新人教版高一物理必修二%3A6.6经典力学的局限性 (共20张PPT)
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人教版高中物理必修二 6.6_经典力学局限性课件 (共23张PPT)
“科学总是从正确走向错误．” 这种调侃倒也不失为一种幽默的表述．
总结 动力学（描述物体受力作
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． 第二篇是讨论介质对物体运动的影响；
运动学（描述物体运动）
1．知道牛顿运动定律的适用范围．
以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用 物体的质量随速度的增大而增大
第一部分包括：“定义和注释”和“运动的基本定理或 定律”。这部分虽然篇幅不大，却极为重要。
第二部分是这些基本定律的作用，包括三篇：第一篇是 研究万有引力的；第二篇是讨论介质对物体运动的影响； 第三篇是“论宇宙系统” 。
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。 m
爱因斯坦指出，
任何物体
L L • 以光速运动时，
其长度将会缩短
0为零。1v c2 高速世界（接近光速）
随着物体线性运动 速度的加快，时间 会变慢。将一个钟 表留在地面上，而 携带另一个以很快 速度移动，随后进 行比较，地上的钟 表总比快速移动的 快。
物体的质量随速 度的增大而增大 物体以接近光线运行
度随时 ❖ 过程与方法 ❖ 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理
论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止 境的． ❖ 情感、态度与价值观 ❖ 通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的 结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无 穷性，培养献身于科学的时代精神．
自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的 经典力学不断发展，取得了巨大的成就， 经典力学在科学研究和生产技术中有了 广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律 的正确性。
总结 动力学（描述物体受力作
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． 第二篇是讨论介质对物体运动的影响；
运动学（描述物体运动）
1．知道牛顿运动定律的适用范围．
以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用 物体的质量随速度的增大而增大
第一部分包括：“定义和注释”和“运动的基本定理或 定律”。这部分虽然篇幅不大，却极为重要。
第二部分是这些基本定律的作用，包括三篇：第一篇是 研究万有引力的；第二篇是讨论介质对物体运动的影响； 第三篇是“论宇宙系统” 。
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。 m
爱因斯坦指出，
任何物体
L L • 以光速运动时，
其长度将会缩短
0为零。1v c2 高速世界（接近光速）
随着物体线性运动 速度的加快，时间 会变慢。将一个钟 表留在地面上，而 携带另一个以很快 速度移动，随后进 行比较，地上的钟 表总比快速移动的 快。
物体的质量随速 度的增大而增大 物体以接近光线运行
度随时 ❖ 过程与方法 ❖ 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理
论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止 境的． ❖ 情感、态度与价值观 ❖ 通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的 结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无 穷性，培养献身于科学的时代精神．
自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的 经典力学不断发展，取得了巨大的成就， 经典力学在科学研究和生产技术中有了 广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律 的正确性。
人教版高一物理必修二第六章 6.6经典力学的局限 课件(共44张ppt)
发现这个行星。
2020/5/16
29
美国天文学家纽康 测定的这个多余的旋进值 为 Ω附加 43.11 / 100年
太阳
水星
Ω
这个差值用牛顿理论无法解释。然而根据广义
相对论，在太阳周围空间发生弯曲，使行星轨道在
近日点处进一步弯向太阳，不再是一个封闭的椭圆。
水星离太阳最近，轨道弯曲效应最大，用爱因斯坦
前就杀死了自己的外祖母。这就是“外祖母悖论”。
2020/5/16
13
光速为C 光速为C
C
vv
X’
X
注意，观察员记录的光的速度也是C，并不是 C+V，这不符合伽利略变换。
