一.经典力学的局限性
经典力学的局限性:19世纪末,出现一些经典力学无法解释的实验事实,引发了物理学上的伟大,导致现代物理学的诞生。——相对论和量子力学。
( 1 ) 经典力学只适用于______运动,不适用于_______运动。
( 2 ) 经典力学只适用于_______世界,不适用于_______世界。
( 3 ) 经典力学只适用于_________力, 不适用于_______ 力。
二.从低速到高速
1.低速与高速的概念。 速度接近光速,称为高速。常见物体运动是低速运动。
2.相对质量:速度对质量的影响,经典力学:物体质量不变;
狭义相对论:物体的质量随速度增大而增大。,静止质量,m运动质量
练习:
在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.8倍.试求此时电子的质量变为静止时的多少倍?
3.相对时间:速度对时间的影响。 经典力学:时间是绝对的,不受运动状态影响;
狭义相对论:时间不是绝对的(即固定不变的)。随着物体运动速度的加快,时间会变慢。
霍金在《时间简史》中说过,一个人以很高的速度做星际旅行,回到地球后没什么可高兴的,因为他在地球上的好友已死了几千年了。
4.相对长度:速度对长度的影响。经典力学:长度是受运动状态影响;
狭义相对论:任何物体以光速运动时,其长度将会缩短为零。
5.两个假设。 经典力学中,但在高速领域,爱因斯坦认为该式不成立。
(1)相对性原理:物理规律在一切参惯性考系中都具有相同的形式;
(2)光速不变原理:对任何惯性系,在真空中沿任意方向传播的 光速都相同,且与光源的运动状态无关。
练习:
宇宙飞船以20万 km/s的速度飞行, 人在飞船上向前发一束光, 光在飞船中以光速 c 传播, 地球上的人测得光速多大?
三.从宏观到微观
19世纪末20世纪初,人们相继发现电子、质子、中子等微观粒子,既有粒子性,又有波动性,不能用经典物理描述。 建立量子力学,解决微观粒子运动的问题。
四.从弱引力到强引力
1.万有引力成功解释一些天体问题,但有一些还不能完全解释。直到爱因斯坦创立广义相对论,才解决了经典力学不能解释的问题。
2.强引力:爱因斯坦引力理论表明,当天体半径减小到一定程度时,天体间引力会非常大。
3.弱引力下,经典力学和爱因斯坦引力理论结果相差无几。但经典力学不适用于强引力。
五.经典力学和相对论及量子力学的关系。
1.经典力学适用于宏观、低速、弱引力的情况;而微观粒子的运动可用量子力学解释,高速运动和强引力的问题可由相对论解决。
2.相对论和量子力学没有否定经典力学,经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的近似。
六.普朗克常量
h=6.63×10-34 J.s 可以忽略不计时量子力学和经典力学结论没有区别。
习题:
1.20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,经典力学已成了过时的理论
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和规律
D.人们应当不断地扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质和规律
2.以下说法正确的是( )
A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用
B.经典力学理论的成立具有一定的局限性
C.经典力学的基础是牛顿运动定律
D.相对论与量子力学否定了经典力学
3.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“嫦娥一号”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
4.下列说法中正确的是( )
A.牛顿运动定律就是经典力学; B.经典力学的基础是牛顿运动定律;
C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题; D.经典力学可以解决自然界中的所有问题。
5.经典力学不适用于下列哪些运动( )
A.火箭的发射; B.宇宙飞船绕地球的运动; C.“勇气号”宇宙探测器; D.微观粒子的波动性
6.关于经典力学和相对论.下列说法正确的是( )
A.经典力学和相对论是各自的学说,互不相容
B.相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C.相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系
D.经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例
7.日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体随物体的运动速度变化而变化,其原因是( )
A.运动中物体无法称量其质量; B.物体的速度远小于光速,质量变化极小;
C.物体的质量太大; D.物体的质量不随速度变化而变化。
8.以下说法中正确的是( )
A.大到天体,小到微观粒子,经典力学理论均适用;
B.经典力学理论的成立具有一定的局限性;
C.在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变;
D.相对论与量子力学否定了经典力学理论。
9.当物体的速度(c为光速)时,质量增大到原来质量的几倍。下载本文