5.1 经典力学的成就与局限性[学习目标定位] 1.了解经典力学在科学研究及生产技术中的广泛应用.2.知道经典力学的局限性和适用范围.一、经典力学的成就1.经典力学:又称牛顿力学,经典力学体系是时代的产物,是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论.它是整个现代物理学和天文学的基础,也是现代许多门类工程技术的理论基础.2.经典力学的成就英国物理学家牛顿在 1687 年出版的著作《自然哲学的数学原理》中建立了一个完整的力学理论体系.经典力学只用几个基本的概念和原理就可以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人们日常看到的种种运动.二、经典力学的局限性1.牛顿的绝对时空观: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.经典力学的局限性:不能解释高速运动领域的许多客观现象;不能解释微观世界丰富多彩的现象.三、经典力学的适用范围经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场,超出以上范围,经典力学失效,要由相对论、量子论等来取代.一、经典力学的成就1.经典力学经典力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学,有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系.2.经典力学的巨大成就(1)把天体运动与地面上物体的运动统一起来.(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等.(3)力学和热力学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命.(4)由牛顿运动定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等是航空航天技术的理论基础.二、经典力学的局限性1.经典力学是从日常机械运动中总结出来的,超出这个范围,经典力学常常就不适用了.2.绝对时空观:牛顿认为,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.(1)正确理解绝对时空观① 时间和空间是分离的,时间尺度和空间尺度与物质运动无关,都是绝对的.1② 经典力学的时空观认为,时间就其本质而言是永远均匀地流逝,与任何其他外界事物无关,空间就其本质而言与外界任何事物无关,它从不运动,并且永远不变.(2)由绝对时空观得到的结论① 同时的绝对性在一个惯性系中的观察者在某一时刻观测到两个事件,对另一个做匀速直线运动的惯性系中的观察者来说是同时发生的,即同时性与观察者的运动状态无关.② 时间间隔的绝对性任何事件(或物体的运动)所经历的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系(或观察者)的运...