由迈克耳逊-莫雷的实验证实
1
c
299792 458 m s
0 0
光速与参考系无关！ 2020/5/16
14
高速指接近于光速，3.0 ×108m/s。 物体的速度越接近光速，伽利略变换 的误差就越大，并非是到达某一临界 值突然变化。属于渐变而不是突变。
近日点 近日点
2020/5/16
水星 太阳
水星 太阳
28
如果把所有看得见的已知行星的影响都
考虑在内，则我们得到的水星近日点进动的
数值为每一百年约1°32′37″。
牛顿万有定律预言的结果与天文观察的
结果每一百年相差43″，产生原因未能获得
解释。
起初曾把这个现象归结于另一行星的影
响，并预先把它命名为火神星，但一直没有
爱因斯坦1911年预言太阳谱线 的引力红移。
2020/5/16
33
引力波时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播
2020/5/16
34
2020/5/16
必修二高中物理人教版6.6经典力学的局限性课件
检测题
一列火车以速度v相对地面运动．如果地面上的人测
得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，
以下说法中正确的是
(A)
A．火车上的人测得，闪光先到达前壁
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，
A．地面上的视察者测得的火箭长为30 m
B．地面上的视察者测得的火箭长小于30 m
C．地面上的视察者测得的火箭长大于30 m
D．火箭上的视察者测得的火箭长为30 m
检测题
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
按照狭义相对论，不仅“同时”是相对的，有时候，甚至 事情的先后也都是相对的。举一个例子，一节长为10米的 列车，A在车后部，B在车前部。当列车以0.6c的高速度通 过一个站台的时候,突然站台上的人看到A先向B开枪,过了 12.5毫微秒,B又向A发射。因而站台上的人作证：这场枪 战是由A挑起的。但是，车上的乘客却提供相反的情况， 他们说，是B先开枪，过了10毫微秒，A才动手。事件是 由B发动的。
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
视察者来说，则以下说法中正确的是 ( C )
A．时钟A走得最慢 B．时钟B走得最慢
C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快
检测题
如果有一支静止时长30 m的火箭，以光速 的二分之一的速度从视察者的身边掠过， 以下说法中正确的是 ( BD )
6.6 经典力学的局限性—人教版高中物理必修二课件(机构专用)(共35张PPT)
探测月球探测火星,去探索更远的宇宙
牛顿运动定律是经典力学的基础 万有引力定律更确立了牛顿的地位
建立了完整的 经典力学体系
如果说我看得远，那是因 为我站在巨人们的肩上
牛顿
哥白尼 提出日心说
伽利略
自由落体运动规律 力学相对性原理
笛卡尔 惯性定律
开普勒 开普勒三定律
我们不仅学习了经典力学的知识，而且还学习了科学的研究方法 伽利略研究落体运动的过程：
二十世纪二十年代 普朗克创立量子力学很好地解释了这种微观现象
经典力学在微观领域具有局限性
天王星轨道的实际运动情况，跟用牛 顿运动定律计算出来的理论有差异
用牛顿力学发现了海王星
后来发现水星轨道的实际运动情况与牛 顿运动定律计算出来的理论也有差异
经典力学在强引力 领域具有局限性
？
未观测到，这颗 未知行星不存在
16.7km/s 是逃离 太阳 束缚的最小 发射 速度
章
Part Two
要点解析
节
牛顿
牛顿运动定律研究的是运动和力的关系
我们知道了物体做各种运动的原因
我们可以创设条件，控制物体， 按照我们的想法去运动!
牛顿
万有引力定律研究的是天上物体的运动 遵循牛顿运动定律
我们利用它们来计算天体的质量 还发现了未知天体
时间、长度与质量都 和物体的运动有关
时间、长度与质量都和物 体的运动状态没有关系
狭义相对论认为物体的质量m和物体的运动状态有关
物体速度为 v时的质量
物体静止 时的质量
真空中 的光速
在高空中以速度 ？
飞行的飞机，其质量为其静止时质量的多少倍
经典力学完全适用
如果以上飞机的速度达到
，那么此时其质量为静止时质量的多少倍？
牛顿运动定律是经典力学的基础 万有引力定律更确立了牛顿的地位
建立了完整的 经典力学体系
如果说我看得远，那是因 为我站在巨人们的肩上
牛顿
哥白尼 提出日心说
伽利略
自由落体运动规律 力学相对性原理
笛卡尔 惯性定律
开普勒 开普勒三定律
我们不仅学习了经典力学的知识，而且还学习了科学的研究方法 伽利略研究落体运动的过程：
二十世纪二十年代 普朗克创立量子力学很好地解释了这种微观现象
经典力学在微观领域具有局限性
天王星轨道的实际运动情况，跟用牛 顿运动定律计算出来的理论有差异
用牛顿力学发现了海王星
后来发现水星轨道的实际运动情况与牛 顿运动定律计算出来的理论也有差异
经典力学在强引力 领域具有局限性
？
未观测到，这颗 未知行星不存在
16.7km/s 是逃离 太阳 束缚的最小 发射 速度
章
Part Two
要点解析
节
牛顿
牛顿运动定律研究的是运动和力的关系
我们知道了物体做各种运动的原因
我们可以创设条件，控制物体， 按照我们的想法去运动!
