牛顿力学局限性.ppt

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1、关于牛顿力学的局限性第一张，PPT共十九页，创作于2022年6月第二张，PPT共十九页，创作于2022年6月牛顿牛顿牛顿牛顿伽利略、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、笛卡尔、笛卡尔、笛卡尔、胡克、胡克、胡克、胡克、哈雷等哈雷等哈雷等哈雷等牛顿所说：牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。们的肩上。”经经典典力力学学金金字字塔塔的的建建立立开普勒开普勒开普勒开普勒第三张，PPT共十九页，创作于2022年6月亚里士多德亚里士多德亚里士多德亚里士多德伽利略伽利略伽利略伽利略笛卡尔笛卡尔牛顿牛顿牛顿牛顿

2、经验主义：必须有力作用在物体上经验主义：必须有力作用在物体上物体才能运动物体才能运动理想实验（斜面）：理想实验（斜面）：物体保持运动不需要力维持物体保持运动不需要力维持如果运动中物体没受到力。如果运动中物体没受到力。将以同一速度沿以直线运动将以同一速度沿以直线运动。牛顿定律（惯性定律，牛顿定律（惯性定律，第四张，PPT共十九页，创作于2022年6月哥白尼：日心说哥白尼：日心说第谷：第谷：20年精心观测数据年精心观测数据开普勒研究第谷数据得三个定律开普勒研究第谷数据得三个定律胡克、哈雷进一步认识胡克、哈雷进一步认识牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力万有引力定律万有引力定

3、律万有引力定律万有引力定律第五张，PPT共十九页，创作于2022年6月牛顿牛顿万有引力定律万有引力定律变量数学微积分变量数学微积分牛顿三定律牛顿三定律2牛顿主要贡献牛顿主要贡献第六张，PPT共十九页，创作于2022年6月惯性系非惯性系惯性系非惯性系swf1、经典力学受参考系限制、经典力学受参考系限制在惯性系中，牛顿定律成立在惯性系中，牛顿定律成立;在非惯性系中，牛顿定律不成立在非惯性系中，牛顿定律不成立.二经典力学的局限性二经典力学的局限性第七张，PPT共十九页，创作于2022年6月2、经典力学受速度限制、经典力学受速度限制（1）经典力学适用于低速运动的物体，不适用于经典力学适用于低速运动的物

4、体，不适用于高速运动的物体高速运动的物体（2 2）牛顿力学的绝对时空观）牛顿力学的绝对时空观:伽利略和牛顿的伽利略和牛顿的绝对时空观认为绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长度同一物体运动的时间和长度(位移位移)在在不同的参考系中不同的参考系中,测量结果是相同的测量结果是相同的.（3）狭义相对论）狭义相对论相对性原理相对性原理狭义相对论适用于高速运动的物体狭义相对论适用于高速运动的物体第八张，PPT共十九页，创作于2022年6月相对时间狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）运动爱因斯坦指出，随着物体（

5、观察者所见到的）运动速度的加快，时间会变慢。速度的加快，时间会变慢。第九张，PPT共十九页，创作于2022年6月相对长度 爱尔兰物理学家乔治爱尔兰物理学家乔治佛兹杰拉德佛兹杰拉德（1851190118511901）提出，物质会在运动的方向）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

6、将会缩出，任何物体以光速运动时，其长度将会缩短为零。短为零。长度收缩1.swf长度收缩2.swf第十张，PPT共十九页，创作于2022年6月相对质量相对质量物体运动时的质量与静止质量的关系第十一张，PPT共十九页，创作于2022年6月说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边看说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边看就是平抛了就是平抛了 你现在穿的是你现在穿的是25厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人测得你穿的鞋的长度可能就只有测得你穿的鞋的长度可能就只有20厘米了。厘米了。第十二张，PPT共十九页，创作于2022年6月光速不变原理光速不变原理第十三张，PPT共十九

7、页，创作于2022年6月经典力学只适用于宏观物体，不适用于微观经典力学只适用于宏观物体，不适用于微观物体物体受物体大小的限制受物体大小的限制19世纪末世纪末-20世纪初，深入到微观领域，发现电子、质世纪初，深入到微观领域，发现电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，很多情况下经典力学说明不了。动性，很多情况下经典力学说明不了。微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。第十四张，PPT共十九页，创作于2022年6月4经典力学受强引力的限制经典力学受强引力的限制物体间的万有引力是弱引力，

8、经典力学适用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天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为太阳的引力半径为3 km，地球的引力半径为，地球的引力半径为1 m,如白矮星如白矮星)，天体间，天体间的引力就趋于无穷大的引力就趋于无穷大，强引力。黑洞这种极端，强引力。黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力，黑洞本条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力，黑洞本身的巨大质量造成空间弯曲身的巨大质量造成空间弯曲光之所以会被黑洞吸进去光之所以会被黑洞吸进去,是因为黑洞引力大造成空间是因为黑洞引力大造成空间扭曲扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞里光随著被扭曲的空间走而进去黑洞里,

9、大家都知大家都知道光只走直线道光只走直线,所以光并不是被引力吸进去的所以光并不是被引力吸进去的,而是光还而是光还是走直线是走直线,但空间扭曲而进到黑洞但空间扭曲而进到黑洞,打个比方打个比方,在纸上画在纸上画一条线一条线,把那张纸扭曲把那张纸扭曲,但展开后它还是一条线。这时但展开后它还是一条线。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。走的已经不是直线，而是曲线。爱因斯坦广义相对论爱因斯坦广义相对论第十五张，PPT共十九页，创作于2022年6月经典力学经典力学狭义相对论狭义相对论狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论

10、广义相对论广义相对论量子力学量子力学量子力学量子力学互为补充，互不矛盾，互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。互不否定共同支撑起物理学科的骨架。宏观低速宏观低速高速高速微观世界微观世界强引力强引力第十六张，PPT共十九页，创作于2022年6月课堂小结课堂小结一、经典力学规律只能用于：惯性系一、经典力学规律只能用于：惯性系、低速运低速运动、宏观物体、弱引力。动、宏观物体、弱引力。惯性参考系：惯性参考系：惯性参考系：惯性参考系：凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。惯性系。所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。性系。所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。第十七张，PPT共十九页，创作于2022年6月二、二、相对论的基本原理相对论的基本原理1、相对性原理、相对性原理（1 1）相对时间）相对时间（2）相对长度）相对长度（3）相对质量）相对质量2、光速不变原理、光速不变原理第十八张，PPT共十九页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第十九张，PPT共十九页，创作于2022年6月