经典力学的局限性(难)

【高中物理】高中物理知识点：经典力学的局限性
经典力学的局限性:
1、从低速到高速――狭义相对论：当物体运动的速度比真空中的光速小得多时，质量、时间和长度的变化很小，可以忽略，经典力学完全适用。

但如果物体运动速度可以和
光速相比较时，质量、时间和长度的变化就很大，经典力学就不再适用，狭义相对论阐述
了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。

2、从宏观到微观――量子力学：物理学研究深入到微观世界，发现微观粒子不但具
有粒子的性质，还能产生干涉、衍射现象。

干涉和衍射是波所特有的性质。

也就是说微观
粒子具有波动性。

这是牛顿经典力学无法解释的。

正是在这种情形下，量子力学应运而生，量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。

3、从弱引力到强引力――广义相对论：天文观测发现行星的轨道并不严格闭合，它
们的近日点在不断地旋进。

这种现象称为行星的轨道旋进。

这是用牛顿万有引力定律无法
得到满意解释的。

爱因斯坦创立了广义相对论，根据广义相对论计算出的水星近日点的旋
进与天文观测能很好地吻合, 爱因斯坦创立的广义相对论是一种新的时空引力理论，爱因
斯坦还根据广义相对论预言了光线在经过大质量星体附近时会发生偏转，这也是被天文观
测所证实的。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。

AP0810312 何超文经典力学的成就和局限性摘要：论述经典力学的成就，批判经典力学的绝对时间、绝对空间、引力本质、质量不变等观点，说明其应用范围及其与经典物理学的矛盾。

一、经典力学的成就经典力学的理论体系是以牛顿运动三定律为基础的。

牛顿系统地总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律，于1687年出版了《自然哲学数学原理》。

这是牛顿的一部代表作，也是力学的一部经典著作。

牛顿在这部书中，从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力等)和基本定律(运动三定律)出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，建立了经典力学的完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体的力学统一起来，这是物理学史上第一次大的综合。

所以，牛顿的《自然哲学数学原理》的出版，标志着经典力学体系的建立。

这对科学发展的进程以及后代科学家们的思维方式产生了极其深刻的影响。

牛顿力学的建立标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。

二、经典力学的局限性创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约，牛顿当然也不例外。

由于受到时代的局限，牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性，主要表现在以下几个方面：第一，引入了绝对时间、绝对空间等基本概念。

按照牛顿的说法，绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。

绝对空间就其本性而言，是与任何外界事物无关而永远是相同的和不动的。

绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所的移动。

莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议，指出过，没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。

爱因斯坦推广了上述的相对性原理，提出狭义相对论。

在狭义相对论中，长度和时间间隔也变成相对量，运动的尺相对于静止的尺变短，运动的钟相对于静止的钟变慢。

在广义相对论中，时空的性质不是与物体运动无关的：一方面，物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。

(完整版)经典力学的局限性经典力学的局限性（1)从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出,质量要随着物体的运动速度的增大而增大。

(2）从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，只说明它有一定的适用范围，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.(3）从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区别，相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只是认为科学在一定条件下有其特殊性，经典力学只适用于弱引力不适用于强引力。

．下列关于说法正确是（）A．自由落体运动规律属于经典力学B．行星运动定律属于经典力学C．牛顿运动定律属于经典力学D．经典力学没有局限性，适用于所有领域分析：经典力学的核心理论是牛顿运动定律，其适用范围是宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．故选ABC牛顿运动定律是基础．以下对牛顿运动定律理解中正确是( ）A．牛顿第一定律指出物体只有保持匀速直线运动状态或静止状态时才具有惯性B．牛顿第二定律指出物体加速度的方向与物体所受合力的方向一致C．牛顿第三定律指出物体间的作用力与反作用力是一对平衡力D．牛顿运动定律不仅适用于低速运动的宏观物体，也适用于高速运动的微观粒子分析：A、牛顿第一定律也称为惯性定律，它告诉我们惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性;故A错误;B、牛顿第二定律指出物体的加速度与物体所受外力成正比，加速度的方向与合外力的方向一致，故B正确；C、牛顿第三定律中作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的大小相等，方向相反的两个力，故不可能为平衡力，故C 错误;D、牛顿运动定律只能适用于宏观、低速物体，不能适用于微观高速粒子，故D错误;故选B．。

经典力学的局限性主讲：黄冈中学高级教师涂秉清经典力学的基础是牛顿运动定律、万有引力定律的建立，它是使人们对牛顿物理学的尊敬。

牛顿运动定律、万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广三角领域，包括天体运动的研究中，接受了实践的检验，取得了巨大的成就。

