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关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围,下列说法正 确的是


A.牛顿运动定律也适合解决高速运动的问题
B.牛顿运动定律也适合解决微观粒子的运动问题
C.动量守恒定律既适用于低速,也适用于高速运动的问题
D.动量守恒定律适用于宏观物体,不适用于微观粒子

所属分类: 物理 (免费栏目) 浏览量: 271 次


经典力学的大厦是以牛顿定律为基础建立起来的。所以,牛顿运动定的适用范围(或条件)就是经典力学的适用范围。高中物理教材关于经典力学适用范围的描述是:经典力学只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;经典力学只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子。这种界定经典力学适用范围的描述是否完全正确,有值得探讨的地方:经典力学果真不能用来处理高速成运动问题吗?但事实上,高中物理教材在处理微观粒子(如质子、电子或α粒子等)在电场中的加速、偏转或在匀强磁场中做匀速圆周运动等类型问题时,即使粒子的速率高达到104 —106 m/s,仍然应用的是经典力学的观点和规律;显然,“高速”应该是有条件的高速。其二是“一般不适用于微观粒子”中的“一般”两个字,也并没有将问题的描述绝对化。它表明,在一定条件下经典力学也适用于微观粒子。那么,在什么条件下经典力学对微观粒子的描述才是有效的呢?
从上述两方面的疑问出发思考,我们应该如何比较具体而全面地界定经典力学的适用范围呢?
一、从研究对象上界定经典力学的适用范围
经典力学研究的是宏观物体的机械运动,不涉及热运动和电磁场运动。
⑴“物体”—— 指实物,不包括“场”这类物质。
在进行理论研究时,对实物的结构还有要求:①物体整体可视为质点;②物体是几种特殊的质点组。
牛顿定律是以质点模型为基础的,从原则上讲,以质点的动力学方程为基础可处理一切质点问题。但由于实际问题的复杂性和理论计算的复杂性,目前也只能处理几种特殊的质点组:极简单的自由质点组(二体问题、三体问题的部分解),及质点组的各种理想模型(如刚体、完全弹性体、理想流体、理想无穷大介质、……)。所以,“质点组”是经典力学的原则上的适用范围,而实际范围还要缩小。

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