牛顿
万有引力定律研究的是天上物体的运动 遵循牛顿运动定律
我们利用它们来计算天体的质量 还发现了未知天体
时间、长度与质量都 和物体的运动有关
时间、长度与质量都和物 体的运动状态没有关系
狭义相对论认为物体的质量m和物体的运动状态有关
物体速度为 v时的质量
物体静止 时的质量
真空中 的光速
在高空中以速度 ？
飞行的飞机，其质量为其静止时质量的多少倍
经典力学完全适用
如果以上飞机的速度达到
，那么此时其质量为静止时质量的多少倍？
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．
新人教版高中物理必修二课件：6.6 经典力学的局限性(共20张PPT)
t 的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的） t 0 线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子
钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地
2 面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式
飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个
v 稍微快一点。 1 c 时钟变慢1.swf
相对长度
他剖析自己的科学感受时说：
“人只有献身社会,才能找出那实际 上是短暂而又有风险的生命的意义”!
“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”。
“ 科学的头脑就是去怀疑, 去证实, 去发现的精神! ”
Albert Einstein
世纪伟人
相对论好象是：“光彩夺目的火箭， 它瞬在间黑一暗别的路夜漫空漫，，突但然觉划未出过一光道速道关十。 分钟强尺烈合的须光静辉里，用照，亮云了山广偏阔向的动未中知看领。 域时。空”相对非虚语—，—质德能布并罗增意岂等闲。
高中新课标物理必修2
第六章 万有引力与航天
经 典 力 学 的 局 限 性
提出问题：
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。
古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋 没风尘，黯然失色。15世纪，文艺复兴的大 旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生 命，蓬勃成长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、J. 开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于 欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力 和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利。
权将电波传信息，只缘相见难上难。
钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地
2 面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式
飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个
v 稍微快一点。 1 c 时钟变慢1.swf
相对长度
他剖析自己的科学感受时说：
“人只有献身社会,才能找出那实际 上是短暂而又有风险的生命的意义”!
“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”。
“ 科学的头脑就是去怀疑, 去证实, 去发现的精神! ”
Albert Einstein
世纪伟人
相对论好象是：“光彩夺目的火箭， 它瞬在间黑一暗别的路夜漫空漫，，突但然觉划未出过一光道速道关十。 分钟强尺烈合的须光静辉里，用照，亮云了山广偏阔向的动未中知看领。 域时。空”相对非虚语—，—质德能布并罗增意岂等闲。
高中新课标物理必修2
第六章 万有引力与航天
经 典 力 学 的 局 限 性
提出问题：
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。
古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋 没风尘，黯然失色。15世纪，文艺复兴的大 旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生 命，蓬勃成长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、J. 开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于 欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力 和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利。
权将电波传信息，只缘相见难上难。
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 )
新人教版高中物理必修二第六章第六届经典力学局限性20张
经典力学的局限性
发现未知天体
发现海王星和冥王星： 预见并发现未知行星,是万有引力理论威力和价值的最 生动例证.
在1781年发现的第七个行星—天王星 的运动轨道，总是同根据万有引力定律 计算出来的有一定偏离，当时有人预测， 肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星, 这就是后来发现的第八大行星—海王星.
