6.經(jīng)典力學(xué)的局限性1

,第六章萬(wàn)有引力與航天,第7節(jié)、經(jīng)典力學(xué)的局限性,一、經(jīng)典力學(xué)受速度限制,牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀:伽利略和牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為,同一物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和長(zhǎng)度(位移)在不同的參考系中,測(cè)量結(jié)果是相同的.,牛頓的局限1)絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間與空間無(wú)關(guān)，時(shí)空與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，是絕對(duì)的物理量。2)當(dāng)一些問題牛頓解釋不了時(shí)，它就只好用上帝的萬(wàn)能來(lái)解釋，為此牛頓花費(fèi)了后半生的心血，這正是牛頓的悲劇。,1905年，愛因斯坦（18791955）發(fā)表了狹義相對(duì)論:在宇宙中唯一不變的是光在真空中的速度，其它任何事物速度、長(zhǎng)度、質(zhì)量和經(jīng)過的時(shí)間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。,1、從低速到高速（閱讀）,行駛的汽車，發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星及宇宙飛船,（1）何為低速？何為高速？,有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速,（2）速度有無(wú)極限?能否超過光速？,質(zhì)速關(guān)系是：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，但愛因斯坦的狹義相對(duì)論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系,(2)地球以v30kms的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計(jì),(1)v08c時(shí),相對(duì)時(shí)間狹義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間不是絕對(duì)的即不是固定不變的。愛因斯坦指出，隨著物體（觀察者所見到的）線性運(yùn)動(dòng)速度的加快，時(shí)間會(huì)變慢。使用同步原子鐘已證實(shí)了這個(gè)結(jié)論的正確性，將一個(gè)鐘表留在地面上，而攜帶另一個(gè)以很快速度移動(dòng)（如在噴氣式飛機(jī)上），隨后進(jìn)行比較，靜止的鐘表總比另一個(gè)稍微快一點(diǎn)。,相對(duì)長(zhǎng)度愛爾蘭物理學(xué)家喬治佛茲杰拉德（18511901）提出，物質(zhì)會(huì)在運(yùn)動(dòng)的方向上收縮（縮?。?，這意味著根據(jù)一個(gè)靜止觀察者的觀點(diǎn)，一枚以接近光線運(yùn)行的火箭所表現(xiàn)出的長(zhǎng)度會(huì)比它靜止時(shí)更短，盡管乘坐火箭的人看來(lái)并沒有什么兩樣。愛因斯坦指出，任何物體以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度將會(huì)縮短為零。,二、從宏觀到微觀,電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時(shí)還具有波動(dòng)性。他們的運(yùn)動(dòng)在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋，而用量子力學(xué)來(lái)解釋。說明經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界，而不適用于微觀世界。,經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，而不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。,三、從弱引力到強(qiáng)引力,萬(wàn)有引力屬于弱引力,愛因斯坦引力理論表明，當(dāng)天體半徑減小到一定程度時(shí)(太陽(yáng)的引力半徑為3km，地球的引力半徑為1m)，天體間的引力就趨于無(wú)窮大,只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛因斯坦和牛頓的理論計(jì)算出的力的差異并不很大但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，這種差異將急劇增大這就是說，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的萬(wàn)有引力理論將不再適用,經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力,6.以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?,經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問題，不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問題，不能用來(lái)處理強(qiáng)引力問題,改變,增大,增