力学学的的成成就就 经典力学只适用于处理物体的低速运动。经典力学只适用于处理物体的低速运动。

9、（v 10-10m)、低速、低速（与光速相比）、弱场强（例如地球附近）的（与光速相比）、弱场强（例如地球附近）的情形，且只在惯性参考系中成立。情形，且只在惯性参考系中成立。二二、经经典典力力学学的的局局限限性性1.经典力学的应用受到物体运动速度的限制。经典力学的应用受到物体运动速度的限制。牛顿牛顿建立的绝对时空观，割裂了时间、空间、物建立的绝对时空观，割裂了时间、空间、物质及其运动之间的联系，不能解释高速运动领域质及其运动之间的联系，不能解释高速运动领域的许多客观现象。的许多客观现象。2.牛顿运动定律不适用于微观领域和能量不连续的牛顿运动定律不适用于微观领域和能量不连续的现象。现象。例如例如:

10、微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的速度和位置具有不确定性。经典物理学无粒子的速度和位置具有不确定性。经典物理学无法解释上述现象。法解释上述现象。三三、经经典典力力学学的的适适用用范范围围1.牛顿定律能适用于下列哪些情况？牛顿定律能适用于下列哪些情况？A A、研究原子中电子的运动、研究原子中电子的运动 B B、研究、研究“神州神州”五号的高速发射五号的高速发射 C C、研究地球绕太阳的运动、研究地球绕太阳的运动 D D、研究飞机从深圳飞往北京的航线、研究飞机从深圳飞往北京的航线1【答案答案】BCDBCD【提示提示】经典力学只适用于处理经典力学只适用于处理宏观宏观物体的物体的低速运动低速运动。练习练习 2 2.有关物体的质量与速度的关系的说法有关物体的质量与速度的关系的说法,正确的是（正确的是（）A物体的质量与物体的运动速度无关物体的质量与物体的运动速度无关 B物体的质量随物体的运动速度增大而增大物体的质量随物体的运动速度增大而增大 C物体的质量随物体的运动速度增大而减少物体的质量随物体的运动速度增大而减少 D当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零 B 练习练习