第 6 节 经典力学的局限性 [新课教学] 一、从低速到高速 (展示问题) 师：请同学们阅读教材“从低速到高速”部分．回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公设． 生：低速到高速 的概念，通常所见的物体的运动皆为低速 运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等．有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速． 质速关系是：在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即 其中 Db 为静止质量，m 是物体速度为 v 时的质量，c 是真空中的光速． 例如：(1)v＝0．8c 时，物体的质量约增大到静止质量的 1．7 倍，这时经典力学就不再适用了． (2)如地球以 v＝30km／s 的速度绕太阳公转时 ，m=l 010 lOlmo，它的质量增大十分微小，可以忽略不计． 速度合成与两个公设．一条河流中的水以相对河岸的速度 v 水岸流动，河中的船以相对于河水的速度 v 船水顺流而下．在经典力学中，船相对于岸的速度即为 v 船岸=v 船水+v 水岸 经验告诉我们，这简直是天经地义的．但是 ，仔细一看，这个关系式涉及两个不同的惯性参考系，而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系．在牛顿看来，位移和时间的测量与参考系无关，正是在这种时空的观念下，上式才成立．然而，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的，因而上式不能成立，经典力学也就不再适用了． (1)相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式． (2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速‘都一样． 师：经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢? 生：适用于低速运动的物体． 师：阅读教材科学漫步部分，体会时间和空间是什么． 生：时间与空间并没有讲清时 间与空间的问题，只是提出问题，激励我们对未来的探索． 二、从宏观到微观 师：请同学们阅读教材“从宏观到微观”部分，并说明经典力学是适用于宏观物体还是微观物体。 生：19 世纪末到 20 世纪初，人们相继发现了电子、质子、中子等学 生 活 动 微观粒子，发现它们不仅具有粒子性，面且具有波动性，它们的运动规律不能用经典力学描述． 20 世纪 20 年代，建立了量子力学，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用． 经典力学一般不适用于微观粒子． 师：相对论和...
