最新6.6经典力学的局限性ppt课件
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新人教必修二6.6经典力学的局限性课件(共17张PPT)
t
t0
1
v c
2
相对长度 爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德
（1851──1901）提出，物质会在运动的方向
上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察
者的观点，一枚以接近光速运行的火箭所表现
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。
经典力学在非惯性系不再适用
经典力学在微观领域不再适用 对于强引力，经典的引力理论也是不适用的
三、经典力学与狭义相对论
1905年，爱因斯坦 （1879─1955）发表了狭 义相对论:在宇宙中唯一 不变的是光在真空中的 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。
Einstein 对相对论的解释:
当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时,你 感觉只坐了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟, 就好象坐了一小时,这就是相对论。
“照亮我的道路,并不断给我 新的勇气去愉快地正视生活理想 的是善、是美、是真”。
Albert Einstein 世纪伟人
“ 科学的头脑就是去怀疑, 去证实,
46年如一日，怎么说?天文学家森梅西坚斯博士 认为，他们有可能闯入了一个“时空隧道”，几十 年后复出人间，却全然不知道已经过了那么久时间。
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/162021/3/16Tuesday, March 16, 2021
阅读思考：
1、经典力学取得了哪些辉煌的成就？
2、经典力学在哪些领域不能适用？能说出为 什么吗？
新人教版高中物理必修二 课件6.6：经典力学的局限性(共38张PPT)
2. 从宏观到微观:2. 来自宏观到微观:微观粒子的行为能用经典力学来解 释吗？经典力学遇到了哪些困难？
2. 从宏观到微观:
微观粒子的行为能用经典力学来解 释吗？经典力学遇到了哪些困难？
为解释微观粒子的运动规律建立了 什么理论？
伦琴发现X射线 汤姆生发现电子 贝克勒耳发现 天然放射线
宏观领域
微观世界
力 动量 能量
弹性力学 流体力学 刚体力学 塑性力学
一、经典力学的成就
一、经典力学的成就
1. 标志着近代自然科学的诞生;
一、经典力学的成就
1. 标志着近代自然科学的诞生; 2. 促进交叉学科的发展；
天地四方，古往今来发生的一切现象都 能够用力学来描述？？？
二、经典力学的局限性
二、经典力学的局限性
三、经典力学的适用范围
三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？
三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？
经典力学的适用范围？
三、经典力学的适用范围
相对论物理学和量子力学完全否 定了经典力学吗？
经典力学的适用范围？ 宏观、低速、弱引力
经典物理对物理学思想和科学方法作了 重点总结，它只适用于宏观低速的物体；
1. 从低速到高速:
二、经典力学的局限性
1. 从低速到高速: 物体的质量与运动速度有关;
m m0
1
v2 c2
二、经典力学的局限性
1. 从低速到高速: 物体的质量与运动速度有关; 经典力学中速度叠加原理不再成立;
“科学漫步”
“科学漫步”
时间和空间是什么? 经典时空观是怎样回答的? 爱因斯坦的时空观又是怎样回答的?