海王星
海王星发现之后，人们 发现它的轨道也与理论计 算的不一致。于是几位学 者用亚当斯和勒维耶的方 法预言另一颗新行星的存 在．
在预言提出之后， 1930年，汤博发现了太 阳系的后来曾被称为第九 大行星的冥王星。
冥王星和它的卫星
它的卫星的画面
“万有引力定律”是新星发现的唯一功臣吗？ 波得——提丢斯定律
土星到太阳的距离
天王星到太阳的距 离 海王星到太阳的距 离
N的取值的取值 负无穷大 2 3 4
6 7 8
9
计算值
0.4 0.7 1.0 1.6
5.2 10.0 19.6
38.8
测量值
0.39 0.72 1.00 1.52
5.20 9.54 19.18
30.06
英国著名诗人亚历山大·波普曾经写过一首赞 美牛顿的诗：“自然和自然界的规律，隐藏在 黑暗里。上帝说：让牛顿去吧！于是，一切成 为光明。”
英国的亚当斯和法国的勒维耶
海王星的实际轨道由英国剑桥大学的学生 亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶根据 天王星的观测资料各自独立地利用万有引力 定律计算出来的.
柏林天文台
1846年9月23日晚,由德 国的伽勒在柏林天文台 用望远镜在勒维耶预言 的位置附近发现了这颗 行星——海王星
海王星的发现
冥王星的发现：
Rn=0.4+0.3× 2n2
发现未知天体
发现海王星和冥王星： 预见并发现未知行星,是万有引力理论威力和价值的最 生动例证.
在1781年发现的第七个行星—天王星 的运动轨道，总是同根据万有引力定律 计算出来的有一定偏离，当时有人预测， 肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星, 这就是后来发现的第八大行星—海王星.
海王星
海王星发现之后，人们 发现它的轨道也与理论计 算的不一致。于是几位学 者用亚当斯和勒维耶的方 法预言另一颗新行星的存 在．
在预言提出之后， 1930年，汤博发现了太 阳系的后来曾被称为第九 大行星的冥王星。
冥王星和它的卫星
它的卫星的画面
“万有引力定律”是新星发现的唯一功臣吗？ 波得——提丢斯定律
土星到太阳的距离
天王星到太阳的距 离 海王星到太阳的距 离
N的取值的取值 负无穷大 2 3 4
6 7 8
9
计算值
0.4 0.7 1.0 1.6
5.2 10.0 19.6
38.8
测量值
0.39 0.72 1.00 1.52
5.20 9.54 19.18
30.06
英国著名诗人亚历山大·波普曾经写过一首赞 美牛顿的诗：“自然和自然界的规律，隐藏在 黑暗里。上帝说：让牛顿去吧！于是，一切成 为光明。”
英国的亚当斯和法国的勒维耶
海王星的实际轨道由英国剑桥大学的学生 亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶根据 天王星的观测资料各自独立地利用万有引力 定律计算出来的.
柏林天文台
1846年9月23日晚,由德 国的伽勒在柏林天文台 用望远镜在勒维耶预言 的位置附近发现了这颗 行星——海王星
海王星的发现
冥王星的发现：
Rn=0.4+0.3× 2n2
新人教高中物理必修二 6.6 经典力学的局限性 课件(共32张PPT)
（2）对共设的质疑：光速不可超越吗？ 哲学：光速是否只是某一时空层次的极限速度？随 着目前认识的宇观世界更大结构层次的发现，光速 是否会被超越？
例如：量子力学就不会错吗？ 量子力学证明质子是可分的，其半衰期约为三万
亿年，说明其内部是有复杂结构的。一旦进入超微观， 新的时空层次会催生新的理论吗？新的理论会代替量 子力学吗？
t
t0
1
v c
2
（2）相对长度
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德 (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 线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。
宏观物体低速运动（远小于立，与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时，它就只好用上帝的 万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
例如：船在水中流，水速2m/s，船相对 于水顺流而下1m/s，则船相对于岸3m/s.
