《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》課件（1）

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1、經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性1：主要有哪些物理學(xué)家作出了哪：主要有哪些物理學(xué)家作出了哪些突出的貢獻？些突出的貢獻？2：經(jīng)典力學(xué)有哪些局限性？：經(jīng)典力學(xué)有哪些局限性？重重 大大 成成 就就時時 間間阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律公元前三世紀(jì)公元前三世紀(jì)開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動定律開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動定律1609，1619伽利略闡明了運動的相對性原理伽利略闡明了運動的相對性原理1632伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體運動規(guī)律、慣性原理伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體運動規(guī)律、慣性原理1638帕斯卡發(fā)現(xiàn)帕斯卡原理帕斯卡發(fā)現(xiàn)帕斯卡原理1653馬德堡半球?qū)嶒?、驗證大氣壓力馬德堡半球?qū)嶒?、驗證大氣壓力1663發(fā)

2、現(xiàn)胡克定律發(fā)現(xiàn)胡克定律彈簧彈力和形變的關(guān)系彈簧彈力和形變的關(guān)系1678牛頓發(fā)表牛頓發(fā)表自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，闡明了，闡明了運動定律和萬有引力定律運動定律和萬有引力定律1687亞里士多德亞里士多德伽利略伽利略笛卡兒笛卡兒惠更斯惠更斯牛頓牛頓國別國別生活年生活年代代古希臘，約公古希臘，約公元前元前384公公元前元前322年年意大利，意大利，15641642年年法國，法國，15961650年年荷蘭，荷蘭，16291695年年英國，英國， 16421727年年主要的主要的科學(xué)研科學(xué)研究方法究方法觀察、思維、觀察、思維、推理推理觀察實驗、假觀察實驗、假設(shè)、數(shù)學(xué)推理設(shè)、數(shù)學(xué)推理三者相結(jié)合三

3、者相結(jié)合實驗觀察、實驗觀察、數(shù)學(xué)推理數(shù)學(xué)推理實驗、數(shù)實驗、數(shù)學(xué)推理學(xué)推理歸納與演歸納與演繹、綜合繹、綜合與分析、與分析、實驗觀察實驗觀察等等力學(xué)方力學(xué)方面的主面的主要成就要成就兩個反面的結(jié)兩個反面的結(jié)論：論：力是維持物力是維持物體運動的原因。體運動的原因。重的物體比重的物體比輕的物體下落輕的物體下落得快。得快。自由落體運自由落體運動規(guī)律動規(guī)律力學(xué)相對性力學(xué)相對性原理原理慣性定律慣性定律制成了制成了世界上第世界上第一架計時一架計時擺鐘。擺鐘。測量出測量出重力加速重力加速度的值。度的值。三大運三大運動定律、動定律、萬有引萬有引力定律。力定律。 伽利略、牛頓時代之前。人們對力學(xué)現(xiàn)象的研究大多直接伽利

4、略、牛頓時代之前。人們對力學(xué)現(xiàn)象的研究大多直接反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學(xué)之內(nèi)，物理學(xué)就整體而言還反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學(xué)之內(nèi)，物理學(xué)就整體而言還沒有成為獨立的科學(xué)。這個階段對力學(xué)作出突出貢獻的是阿基沒有成為獨立的科學(xué)。這個階段對力學(xué)作出突出貢獻的是阿基米德。米德。 從伽利略到牛頓。是經(jīng)典力學(xué)從基本要領(lǐng)、基本定律到建從伽利略到牛頓。是經(jīng)典力學(xué)從基本要領(lǐng)、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學(xué)家為經(jīng)典力學(xué)成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學(xué)家為經(jīng)典力學(xué)打下重要基礎(chǔ)。打下重要基礎(chǔ)。 牛頓之后。經(jīng)典力學(xué)又有新的發(fā)展，這一階段主要是后人牛頓之后。經(jīng)典力學(xué)又有新的發(fā)展，這一

5、階段主要是后人對經(jīng)典力學(xué)的表述形式和應(yīng)用對象進行了拓展和完善。對經(jīng)典力學(xué)的表述形式和應(yīng)用對象進行了拓展和完善。把人類對整個自然界的認識推進到一個新水平，牛頓從力把人類對整個自然界的認識推進到一個新水平，牛頓從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一；學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一；經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各門自然科學(xué)的典范；門自然科學(xué)的典范；經(jīng)典力學(xué)的建立對自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會的進步具經(jīng)典力學(xué)的建立對自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會的進步具有深遠