6-6经典力学的局限性-高中物理课件(人教版必修2)
A. 式中的 m0 是物体以速度v运动时的质量 B. 当物体的运动速度 v > 0 时，物体的质量为 m > m0，即物体质量改变了，故经典 力学不适用，是不正确的
C. 当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只
有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不
相对论、量子力学和经典力学的关系. 互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
高速
狭义相对论
广义相对论
经典力学
宏观低速
量子力学
微观世界
强引力
例如：相对论是一定正确的吗？
（1）对证据的质疑：水星旋进数据 观测值：43秒/百年 爱因斯坦计算相对论值：43.03秒/百年 最新相对论值（太阳非正球体）：39.6秒/百年
第二次革命的导火索，是 物理学史上的三大发现：伦琴 发现 X 射线、汤姆生发现、 贝克勒耳发现天然放射线，使 物理学的研究从宏观领域进入 了微观世界。
伦琴
汤姆生 贝克勒耳
普朗克
人们发现，微观粒子所表现出的现象用 经典物理理论根本无法解释。为了克服这 一困难，德国物理学家普朗克大胆提出了 量子的观点，爱因斯坦等物理学家又将量 子论进一步丰富、发展，形成了现代量子 力学理论。
由于 1− ( v/c )2 ＜1，所以 L＜ L′，即地面上的观察者观 察到运动体的长度变短了。这就是所谓的“尺缩效应”。
空间 距离
狭义相对论时空观：时间Fra bibliotek长度和质量都与参考系的运动有关。
（1）同时是相对的 （2）运动的时钟变慢(钟慢效应) （3）运动的尺子缩短(尺缩效应) （4）运动的物体质量变大
正当人们为经典物理学欢呼万岁的时候, 却出现了 一系列 为经典理论无法解释的新的实验事实：
人教版高中物理必修二 6.6 经典力学的局限性(共37张PPT)
开普勒
伽利略、第谷 哥白尼、亚里士多德
2.经典力学在哪些领域取得了巨大成就？
经典力学在宏观、低速、弱引力的广阔领域； 包括天体力学的研究中经受住了实践的检验， 取得了巨大的成功 体会经典力学的巨大成就： 从自然现象到人工建筑，经典力学在如此 广阔的领域内与实际相符。。。。
从天体运动、大气流动到地壳的变动‥‥‥都服从经典力学规律
20世纪20年代普朗克建立的 量子力学能很好地描述微观粒 子的运动规律
4、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
⑴ 、经典力学模块分类：
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）
⑵ 、牛顿主要贡献 牛顿三大定律 牛顿
万有引力定律
牛顿：“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
牛顿
笛卡尔、胡克、 哈雷等
19世纪末，在迎接新世纪到来的时候，著名英 国物理学家威廉•汤姆生踌躇满志地宣告：“科学的 大厦已经基本建成，后辈物理学家只要做一些零碎 的修补工作就行了，在物理学睛朗天空的远处，还 有两朵小小的、令人不安的乌云！”
像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽 一切真理，它也有自己的局限性．它像一切科学 理论一样，是一部“未完成的交响曲”．那么经 典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?
3.经典力学和狭义相对论对位移和时间在不同参考系 中的测量有何不同的看法？
经典力学中位移和时间的测量在不同的参考系 中是相同的，
狭义相对论认为，同一过程的位移和时间的测 量在不同的参考系中是不同的。 当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时,你感觉只坐 了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟,就好象坐了一小时, 这就是相对论—---爱因斯坦。
高中物理必修二人教版6.6经典力学的局限性 课件(共19张PPT)
高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的．
□从低速到高速
3．速度对物理规律的影响
对于低速运动问题，一般用经典力学规律来 处理． 对于高速运动问题，经典力学已不再适用， 需要用相对论知识来处理．
二、从宏①宏观世界粒子的运动特点： 粒子具有确定的运动轨迹，根据质点的运动规律， 应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置。
□从低速到高速
2．速度对质量的影响
①经典力学中，物体的质量不随速度而变．根据牛顿第二定律 知，物体在力作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动 速度就可以增加到甚至超过光速c. ②狭义相对论指出，物体质量随速度的增大而增大.
m
m0 v 1 c
2
m0为物体静止时的质量 m是物体速度为v时的质量 c是真空中的光速
布置作业
1、教材 “问题与练习”第2、3题
2、完成[课时学案]中交流讨论的内容
□从弱引力到强引力
探究三 弱引力与强引力的区别
爱因斯坦根据广义相对论计算出水 星近日点的旋进还应有43 ″的附加值； 同时还预言了光线在经过大质量的 星体附近时，如经过太阳附近时会发生 偏转现象．并且都被观测证实．
三、从弱引力到强引力
探究三 弱引力与强引力的区别 天体的引力半径
假定一个球形天体的质量不变，通过压缩减小它的半径，天体 表面上的引力将会增加，半径减少到原来的二分之一，引力增加到 原来的4倍。这就是平常说的“反平方”规律。爱因斯坦引力理论表 明，这个力实际上增加的更快些。天体半径越小，这种差别越大。 当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接近的值——“引力半径”． 在太阳或行星的引力场中，由爱因斯坦和牛顿的理论计算出的 力的差异并不很大．但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差 异将急剧增大．即在强引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再 适用．
经典力学的局限性 ppt课件
对牛顿运动定律受参考系限制的认识
