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)
学 习 目 标 1.知道经典力学的局限性和适用范围．(重点) 2．初步了解相对论时空观中的基本观点．(难点) 3．了解狭义相对论和广义相对论． 4．了解量子论的基本内容. 知 识 脉 络(教师用书独具)
一、经典力学的成就与局限性 1．经典力学的成就
(1)经典力学的基础是牛顿运动定律和万有引力定律．
- 1 -
(2)经典力学能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的种种运动．
(3)经典力学的思想方法影响到了化学和生物等自然科学领域，也影响了艺术、政治、哲学等社会科学领域．
2. 经典力学的局限性 (1)经典力学的绝对时空观
①内容：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局限性：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．
(2)经典力学的运动观
①成就：牛顿所总结的运动定律，确立了严格的、用数值表示的机械运动的因果关系． ②局限性：不能解释微观世界的现象． 3．经典力学的适用范围 (1)适用范围：适用于宏观(＞10物体．
(2)超出了以上范围要由相对论、量子论取代． 二、了解相对论和量子论(选学) 1．狭义相对论
爱因斯坦针对经典力学的运动规律在处理微观、高速时所遇到的困难，创立了狭义相对论．狭义相对论的主要效应有：
(1)长度收缩：在观测运动的物体时，物体沿运动方向上的长度会收缩，即L＝L0(2)时钟变慢：在观测运动的时钟时，时钟显示的时间变慢，即τ＝－10
m)、低速(v?c)、弱引力场(例如地球附近)中的运动
v21－2. cτ0v21－2c. (3)质量变化：物体的质量随速度的增大而增大．
(4)质能关系：物体的质量和能量之间存在着相互联系的关系，关系式为：E＝mc. (5)速度上限：任何物体的速度都不能超过光速．
一般情况下，由于物体的速度v?c，相对论效应消失，其结果还原为经典力学．因此认为经典力学是相对论力学在低速情况下的近似．
2．广义相对论
(1)爱因斯坦于1916年创立了广义相对论．根据该理论推得一些结果，例：(a)当光线通过强引力场时，光线会发生偏折，即时空会发生“弯曲”．(b)引力场存在引力波．
(2)广义相对论把数学与物理学紧密地联系在了一起． 3．量子论的基本内容
- 2 -
2
(1)量子假设最早是在1900年由德国物理学家普朗克提出来的．
(2)量子论认为，微观世界的某些物理量不能连续变化，而只能取某些分立值，相邻两分立值之差称为该物理量的一个量子．
(3)微观粒子有时显示出波动性，有时又显示出粒子性，这种在不同条件下分别表现出经典力学中的波动性和粒子性的性质称为波粒二象性，在粒子的质量或能量越大时，波动性变得越不显著，所以我们日常所见的宏观物体，实际上可以看做只具有粒子性．
(4)由于微观粒子运动的特殊规律性，使一个微观粒子的某些物理量不可能(填“不可能”或“一定”)同时具有确定的数值．例如粒子的位置和动量，其中的一个量愈确定，另一个量就愈不确定，粒子的运动不遵守确定性规律而遵守统计规律．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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． ( ) (3)经典力学可以研究质子、中子等微观粒子的运动规律．
( )
(4)物体高速运动时，沿运动方向上的长度会变短． ( ) (5)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变． ( ) (6)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大．
( )
【提示】 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
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
- 3 -