6、影響：有深遠影響：經(jīng)典力學(xué)形成的科學(xué)研究方法的推廣應(yīng)用；經(jīng)典力學(xué)形成的科學(xué)研究方法的推廣應(yīng)用；經(jīng)典力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促經(jīng)典力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促進了自然科學(xué)的進一步發(fā)展；進了自然科學(xué)的進一步發(fā)展；經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進了社會文明的經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進了社會文明的發(fā)展。發(fā)展。與光速相比與光速相比牛頓運動定律與參考系牛頓運動定律與參考系經(jīng)典力學(xué)與與運動速度經(jīng)典力學(xué)與與運動速度凡是牛頓定律成立的參考系，稱為慣性參考系，簡稱慣性系。凡是牛頓定律成立的參考系，稱為慣性參考系，簡稱慣性系。所有相對于慣性系作勻速直線運動的參

7、考系都是慣性系。所有相對于慣性系作勻速直線運動的參考系都是慣性系。所有相對于慣性系作變速運動的參考系都是非慣性系。所有相對于慣性系作變速運動的參考系都是非慣性系。牛頓定律能適用于下列哪些情況？牛頓定律能適用于下列哪些情況？ A.研究原子中電子的運動研究原子中電子的運動 B.研究研究“神州神州”五號的高速發(fā)射五號的高速發(fā)射 C.研究地球繞太陽的運動研究地球繞太陽的運動 D.研究飛機從深圳飛往北京的航線研究飛機從深圳飛往北京的航線兩臺升降機甲、乙同時自由下落甲上的人兩臺升降機甲、乙同時自由下落甲上的人看到乙是靜止的，也就是說，在甲看來，乙的運動看到乙是靜止的，也就是說，在甲看來，乙的運動狀態(tài)并沒有

8、改變，但是乙確實受到向下的地球引力。狀態(tài)并沒有改變，但是乙確實受到向下的地球引力。根據(jù)牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)根據(jù)牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)一定會改變，這不是有矛盾嗎？你是如何理解的？一定會改變，這不是有矛盾嗎？你是如何理解的？19051905年，出生于德國的美年，出生于德國的美籍物理學(xué)家阿爾伯特籍物理學(xué)家阿爾伯特愛愛因斯坦（因斯坦（1879195518791955）發(fā)表了狹義相對論。這個發(fā)表了狹義相對論。這個理論指出在宇宙中唯一不理論指出在宇宙中唯一不變的是光線在真空中的速變的是光線在真空中的速度，其它任何事物度，其它任何事物速速度、長度、質(zhì)量和經(jīng)過的度、長度、

9、質(zhì)量和經(jīng)過的時間，都隨觀察者的參考時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。系（特定觀察）而變化。四四.狹義相對論的基本原理狹義相對論的基本原理相對時間 021ttvc 相對長度 201vLLc相對質(zhì)量021mmvc Einstein 對相對論的解釋對相對論的解釋: 當(dāng)你和一個漂亮當(dāng)你和一個漂亮姑娘在一起坐一小姑娘在一起坐一小時時, ,你感覺只坐了一你感覺只坐了一分鐘分鐘, ,當(dāng)你坐在火爐當(dāng)你坐在火爐旁一分鐘旁一分鐘, ,就好象坐就好象坐了一小時了一小時, ,這就是相這就是相對論。對論。Albert Einstein世紀(jì)偉人世紀(jì)偉人 17 17 世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系 . . 可以說，這可以說，這是物理學(xué)第一次偉大的綜合是物理學(xué)第一次偉大的綜合 . . 牛頓建立了兩個牛頓建立了兩個定律，一個是運動定律，一個是萬有引力定律，定律，一個是運動定律，一個是萬有引力定律，并發(fā)展了變量數(shù)學(xué)微積分，具有解決實際問題并發(fā)展了變量數(shù)學(xué)微積分，具有解決實際問題的能力的能力 . . 他開拓了天體力學(xué)這一科學(xué)，海王星他開拓了天體力學(xué)這一科學(xué)，海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)就充分顯示了這一點和冥王星的發(fā)現(xiàn)就充分顯示了這一點 . .牛頓經(jīng)典力學(xué)的局限性牛頓經(jīng)典力學(xué)的局限性適用于低速，宏觀，弱引力物體適用于低速，宏觀，弱引力物體