高一物理(6.6经典力学的局限性).ppt

第六章万有引力与航天第6节经典力学的局限性 17世纪牛顿力学构成了体系。可以说，这是物理学第一次伟大的综合。牛顿建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力。他开拓了天体力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点。 经典力学的适用范围： 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； 只适用于弱引力情况，不适 用于强引力情况。 1905年，出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦（1879──1955）发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物──速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。 质量要随物体运动速度的增大而增大。物体的质量与运动速度的关系是 1。物体的质量与运动速度有关 2。时间的相对性——“钟慢效应” 时间的相对性符合以下规律： △t’是运动体中的观察者观察到的时间间隔，△t是地面上的观察者观察到的时间间隔。 3。空间的相对性——“尺缩效应” 空间的相对性符合以下规律： L’是运动体中的观察者测得的长度， L是地面上的观察者测得的长度。 对于高速运动需要应用爱因斯坦的相对论。当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。 对于微观世界，需要应用量子力学。当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。 对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论。当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。 例1：下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是（ ） 卫星是围绕地球的中心绕地球做匀速圆周运动的 D 例2。人造地球卫星由于受到大气的阻力，其运行轨道半径逐渐减小，其圆轨道上相应的线速度和角速度的变化情况是 A。线速度变大，角速度变大 B。线速度不变，角速度变小 C。线速度变小，角速度不变 D。线速度变小，角速度变小 A 3。宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台面上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g’表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，下面是一些说法正确的是（ ）： ①g’=0；② ③ ④N=0； ⑤ ⑥ ②④ 如地球自转速度达到使赤道上的物体“飘”起来，那么，地球上一天等于______h。 （地球半径取6。4×103Km） 例4 1 2 3 P Q 例5。发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，如图，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时： (1)卫星在轨道3上的速率 轨道1上的速率 小于 (2)卫星在轨道1上经过Q点的加速度 卫星在轨道2上经过Q点加速度。 等于 例6。某行星的质量是M，半径为R。在行星表面上，有一质量为m的物体，（1）行星对它的万有引力多大？（2）若将该物体在行星表面h处由静止释放，经多长时间物体落到行星表面上？（3）已知该行星的自转周期为T，求它的同步卫星离行星的高度？(万有引力常量G已知）。 例7。在天体运动中，将两颗彼此距离较近，且相互绕行的行星称为双星。已知两行星质量分别为M1和M2，它们之间距离为L，求各自运转半径和角速度为多少？ M1 M2