人教版高一物理 必修 第二册 第七章 第五节相对论时空观与牛顿力学的局限性

二 相对论时空观 2。运动的时钟变慢
二 相对论时空观
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对于车Baidu Nhomakorabea内的人： t 2h c
对于车厢外的人： t
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二 相对论时空观 3。运动的尺子变短
二 相对论时空观
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车厢运行速度240000km/s
车上的人看到的车厢的长度： l 车外的人看到的车厢的长度： l
l l 1 v 2 c
二 相对论时空观 4。物体质量随速度的增加而增大
时空相对性的实验验证
根据相对论， 时间在运动中会进 行的比较缓慢，也 就是说，在空间中 高速移动的时钟， 比固定于地面上的 时钟走得慢．
1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞 行，然后与地面的基准钟对照．实验结果与理论预言符合的 很好．这是相对论的第一次宏观验证．
同，物体在空间移动这一概念也是相对的．
在不同参 考系中观 察物体的 运动情况
一 经典时空观
光速恒定的特性，同运动的相对性原理之间 似乎产生了矛盾？
但是实验现象表明，不论光源和观察 者做怎样的相对运动，光速都是恒定的．
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光速＝ c
光速＝ cv
一 经典时空观
1.同时的绝对性。 2.时间间隔的绝对性。 3.空间距离的绝对性。
狭义相对论的两个假设
上述的矛盾使我们面临两个选择，要么放弃 麦克斯韦的电磁理论，要么否定特殊参考系的存 在．爱因斯坦选择了后者．并提出了两个假设：
真空中的光速在不同的惯 性参考系中都是相同的
光速不变原理
在不同的惯性参考系中， 一切物理规律都是相同的
爱因斯坦的 相对性原理
二 相对论时空观 1。同时的相对性
※经典力学与与运动速度※
※牛顿运动定律与参考系※ 惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。 ①所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。 ②所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。
【例题】牛顿定律能适用于下列哪些情况？ A.研究原子中电子的运动 B.研究“神州”五号的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从深圳飞往北京的航线
时空相对性的实验验证
1966年用μ子作了一个类似于双生 子旅游的实验，让μ子沿一直径为14 米的圆环运动再回到出发点，实验 结果表明运动的μ子的确比静止的μ 子寿命更长。
三.经典力学的发展历程
收集整理经典力学发展过程中重大成就事件，并按时间顺序由 远及近排列，你是否发现取得重大成就的时间间隔越来越短？这 说明了什么？
牛顿之后。经典力学又有新的发展，这一阶段主要是后人 对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。
四.经典力学的伟大成就
⑴把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿从力 学上证明了自然界的统一；
⑵经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本 特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各 门自然科学的典范；
二 相对论时空观
19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入， 人们认识到了光的电磁本质．我们已经知道，电 磁波是以巨大且有限的速度传播的，因此在电磁 场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了 相对论的出现．
相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循 的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识， 它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座 重要的里程碑．
⑶经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步具 有深远影响：
①经典力学形成的科学研究方法的推广应用； ②经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促
进了自然科学的进一步发展； ③经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的
发展。
五.经典力学的局限性和适用范围
⑴经典力学只适用于处理物体的低速运动（v <<c） ⑵经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 ⑶经典力学规律只在惯性参考系中成立 ——经典力学规律只能用于宏观、低速（与光速相比）的情形， 且只在惯性参考系中成立。
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3朗读是加深记忆的有效方法，但并不 是唯一 的方法 。记忆 规律， 还有许 多未解 之谜， 有待我 们继续 探索和 发现。
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4．草书特点是结构简省，笔画连绵； 楷书由 隶书逐 渐演变 而来， 更趋简 化，字 形由扁 改方， 平正而 不呆， 齐整而 不拘。
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5．行书是在隶书的基础上发展起源的 ，介于 楷书、 草书之 间的一 种字体 ，是为 了弥补 楷书的 书写速 度太慢 和草书 的难于 辨认而 产生的 。
【提示】经典力学只适用于处理宏观物体的低速运动。
【答案】BCD
【例题】两台升降机甲、乙同时自由下落甲上的人看到乙是 静止的，也就是说，在甲看来，乙的运动状态并没有改变， 但是乙确实受到向下的地球引力。根据牛顿定律，受到外力 作用的物体，其运动状态一定会改变，这不是有矛盾吗？你 是如何理解的？
【提示】牛顿力学规律只在惯性参考系中成立。
【答案】不矛盾。牛顿力学规律只在惯性参考系中成立。
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1记忆是在头脑中积累和保存个体经验 的心理 过程， 是人最 基本的 智慧之 一，联 结着我 们的过 去与现 在。一 切经验 都要经 过编码 、储存 和提取 才能形 成完整 的记忆 过程。
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2朗读在短时记忆向长时记忆转化的过 程中充 当了刺 激物的 角色。 在读的 过程中 ，我们 需要将 更多的 注意力 集中在 所要记 忆的信 息上， 也更能 帮助我 们记住 它。
第五节 相对论时空观与牛顿力学局限性
有关相对性的思考？
一群大学生说说笑笑，跑来问爱因斯坦，什 么叫相对论．他回答说：“你坐在一个漂亮姑娘 旁边，坐了两小时，觉得只过了一分钟；如果你 紧挨着一个火炉，只坐了一分钟，却觉得象过了 两个小时．这就是相对论．”
一 经典时空观 不同的参考系中观察物体的运动情况可能不
请分析比较下列科学家对经典力学的贡献
经典力学发展的三个阶段
第一阶段： 伽利略、牛顿时代之前。人们对力学现象的研究大多直接
反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还 没有成为独立的科学。这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基 米德。 第二阶段：
从伽利略到牛顿。是经典力学从基本要领、基本定律到建 成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学 打下重要基础。 第三阶段：