1、5.1经典力学的成就与局限性学习目标定位 1.了解经典力学在科学研究及生产技术中的广泛应用.2.知道经典力学的局限性和适用范围一、经典力学的成就1经典力学：又称牛顿力学，经典力学体系是时代的产物，是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论它是整个现代物理学和天文学的基础，也是现代许多门类工程技术的理论基础2经典力学的成就英国物理学家牛顿在1687年出版的著作自然哲学的数学原理中建立了一个完整的力学理论体系经典力学只用几个基本的概念和原理就可以说明行星和卫星的轨道、开普勒的行星运动定律、彗星运动、落体运动、海洋的潮汐、汽车的运动、足球的运动以及宏观世界中人们日常看到的种种运动二、经典力学的局限性1
2、牛顿的绝对时空观：时间、空间与物质及其运动完全无关，时间与空间也完全无关2经典力学的局限性：不能解释高速运动领域的许多客观现象；不能解释微观世界丰富多彩的现象三、经典力学的适用范围经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场，超出以上范围，经典力学失效，要由相对论、量子论等来取代.一、经典力学的成就1经典力学经典力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学，有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系2经典力学的巨大成就(1)把天体运动与地面上物体的运动统一起来(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等(3)力学和热力学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命(4)由牛
3、顿运动定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等是航空航天技术的理论基础二、经典力学的局限性1经典力学是从日常机械运动中总结出来的，超出这个范围，经典力学常常就不适用了2绝对时空观：牛顿认为，时间、空间与物质及其运动完全无关，时间与空间也完全无关(1)正确理解绝对时空观时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的经典力学的时空观认为，时间就其本质而言是永远均匀地流逝，与任何其他外界事物无关，空间就其本质而言与外界任何事物无关，它从不运动，并且永远不变(2)由绝对时空观得到的结论同时的绝对性在一个惯性系中的观察者在某一时刻观测到两个事件，对另一个做匀速直线运动的惯性系中的观察者
4、来说是同时发生的，即同时性与观察者的运动状态无关时间间隔的绝对性任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系(或观察者)的运动无关空间距离的绝对性如果各个惯性系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点的距离也就有绝对不变的量值，而与惯性系的选择(或观察者的运动状态)无关3经典力学的绝对时空观，割裂了时间、空间、物质及其运动之间的联系，不能解释高速运动领域的许多客观现象4经典力学的运动观，从自然观角度来说，给出的是一幅机械运动的图景，不能解释微观世界丰富多彩的现象三、经典力学的适用范围1经典力学有它的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界
5、，不适用于微观世界；只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况2对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯坦的相对论当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别3对于微观世界，需要应用量子力学当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别4对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大一、经典力学的巨大成就例1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所有的问题D经典力学可以解决自然界中
6、所有的问题解析经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系，明确经典力学的适用范围，才能正确解决此类问题，所以选B.答案B二、经典力学的适用范围例2经典力学只适用于“宏观世界”这里的“宏观世界”是指()A行星、恒星、星系等巨大的物质领域B地球表面上的物质世界C人眼能看到的物质世界D不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界解析A、B、C三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D.答案D1(经典力学的成就
7、)关于经典力学的成就，下列论述正确的是()A经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合B经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在C经典力学第一次向人们展示了时间的相对性D人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系答案AD解析经典力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，第一次实现了人类对自然界认识的理论大综合在研究方法上，人们把经典力学中行之有效的实验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，形成了完整的经典物理学体系综上所述，应选A、D.2(经典力学的局限性)关于经典力学的局限性，下列说法正确的是()A
8、经典力学没有局限性B经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了C经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象D经典力学的时间和空间分离的观点不准确答案BCD解析经典力学仅适用于宏观、低速运动的物体，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不再适用了，B对；经典力学无法解释微观领域中物质结构和能量不连续的现象，C对；同样D也对3(经典力学的适用范围)下列服从经典力学规律的是()A自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C物体运动的速率接近于真空中的光速D地壳的变动答案ABD解析经典力学适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B、D正确；当物体的运动速率接近于光速时，经典力学就不适用了，故C错误.