笛卡尔
如果运动中物体没受到力。将以同一速度沿以直线运动。
牛顿
牛顿定律（惯性定律，加速度定律，作用反作用定律）
哥白尼：日心说
万有引力定律
第谷：20年精心观测数据 开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站
在巨人们的肩上。” 牛顿
立的关键时期
二、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
例如：量子力学就不会错吗？ 量子力学证明质子是可分的，其半衰期约为三万
亿年，说明其内部是有复杂结构的。一旦进入超微观， 新的时空层次会催生新的理论吗？新的理论会代替量 子力学吗？
t
t0
1
v c
2
（2）相对长度
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德 (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 线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。
宏观物体低速运动（远小于立，与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时，它就只好用上帝的 万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
例如：船在水中流，水速2m/s，船相对 于水顺流而下1m/s，则船相对于岸3m/s.
笛卡尔
如果运动中物体没受到力。将以同一速度沿以直线运动。
牛顿
牛顿定律（惯性定律，加速度定律，作用反作用定律）
哥白尼：日心说
万有引力定律
第谷：20年精心观测数据 开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站
在巨人们的肩上。” 牛顿
立的关键时期
二、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
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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。 2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 4:42:48 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/62021/3/62021/3/6Mar-216-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
宇宙飞船
从 探究一速度对质量的影响 低 速 到 高 问题导思 速 1．低速、高速是如何界定的？
2．物体在高速状态下，质量与速度是什么关系？ 3．速度对物理规律有什么影响？
从
低 1.低速与高速的概念
速 到 高
(1)低速：远小于光速的速度为低速，通常所 见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、
速 人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
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
速 到 高
(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
速 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
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
例题2 20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却 无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题， 不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般 不适用于微观粒子．这说明( ) A．随着认识的发展，经典力B学C已D成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律 D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不
探究三 弱引力与强引力的区别
按牛顿的万有引力定律推算，行星 的运动应该是一些椭圆或圆，行星 沿着这些椭圆或圆做周期性运动， 与实际观测结果不符．经典力学也 能作出一些解释，但是，水星旋进 的实际观测值比经典力学的预言值 多．经典力学的解释不能令人满 意．
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．
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。
探究三 弱引力与强引力的区别
天 假定一个球形天体的质量不变，通过压缩减小它的 体 半径，天体表面上的引力将会增加，半径减少到原 的 来的二分之一，引力增加到原来的4倍。这就是平常 引 说的“反平方”规律。爱因斯坦引力理论表明，这 力 个力实际上增加的更快些。天体半径越小，这种差 半 别越大。当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接 径 近的值——“引力半径”．
同事物的本质与规律
练习
1．牛顿定律适用于下列哪些情况( BCD) A．研究原子中电子的运动 B．研究“神舟五号”飞船的高速发射 C．研究地球绕太阳的运动 D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
练习
2．下列说法中正确的是( C ) A．经典力学适用于任何情况下的任何物体 B．狭义相对论否定了经典力学 C．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所
探究二 宏观世界与微观世界的区别 20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微 观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了 重要作用。
3.经典力学的适用范围： 只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
探究三 弱引力与强引力的区别
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释 天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首 次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统 一起来．
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观看
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
高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的．
Байду номын сангаас
从
低
速
到 3．速度对物理规律的影响
高 速
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．
例题1
一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的
速度为v＝6×106 m/s.关于电子的质量的变化，
下列说法正确的是( )
A．不变
C B．减少
C．增大了0.02%
D．增大了0.2%
【审题指导】电子的速度6×106m/s已接近光速，由 爱因斯坦狭义相对论可知，电子的质量将有所增加， 越接近光速越显著．
探究二 宏观世界与微观世界的区别
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。 2.微观粒子的运动特点： 就单个粒子来说，其运动没有确定的运动轨迹，微 观粒子既有粒子性，又有波动性。
但是宇宙中有一些天体，例如白矮星，他们的质量接近 太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～ 1010kg/m3;中子星的密度更是达1016～ 1019kg/m3。这些 天体表面的引力比我们常见的引力强的多，牛顿的引力 理论已经不适用了。
探究三 弱引力与强引力的区别
实际的天文观测，行星的运行 轨道并不是严格闭合的，它们 的近日点在不断地旋进．经典 力学的解释令人满意吗?用什 么理论来圆满地进行了解释?
