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1、 物 理 组 新人教版高中物理必修二第七章 万有引力与宇宙航行5相对论时空观与牛顿力学的局限性教学目标1.感受牛顿力学在高速世界与事实的矛盾,知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。知道相对论、量子论有助于人类认识高速、微观领域。2.知道爱因斯坦相对论的基本假设,知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。3.了解宇宙起源的大爆炸理论,知道科学真理是相对的,未知世界必将在人类不懈的探索中被解开更多的谜底。自主探究1.爱因斯坦假设在不同的参考系中,物理规律的形式都是的。真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是。比较项目牛顿力学时空观相对论时空观同时绝对性相对性长度绝对性相对性光速可变(遵循经典速度
2、变换规律)不变物理规律在不同惯性参考系中其形式相同2.时间和空间的相对性(1)时间延缓效应如果相对于地面以速度v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为,地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为t,那么两者之间的关系是t=,总有t,所以这种情况,称为时间延缓效应。(2)长度收缩效应如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测量杆长l,那么两者之间的关系l=,总有ll0,这种情况称为长度收缩效应。3.经典力学有它的适用范围:只适用于运动,不适用于运动;只适用于世界,不适用于世界。4.1915年,爱因斯坦创立了,这是一种新的时
3、空与引力的理论.在强引力的情况下,牛顿引力理论。当物体的运动速度远小于光速c(3108 m/s)时,相对论物理学与经典物理学的结论。当另一个重要常数即“普朗克常数”(6.6310-34 Js)可以忽略不计时,量子力学和经典力学的结论,相对论与量子力学都没有否定经典力学,而是认为经典力学是自己在一定条件下的特殊情形。典型题例类型一 相对论时空观牛顿力学时空观与相对论时空观比较例1、如图，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好的描述了梭镖穿过管子的情况的是()A梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收缩变短，因此在某
4、些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D所有这些都与观察者的运动情况有关练1、如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是()AA时钟走得最慢，B时钟走得最快BA时钟走得最慢，C时钟走得最快CC时钟走得最慢，A时钟走得最快DB时钟走得最慢，A时钟走得最快类型二 牛顿力学的成就与局限性(1)牛顿力学的适用范围：适用于_物体，适用于_运动。 (2)量子力学和相对论否定了牛顿力学吗？例2、(多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而牛顿力学却无法解释。牛顿力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运
5、动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。这说明()A随着认识的发展，牛顿力学已成了过时的理论B人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的C不同领域的事物各有其本质与规律D人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律练2、(多选)以下说法正确的是()A牛顿力学普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B牛顿力学的成立具有一定的局限性C根据牛顿力学，物体的长度不随物体运动状态的改变而改变D相对论与量子力学否定了牛顿力学巩固提高1.19世纪末和20世纪初,物理学的研究深入到,发现、等微观粒子不仅有,而且有,它们的运动规律不能用经典力学来说明。2.对于经典力学理论,下列说法中正
6、确的是()A.经典力学是物理学和天文学的基础,也是现代工程技术的理论基础B.经典力学的理论体系是经过几代科学家长期地探索,历经曲折才建立起来的C.经典力学具有丰富的理论成果,也建立了实证科学的方法体系D.当物体运动速度很大(vc)、引力很强、活动空间很小(微观)时,经典力学理论所得的结果与实际结果之间偏差不大3.以下说法正确的是()A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变B.在经典力学中,物体的质量随物体运动速度增大而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大C.在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度增大而增大D.上述说法都是错误的4.关于经典力学和量子力学,下列说法中正确的是()A.不论是对宏观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的B.量子力学适用于宏观物体的运动,经典力学适用于微观粒子的运动C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动D.上述说法都是错误的5.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而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论4学科网（北京）股份有限公司