经典力学

牛顿的经典力学,介绍详细,供大家参考

经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
　　力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点，他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书，在西方有着极大的影响，以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。
　　16世纪以后，人们开始通过科学实验，对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等，做了很多艰巨的工作，力学逐渐摆脱传统观念的束缚，有了很大的进展。
　　英国科学家牛顿在前人研究和实

教学准备

1. 教学目标

1、知识与技能

（1）知道牛顿运动定律的适用范围；

（2）了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用； （3）知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时。

2、过程与方法：通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。

3、情感、态度与价值观：通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。

2. 教学重点/难点

教学重点

牛顿运动定律的适用范围。 教学难点

高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

3. 教学用具

多媒体、板书

4. 标签

教学过程

新课导入

自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律的正确性．

但是，经典力学也不是万能的，像其他科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局限性．那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节课我们就来了解这方面的知识．

一、经典力学及其局限性 1.基本知识 （1）从低速到高速

论述量子力学和经典力学在内容和表述上的区别与联系

0 引言

量子力学是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。它的出现使物理学发生了巨大变革，一方面使人们对物质的运动有了进一步的认识，另一方面使人们认识到物理理论不是绝对的，而是相对的，有一定局限性。经典力学描述宏观物质形态的运动规律，而量子力学则描述微观物质形态的运动规律，他们之间有质的区别，又有密切联系。本文试图通过解释、比较，找出它们之间的不同，进一步深入了解量子力学，更好的理解和掌握量子力学的概念和原理。

1 经典力学与量子力学在物理内容上的区别与联系

1.1经典力学基本内容及理论

经典力学是在宏观和低速领域物理经验的基础上建立起来的物理概念和理论体系，其基础是牛顿力学（宏观物体运动规律）,麦克斯韦电磁学（场的运动规律）以及热力学与统计物理学（物质的热运动规律） 1.1.1牛顿力学的核心

牛顿三大运动定律和万有引力定律作为牛顿力学的两大核心。它们分别从力作用下物体的运动及物体之间的基本相互作用力。牛顿力学解决了宏观低速物体运动的很多问题，为经典力学研究奠定了很好的理论基础。 1.1.2麦克斯韦方程组

作为电磁学中最基本的实验定律概

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第六章 6 经典力学的局限性

基础达标

一、选择题(在每小题给出的4个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求；第5～6题有多项符合题目要求)1.下列运动中不能用经典力学规律描述的是( ) A．子弹的飞行B．和谐号从深圳向广州飞跑

C．人造卫星绕地球运动D．粒子接近光速的运动

【答案】D

【解析】子弹的飞行、火车的运动及人造卫星绕地球的运动，都属于宏观低速，经典力学都适用，而粒子接近光速的运动，经典力学不适用．

2．20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；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这不能说明( )

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与规律

D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律

【答案】A

【解析】人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律．新的科学的诞生并不意味着

第5章经典力学的成就与局限性

1．经典力学的成就与局限性

2．了解相对论(选学)

3．初识量子论(选学)

[先填空]

1．经典力学的成就

英国物理学家牛顿在《自然哲学的数学原理》中建立了一个完整的力学理论体系．他的理论只用几个基本的概念和原理，不但可以解决人们日常看到的种种物体的运动问题，也可以说明天体运动规律．

经典力学的思想方法的影响远远超出了物理学与天文学的研究领域，对其他自然科学、社会科学领域都产生了巨大影响．

2．经典力学的局限性

(1)经典力学是从日常的机械运动中总结出来的，超出宏观的、日常生活经验的领域常常就不适用了．

(2)绝对时空观：把时间、空间、物质及其运动之间的联系割裂开来，不能解释高速运动领域的许多现象．

(3)经典力学认为一切自然现象都服从、遵守力学原理，严格按力学规律发生、演化，并且变化是连续的，这种观点与微观世界的很多现象都不相符．

3．经典力学的适用范围

(1)只适用于低速运动，不适用于高速运动．

(2)只适用于宏观物体的运动，不适用于微观粒子的运动．

(3)只适用于弱引力环境，不适用于强引力环境．

[再判断]

1．经典力学的基础是牛顿运动定律．(√)

2．经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关．(√)

[后思考]

洲际导弹的速度可达6 000

。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 经典力学的局限性

题组一 经典力学与经典时空观

1.经典力学不能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

解析:经典力学适用于宏观、低速、弱引力等领域,故A、B、C都适用,而研究微观粒子的波动性时,经典力学不再适用。 答案:D

2.物体运动的速度非常大时,经典力学就不再适用了,这是因为( ) A.物体运动的速度很大时,测量时引起的误差太大,所以不适用了 B.物体运动的速度很大时,物体受到的力也很大,所以不适用了

