1、第六章 万有引力与航天6.6经典力学的局限性复习旧课牛顿运动定律力和运动的关系 静止 匀速直线运动 匀变速直线运动 平抛 匀速圆周运动牛顿运动定律解释地面上物体的运动。万有引力定律称量天体的质量发现未知天体宇宙航行万有引力定律解释天上物体的运动激发学习动机微观世界粒子的运动规律满足牛顿运动定律吗？讲授新知识万有引力定律牛顿运动定律经典力学地面天上 1900年在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文勋爵充满自信地说:物理学的大厦已经建成，未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就行了。经典力学的局限性牛顿的时空观 空间和时间是客观存在的，与运动和物质无关。空间和时间没有联系。狭义相对论-从
2、低速到高速t是静止钟所走的时间，t是运动钟所走的时间若v=0.9999c，则t=70t时间膨胀动钟变慢宇宙射线中的粒子碰撞大气分子产生缪子（子）,谬子的速度接近光速缪子的平均寿命为2微秒，然后衰变成多个其他粒子我们在地球上能观察到缪子吗？地球大气层假设缪子从10000m高空以0.99c速度运动。求：它到达地面所用的时间？繆子寿命：2微秒需要33微秒缪子穿越大气层sssmmvst331033.0/10399.0101484事实：我们可以在地面观测到缪子狭义相对论从低速到高速以l0表示杆子的静止长度，l表示运动时的长度，v表示杆子的运动速度 长度收缩动尺变短从地面上看到的大气层和地球与谬子同速行进
3、的观测者观察的大气层和地球若v=0.99c，则L=0.14L0地球大气层2201cvLL水星的进动近日点再不断地旋进水星太阳近日点132轨道进动水星广义相对论从弱引力到强引力经典力学适用于弱引力经典力学：描述宏观物体的运动规律v0G篮筐落点特点：确定性篮筐光屏电子铝箔量子力学从宏观到微观电子束穿过铝箔后的图像量子力学：描述微观粒子的运动规律特点：不确定性经典力学适用于宏观物体经典力学弱引力低速宏观强引力高速微观广义相对论狭义相对论量子力学从 到 我们周围的世界m1016m1025科学的探索是无止境的，我们来看看我们周围需要探索的世界。从10亿光年以外来看,宇宙是平坦的,没有什么中心.图中的小点
4、都是由银河系等星系组成的超星系团.当尺度放大十倍，我们看到星系集中在一起，组成星系团。图中为室女座星系团，它和银河系所在的本星系团组成一个本超星系团。图中的每一个点都是一个星系，是由数以十亿计的恒星组成的。我们的故乡银河系。本星系团中一个普通的星系。由大约1000亿颗恒星组成的螺旋状的银河系缓慢的旋转。图中太阳所在的区域，每3亿年围绕银河的中心转动一圈。我们的太阳系位于银河系螺旋翼内侧的边缘，距离银河系中心大约2.5万光年。我看到旁边有好多星星啊！太阳啊太阳，您在哪里呀？在这个尺度上，相对于我们的地球，这些星星在天空的位置基本上不随时间变化，所以叫做恒星。因为距离我们最近，所以看起来最亮。就是
5、您，太阳，出现了。（此时距太阳约一光年）后面的是恒星的背景，晚上看到的就是它们了。跋山涉水呀，千辛万苦呀，终于看到了我们的太阳系。中间是太阳，一个个圈是几大行星的轨道。按照到太阳的距离排序：水星、金星地球、火星木星、土星天王星海王星冥王星数一数，在方框中间的是哪个行星的轨道？一个天文单位从地球到太阳的距离图中的绿色轨道是地球从九月初到十月份的六个星期在天空中经过的轨道。这是地球在四天内运行的轨迹，方框中的小圈是什么呢？原来是月亮的轨道，地球在哪里？25817，缩小17次以后，我们终于见到自己的家了。回家啦！回家啦！从1961年以后，人类才可以从这个角度看到我们生活的地球。终于回到我们熟悉的尺度
6、了。我看到了：有房子、街道、公园好像还有汽车！一副都市生活照片左边是高速公路上飞驰的汽车，右边是等待出发的轮船，绿油油的草地上是什么？原来是两个人在晒太阳睡觉！现在的距离是1米，我们熟悉的单位和我们熟悉的画面。醒醒啊！会感冒的！醒醒啊！会感冒的！分米，我们常用的另一个单位，因为我们的手就这么大。手上的皮肤放大了看，原来，挺恶心的。显微镜的发展使得我们可以走进微观的世界，这是汗毛的毛孔。皮下组织一个细胞的数量级一般来说就是10微米。世界上最大的细胞是鸵鸟蛋，它是一个单独的卵细胞，数量级是分米级的，厉害吧。我是淋巴球我是淋巴球细胞核的表面人体的细胞数量是银河系中恒星数量的几百倍！这就是传说中的染色
7、体了（DNA）！100埃 埃是长度单位，指10-10米。100埃的数量级就能度量某些有机大分子的物质了。在纳米这样的数量级下，我们连原子都可以数清了。图中是组成DNA分子的原子们，生命就在这种复杂的结合中得以体现。原子尺度中量子力学成为主要的理论依据，根据量子力学电子以概率云的形式出现。好像回到了宇宙？不！这是在原子的内部。由于电磁力、强相互作用和弱相互作用的影响，原子核周围空荡荡的。世界终于清静了！10-12米叫做一皮米。在0.1皮米的数量级下看原子核就可以看出很多个球球来，它们是带正电的质子和不带电的中子。碳原子核由6个质子和6个中子组成。1飞米（10的15次方米）原子核内部夸克的运动和相互作用，这是我们正在研究的领域。16102510粒子物理学粒子物理学宇宙学宇宙学运用巩固1经典力学不能适用的运动是()A火箭的发射B“神舟十号”飞船绕地球的运动C“嫦娥三号”登陆月球前的减速运动D微观粒子的波动性D2(多选)以下说法正确的是()A经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B经典力学理论的成立具有一定的局限性C在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变D相对论与量子力学否定了经典力学理论BC经典力学经典力学弱引力弱引力低速低速宏观宏观强引力强引力高速高速微观微观广义相对论广义相对论狭义相对论狭义相对论量子力学量子力学？检查评价