第六章 万有引力与航天 6.6经典力学的局限性
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。
火车
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。
飞机
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。
• 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。 2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 4:42:48 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/62021/3/62021/3/6Mar-216-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
宇宙飞船
从 探究一速度对质量的影响 低 速 到 高 问题导思 速 1．低速、高速是如何界定的？
2．物体在高速状态下，质量与速度是什么关系？ 3．速度对物理规律有什么影响？
从
低 1.低速与高速的概念
速 到 高
(1)低速：远小于光速的速度为低速，通常所 见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、
速 人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
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
速 到 高
(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
速 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
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
例题2 20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却 无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题， 不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般 不适用于微观粒子．这说明( ) A．随着认识的发展，经典力B学C已D成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律 D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不
探究三 弱引力与强引力的区别
按牛顿的万有引力定律推算，行星 的运动应该是一些椭圆或圆，行星 沿着这些椭圆或圆做周期性运动， 与实际观测结果不符．经典力学也 能作出一些解释，但是，水星旋进 的实际观测值比经典力学的预言值 多．经典力学的解释不能令人满 意．
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．
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。
探究三 弱引力与强引力的区别
天 假定一个球形天体的质量不变，通过压缩减小它的 体 半径，天体表面上的引力将会增加，半径减少到原 的 来的二分之一，引力增加到原来的4倍。这就是平常 引 说的“反平方”规律。爱因斯坦引力理论表明，这 力 个力实际上增加的更快些。天体半径越小，这种差 半 别越大。当引力趋于无穷大时，被压缩天体半径接 径 近的值——“引力半径”．
同事物的本质与规律
练习
1．牛顿定律适用于下列哪些情况( BCD) A．研究原子中电子的运动 B．研究“神舟五号”飞船的高速发射 C．研究地球绕太阳的运动 D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
练习
2．下列说法中正确的是( C ) A．经典力学适用于任何情况下的任何物体 B．狭义相对论否定了经典力学 C．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所
探究二 宏观世界与微观世界的区别 20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微 观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了 重要作用。
3.经典力学的适用范围： 只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
探究三 弱引力与强引力的区别
万有引力属于弱引力．利用万有引力定律可以解释 天体的运动，并预言和发现了海王星和冥王星，首 次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统 一起来．
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观看
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
高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的．
Байду номын сангаас
从
低
速
到 3．速度对物理规律的影响
高 速
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．
例题1
一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的
速度为v＝6×106 m/s.关于电子的质量的变化，
下列说法正确的是( )
A．不变
C B．减少
C．增大了0.02%
D．增大了0.2%
【审题指导】电子的速度6×106m/s已接近光速，由 爱因斯坦狭义相对论可知，电子的质量将有所增加， 越接近光速越显著．
探究二 宏观世界与微观世界的区别
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。 2.微观粒子的运动特点： 就单个粒子来说，其运动没有确定的运动轨迹，微 观粒子既有粒子性，又有波动性。
但是宇宙中有一些天体，例如白矮星，他们的质量接近 太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～ 1010kg/m3;中子星的密度更是达1016～ 1019kg/m3。这些 天体表面的引力比我们常见的引力强的多，牛顿的引力 理论已经不适用了。
探究三 弱引力与强引力的区别
实际的天文观测，行星的运行 轨道并不是严格闭合的，它们 的近日点在不断地旋进．经典 力学的解释令人满意吗?用什 么理论来圆满地进行了解释?
第六章 万有引力与航天 6.6经典力学的局限性
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。
火车
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。
飞机
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的 交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动 都需要服从经典力学的规律。