C.物体运动的速度很大时,物体的质量也发生了较大变化,所以不适用了 D.物体运动的速度很大时,加速度也很大,所以不适用了

解析:根据相对论力学知,物体的质量不是恒定的,它随物体运动的速度而变。而在经典力学中,认为物体的质量是恒定的。 答案:C

题组二 相对论时空观

3.属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中( ) A.真空中光速不变 B.时间间隔具有相对性 C.物体的质量不变

D.物体的能量与质量成正比

解析:狭义相对论的基本假设有①狭义相对论的相对性原理:一切惯性参考系中

力 学 综 合

一、选择、填空题

【例1】潜水艇在海面下航行时排开水的质量为m1，在海面上航行时排开水的质量为m2，设海水的密度为ρ，下列说法中正确的是（ ）

A．它在海面下航行时所受浮力等于(m1?m2)g

B．它在海面下航行时所受的压力差(m1?m2)g C．当潜艇在海面上航行时，水中部分的体积为

m2 ?D．要使潜艇潜入海面下要充入重为(m1?m2)g的海水

【例2】边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽内．待木块静止时，从水槽中溢出了600g水，已知木块的密度小于水的密度g?10N/kg）则：

A．木块受到的浮力为6N B．木块下表面受到的水的压强为600Pa C．木块的密度为6g/cm3 D．木块下表面受到水的压力为60N

【例3】如图所示，在水平桌面上放着甲、乙两杯液体，甲杯内装有水，乙杯内装有酒精．已知两杯底部受到的液体压强相等，且两杯液体内A、B两点距底部的距离hA?1.6hB．A、B两点处的液体压强分别为pA、pB．（已知

?酒精?0.8?103kg/m3）则下列说法中正确的是（ ）

A．pApB，且pA?pB?0.4?水ghB D．pA>pB，且pA?pB?0.8?水

1、如图1-1所示，长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重为12牛的物体。平衡时，绳中张力T=＿＿＿＿

2、如图2-1所示，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮的距离相等。在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中，保持C、D两端的拉力F不变。

（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零？

（2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少？

（3）求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H？

3、如图3-1所示的传送皮带，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc与水平面的夹角α=37°，一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为2米/秒。若把物体A轻轻放到a点处，它将被皮带送到c点，且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

4、如图4-1所示，传送带与地面倾角θ=37°，AB长为16米，传送带以10米/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千

当经典物理遇上量子力学

量子力学来源于那晴朗天空中的两朵乌云之一，正是那朵乌云引起了人们对物理世界的重新认识。量子力学的重要性不亚于当年的牛顿力学，其在物理学史上具有划时代意义，对于研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质具有重要的作用。 此前经典物理曾取得了一系列的重大成就，然而在19 世纪末，德国物理学家维恩发现的热辐射理论却是用经典物理所无法解释的，正是这一成果促进了量子力学的产生。从此出现了一门与经典力学不同的理论的诞生。

量子力学与经典力学的核心差异在于对粒子与波的认识。经典力学认为粒子与波是完全不同的，两者毫无联系，相互独立。而量子力学认为物质具有波粒二象性，统一了粒子与波。

对于经典物理的基本观念有连续性，因果性，确定性。我们可以用r,p,t等物理量来准确的描述物体的运动状态等。但量子力学的思想在于不连续性，不因果性，不确定性。不连续性是指物质和能量都有最小的单位，是一份一份的;不确定性认为人们无法同时给定物质所有的参数，一个知道的越详细，另一个就越不准确；不因果性则是即使你知道所有参数（虽然理论上不能），你得到的也只是个概率的结果。于是量子力学采用波函数来描述粒子的状态，量子力学中的力学量可以用由满足一定条

Ni 高一物理力学例题经典

第一章 力

例题1 把一个大小为10N的力沿相互垂直的两个方向分解,两个分力的大小可能为 (A) 1N,9N (B)6N,8N

(C)(99.99)N,0.1N (D)11N,11N

解:两个分力的平方和应等于10,等于100.选项(B)(C)正确. 例题2 一个大小为1N的力可以分解为多大的两个力? (A) 0.2N,1.2N (B)1N,1N (C)100N,100N (D)1N,1000N

解:大小为0.2N和1.2N的两个力方向相反时合力为1N,选项(A)正确; 大小均为1N的两个力互成120°角时,合力为1N,选项(B)正确;

大小均为100N的两个力互成适当小的角度时,合力可为1N,选项(C)正确; 大小为1N和1000N的两个力的合力大小在999N与1001N之间,不可能为1N,选项(D)不对.

总之选项(A)(B)(C)正确.

例题3 作用于同一质点的三个力大小均为10N.

(1)如果每两个力之间的夹角都是120°角,那么合力多大? (2)如果两两垂直,那么合力多大? 解:

(1)合力为零.

(2)根据题意,可以设F1向东,F2向南,F3向上.F1、F2的合力F12，沿东南方向,大小为