高中物理 | 6.6经典力学的局限性详解

经典力学的适应范围

宏观，低速，弱引力

经典力学的局限性

1. 不能解决高速运动的问题（接近光速）

2. 不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象。

从低速到高速

经典时空观和相对时空观

经典时空观（绝对时空观）

（1） 同时的绝对性

（2） 时间间隔的绝对性

（3） 空间距离的绝对性

时间，长度，质量这三者与参考系的运动无关。

以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度），时间，质量这三个物理量与物体的运动速度是无关的。

——这是经典力学的绝对时空观

相对论时空观

长度，时间和质量都是随物体运动速度而变化的（都与参考系的运动有关）

长度，时间 和质量都随速度的变化的关系可以用下列的方程表示

相对时间（钟慢效应）

v是物体的运动速度，c是真空中的光速，t和t0分别为相对静止和运动的系统内测得的时间。

相对长度（尺缩效应）

v是物体的运动速度，c是真空中的光速，L和L0分别为相对静止和运动的系统内沿速度方向测得的物体的长度。

相对质量

m0为物体静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，v是物体的运动速度，c是真空中的光速。

当宏观物体的速度远小于光速时，则L≈L0，m≈m0，t≈t0；因此，在宏观低速运动的物体，用牛顿运动定律时非常准确的。

从宏观到微观

相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去意义。它只是使人们认识到经典力学有它的使用范围：

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。

从弱引力到强引力

牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或者圆，行星沿着这些椭圆或者圆做周期性运动，与实际观测结果不符，行星的轨道不是严格闭合的，它们的近日点在不断的旋进。

习题演练

1. 下面说法正确的是（）

A 哥白尼创立了日心说

B 伽利略发现了行星运动规律

C 惠更斯解决了弹性碰撞问题

D 爱因斯坦提出量子论

2. 有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，时钟B，C分别放在两个火箭上，以速度Vb 和Vc朝同一方向飞行，VB＜Vc，对于地面上的观察者来说，以下说法正确的是（）

A 时钟A走的最慢

B 时钟B走的最慢

C 时钟C走的最慢

D 时钟C走的最快

习题解析

1. AC

2. C