经典力学中的空间和时间 力学的目的在于描述物体在空间中的位
置如何随"时间"而改变。 这里,"位置"和"空间"应如何理解是不清
楚的。设一架飞机正在匀速地行驶,从飞机上 投下一枚炸弹。那么,如果不计空气阻力的影 响,飞行员看见炸弹是沿直线落下的。从地面 上观察这一举动的行人则看到炸弹是沿抛物
两种不同的时空观
"科学漫步"栏目中提到了牛顿和爱因斯坦的
两种不同的时空观。 牛顿认为:空间是独立于物体及其运动而存在的,
时间也是独立于物体及其运动而存在的,这是一种 经典时空观。
爱因斯坦则认为:在研究物体的高速运动(速度
接近真空中的光速)时,物体的长度即物体占有的空
间,以及物理过程、化学过程,甚至还有生命过程的
法 国,1596 ～1650 年
观察实验、 假设、数 学推理三 者相结合
实验观 察、数 学推理
惠更斯 荷 兰,1629～ 1695年
实验、数学 推理
牛顿
英 国,1642～ 1727年
归纳与演绎、 综合与分析、 实验观察等
力学 方面 的主 要成 就
两个反面的结论: ①自由落
①力是维持物体 运动的原因。
②重的物体比轻
体运动规 律。
②力学相
惯性定 律
的物体下落得快。 对性原理 ppt课件
①制成了世
界上第一架 计时摆钟。 ①三大运动
定律、②万 ②测量出重 有引力定律。 力加速度的
值。
6
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。
新人教版物理必修二6.6 经典力学的局限性 课件 (共31张PPT)
二、相对论时空观:
长度、时间和质量都是随物体 的运动速度而变化的（都与参 考系的运动有关）。
长度、时间和质量随速度的变 化关系可以用下列方程表达式：
相对时间（钟慢效应）
t
t0
1
v c
2
v都是物体的运动速度，c是真空中的光 速，t和t0分别为在相对静止和运动的系 统中测得的时间
相对长度（尺缩效应）
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
第六节 经典力学局限性
课后认真阅读课本
在相对论物理学的教科书中，通 常描写着一个使人难以能理解的故事， 一对年轻的孪生兄弟，哥哥乘坐一艘接 近光速运动的宇宙飞船，从地球出发， 在太空遨游一圈之后返回地球，使人瞠 目结舌的事发生了，他的弟弟早已是两 鬓斑白，满脸皱纹的古稀老人，而他自 己却还是一个十七八岁的英俊少年。
3、经典力学和相对论量子力学的关系 如何？
历史上的科学成就不会被新的科学成
就所否定，而是作为某些条件下的局部情 形，被包括在新的科学成就之中．如：当 物体的速度远小于光速c(3X108m／s)时， 相对论与经典理论的结论没有区别；当另 一个重要常数即“普朗克常 数”h(6．63X10-34J·s)可以忽略不计 时．量子力学和经典力学的结论没有区 别．相对论和量子力学都没有否定过去的
B．火车上的人测得，闪光先到达后壁
C．火车上的人测得，闪光同时到达车厢
的前壁 和后壁
D．条件不足，无法确定
检测题
有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，
时钟B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和 vC朝同一方向飞行，vB＜vC． 对于地面上的
观察者来说，则以下说法中正确的是 ( C )
新人教版高一物理必修二6.6经典力学的局限性 (共20张PPT)
遵循的规律 D．狭义相对论对低速运动物体不适用
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 7:31:54 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
在太阳或行星的引力场中，由爱因斯坦和牛顿的理 论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半 径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．即在强 引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
经典力学的适用范围
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； 只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。 高速运动（速度接近真空中的光速），需应用爱因斯坦 的狭义相对论。 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，量子力学和经典力学的 结论没有区别。
低速运动．
(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度
可以与光速相接近，这样的速度称为高速
从
低 2．速度对质量的影响
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 7:31:54 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
在太阳或行星的引力场中，由爱因斯坦和牛顿的理 论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半 径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．即在强 引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用．
经典力学的适用范围
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； 只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。 高速运动（速度接近真空中的光速），需应用爱因斯坦 的狭义相对论。 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，量子力学和经典力学的 结论没有区别。
低速运动．
(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度
可以与光速相接近，这样的速度称为高速
从
低 2．速度对质量的影响
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化学流体动力学
经典力学 力
动量 能量
弹性力学 流体力学 刚体力学 塑性力学