一、从低速到高速经典力学对低速运动物体（速度远小于光速）完全适用，不适用于高运动的物体。

（接近光速）爱因斯坦狭义相对论指出（20世纪初）可见v较小时m m0 v→0.8C时m→1.7m再则，对于非惯性参考系，牛顿运动定律也不适用。

车内小球放在光滑桌面上，当车突然加速前进时，甲看见小球在桌上左移，（是乎违背牛顿运动定律，乙看见球不动。

）二、从宏观到微观经典力学对于宏观世界的物体，不适用于微观粒子。

19世纪末20世纪初，人们发现微观粒子（中子、质子、电子）不仅具有等效性，同时具有波动性。

（高三时期学习），其表现形式不能完全用经典力学来说明，如电子、质子的衍射，光子的运动，相对论与量子力学的出现，才能正确描述微观粒子的运动。

三、从弱引力到强引力万有引力定律的发现，解释了天体运动的规律，并预言和发现了海王星和太阳系的其它天体，将地面上物体的运动规律与天体运动规律统一起来，将经典力学理论推上了当代科学的高峰。

但牛顿的经典力学又遇上了新的问题：四、经典力学的引力理论只适用弱引力场，不适用于强引力场（1）水星公转轨道的不断旋进按牛顿万有引力理论，水星（天体）运动应该是一椭圆或圆，然而实际的天文观测并非如此，在近日点轨道不断旋进（近日点水星处于强引力场，较其它行星近日）（2）按牛顿万有引力定律，若某球形天体质量不变，将其压缩到原半径一半的体积，天体表面引力变为原四倍（平方反比），而事实上并非如此。

爱因斯坦的引力理论表明，引力增加更快，半径越小，这种差别越大。

（3）对于高密度天体，如白矮星r=r地·ρ（108～1010kg/m3），中子星ρ（1016～1019）kg/m3。

论经典力学的局限性摘要：人类从愚蠢走向文化，从神学走向科学，在认识自我的过程中，物理学起到了绝对重要的作用。

而物理学的第一次推翻时辰就是经典力学的树立。

但发明历史的人们总是不可防止地要遭到历史的限制，重点阐述了经典力学的局限性。

在高中阶段，我们所学习的力学知识主要是以牛顿运动定律为根底的经典力学。

那么经典力学是如何构成的、它的局限性表如今哪些方面？让我们逐个解答。

一、经典力学的构成17世纪牛顿力学构成了体系，能够说，这是物理学的第一次巨大综合。

牛顿树立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并开展了变量数学微积分，具有理解决实践问题的才能。

他创始了天膂力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充沛证明了这一点。

二、经典力学的主要观念牛顿力学三定律构成了近代力学的根底，也是近代物理学的重要支柱。

牛顿关于力学最重要的奉献则是万有引力的发现。

牛顿的力学三定律和万有引力定律把天体运动定律与地上物体运动定律统一同来，树立起经典力学的理论大厦。

牛顿把他的力学理论应用于太阳系，处理了天膂力学中的一系列问题。

他拿出了计算太阳质量和行星质量的办法，证明了地球是一个赤道凸出的扁球，解释了岁差现象，阐明了潮汐的涨落，剖析了彗星运动的轨迹和天体摄动现象等。

18世纪及以后的一系列事实，证明了牛顿力学的谬误性，从而得到了普遍的供认。

对证明牛顿万有引力定律有重要意义的事实，一是哈雷彗星的发现，二是地球外形的证明，三是关于行星摄动现象的证明。

此外，如关于引力常数G的测定等，也都证明了万有引力定律。

三、经典力学的局限性发明历史的人们总是不可防止地要遭到历史的限制，牛顿当然也不例外。

由于遭到时期的局限，牛顿创建的经典力学的根本概念和根本原理存在着固有的局限性，主要表如今以下几个方面：1.引入了绝对时间、绝对空间等根本概念依照牛顿的说法，绝对的、真正的和数学的时间本身在流逝着，而且由于其本性平均地、与任何其他外界事物无关地流逝着。

经典力学的局限性（预习案）【预习目标】1.查阅资料了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。

2.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度对质量的影响。

【预习内容】1．相对论给出了物体在状态下所遵循的规律，量子力学给出了世界所遵循的规律，爱因斯坦引力理论解决了作用下的相关问题，而经典力学只适用于，不适用于。

2．在经典力学中，物体质量不随而改变，而在狭义相对论中，质量要随物体。

【预习自测】1．20世纪初，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论．在经典力学中，物体的质量是的，而相对论指出质量随着速度变化而。

2．20世纪初期，建立了，它能够正确地描述微观粒子的运动规律。

3．经典力学只适用于解决问题，不能用来处理问题。

【我的疑惑】【知识链接】（1）狭义相对论1905年，爱因斯坦发表了他的狭义相对论。

物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。

也就是说，运动必须有一个参考物，即必须在某一个参考系下描述运动。

伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。

更无从感知速度的大小，因为没有参考。

比如，不知道整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。

爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。

其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。

著名的麦克尔逊--莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。

也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。

这就是狭义相对论的第二个基本原理，光速不变原理。

由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。

比如速度变换，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，比如一辆火车速度是10m/s，一个人在车上相对车的速度也是10m/s，地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s，而是(20-10-15))m/s左右。