经 如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。
典 力 学
经 典
的力
发学
牛顿
笛卡尔、胡克 、哈雷等
——牛顿
展金
开普勒
过字
程塔
的
伽利略、第谷
建
立
哥白尼、亚里士多德
经 典 经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律 力 更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。 学 的 物理学家杨振宁曾赞颂到 发 ：“如果一定要举出某个 展 人、某一天作为近代科学 过 诞生的标志，我选牛顿《 程 自然哲学的数学原理》在
问题：
1.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？ 3.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 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
天体力学
学
生物力学
的
地质力学
发 展
磁流体力学
过
热弹性力学
程 等离子体动力学
的 结果是相同的。
局 限 性
牛顿力学的绝对时空观 绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着，并 由于它的本性而均匀的与任何外界对象无关的
流逝着——牛顿
绝对空间，就其本质来说，独立于外界任何事物 ，总是始终如一和静止不动的——牛顿
一、从低速到高速
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
三.从弱引力到强引力
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用
天体半径减小到一定程度时,如白矮星中子星，密 度特别大，天体间的引力非常大 ，属于强引力。 经典力学不再适用。黑洞这种极端条件下的宇宙天 体。它有极强的吸引力，光也无法逃脱。
爱因斯坦广义相对论
三.从弱引力到强引力
讨论与交流 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。
答错一题扣10分，不回答得0分；每个队的基本得分均为
0分.四个代表队答题情况如下表:
第1题 第2题 第3题 第4题 第5题
第一队
第二队
第三队
我们可以用带有“+”和“－”号的数表示各队每道题的 得分情况.谁来用这种办法说说下表的得分?
【提示】经典力学只适用于处理宏观物体的低速运动。 【答案】BCD
练习
2.有关物体的质量与速度的关系的说法, 正确的是（B
） A．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 C．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
谢谢观看!
相对论、量子力学和经典力学的关系.
互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨 架。
高速 宏观低速
狭义相对论 广义相对论
经典力学
量子力学
强引力
微观世界
练习
1.牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A.研究原子中电子的运动 B.研究“神州”五号的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从深圳飞往北京的航线1
动超越这个速度。速度远小于光速时，经典力学完全适用。当物
体的速度接近光速时，经典力学就不适用了。
一、从低速到高速
1905年，出生于德国的美籍物理 学 家 阿 尔 伯 特 ·爱 因 斯 坦 （ 1879─1955 ） 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 参考系而变化。
恒力Fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
m
F
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 推理：随着时间的推移，物体的速度不断增大，最终可使物体获
得任意速度。但事实并非如此，常识告诉我们，物体运动速度是
有极限的，现在已知的最大速度是光速，且现在也无法使物体运
1687年出版的那一天。” 牛顿的《自然哲学的数学原
理》被评价为科学史上最伟 大的著作
经 对牛顿运动定律受参考系限制的认识 典 力 学 的 局 限 性
可见，在非惯性系中，牛顿定律不再成立
经 经典力学受速度限制的分析
典 力
伽利略和牛顿的绝对时空观认为，同一物体运动
学 的时间和长度（位移）在不同的参考系中，测量
一、从低速到高速
相对质量 ——动质量增大
在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱 因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速 度的增大而增大
m
m0
1
v c
2
m0为物体静止时的质量 m是物体速度为v时的长度 c是真空中的光速
一、从低速到高速 质量随速度增大而增大
一、从低速到高速
什么是低速，什么是高速？ 通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的 汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等。 与光速相接近的速度称为高速，有些微观粒子在 一定条件下其速度可以与光速相接近。
1.2有理数
月球表面白天气温可高达 1230C,夜晚可低至－2330C。
世界最高峰——珠穆朗玛峰 海拔高8848米，吐鲁番盆地
议一议 生活中你见过带有“－”的数吗?
符 具有相反意义的量 号 + 收 盈 上 零 东 增 ……
入余升上 加
- 支 亏 下 零 西 减 ……
加10分
扣10分
得0分
某班举行知识竞赛，评分标准是：答对一题加10分，
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。
二、从宏观到微观
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。
一、从低速到高速
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。