《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT[优秀课件资料]
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相对论时空观与牛顿力学的局限性课件高一下学期人教版必修第二册(共20张PPT)
等离子体动力学 塑性力学 19世纪末到20世纪初,人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子,发现它们不仅具有粒子性,而且具有波动性,它们的运动规律不能用经典力学描述.
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. (1)只适用于低速运动,不适用于高速运动;
质量随速度增大而增大
(2) 确定了自然科学应有的基本特征.
5 经典力学的局限性
历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定,而是作为某些条件下的 局部情形,被包括在新的科学成就之中. 高速运动(速度接近真空中的光速),需应用爱因斯坦的狭义相对论. 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。 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. 相对论和量子力学都没有否定过去的科学,而只认为过去的科学是自己 在一定条件下的特殊情形.
C钟走得最快,B钟走得最慢
2c 的速度 进行星际航行。
(1)只适用于低速运动,不适用于高速运动; (2)光速不变原理:所有的惯性系中,光在真空中的传播速率具有相同的值c . (2)光速不变原理:所有的惯性系中,光在真空中的传播速率具有相同的值c . 车上的人看到的车厢的长度: C钟走得最快,B钟走得最慢 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 。
A.B钟走得最快,C钟走得最慢
B.A钟走得最快,C钟走得最慢 C.C钟走得最快,B钟走得最慢 D.A钟走得最快,B钟走得最慢
答案:D
6 试一试
1.(多选)牛顿力学规律适用于( )
A.子弹的飞行
B.飞船绕地球的运行
C.列车的运行
D.接近光速的粒子的运动
答案:ABC
课件人教版《相对论时空观与牛顿力学的局限性》PPT课件-人教版
(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.
有一定的局限性,对高速微观粒子不适用,故D正确. (2)物质波:任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ=hp,p为运动物体的动量,h为普朗克常量.
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
物理 必修 第二册 配人教版
第七章 万有引力与宇宙航行
学习目标
学法指导
1.知道光速不变原理,了解 1.通过学习和阅读教材,初步了解相对论时
相对论的时间延缓效应和长 空观.了解时间延缓和长度收缩效应.通
度收缩效应
过阅读“科学漫步”激发关注宇宙起源和
(多选)下列说法正确的是
()
A.研究铅球的运动,可以用牛顿定律和运动学公式
B.研究电子的运动可用牛顿定律和运动学公式
C.研究电子运动要用狭义相对论原理,研究铅球运动可用牛顿运
动定律
D.研究铅球和电子的运动都要用牛顿运动定律
【答案】AC
预习导学 | 新知领悟
多维课堂 | 素养初培
课堂小练 | 素养达成
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物理 必修 第二册 配人教版
第七章 万有引力与宇宙航行
2.相对论时空观
(1)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是 __相__同____的.
(2)时间延缓效应:相对于地面以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Δτ,而地面上Δ的τ 人观察
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相对论时空观与牛顿力学的局限性-万有引力与宇宙航行 ppt完整版
•
8. 本 文 以 叙 述为铺 垫,以 议论为 主体。 其叙事 以作者 陆续了 解七门 堰历史 的过程 为线索 ,
•
9.语 言 简 洁 , 叙事 清楚; 其议论 ,则联 系汉初 宗室王 族作横 向和纵 向的比 较,借 题发挥 ,以此 阐述自 己的思 想观点 。
•
10.“ 静 ” 是 中 国茶 道修习 的必由 途径。 老子说 :“至 虚极, 守静笃 ,万物 并作, 吾以观 其复。 ”庄子 说:“ 水静则 明烛须 眉,平 中准, 大匠取 法焉。 ”老子 和庄子 所启示 的“虚 静观复 法”是 人们明 心见性 ,洞察 自然, 反观自 我,体 悟道德 的无上 妙法。 道家的 “虚静 观复法 ”在中 国的茶 道中演 化为“ 茶须静 品”的 理论和 实践
【解析】当火箭速度较低时,火箭上的人看到铁路的长 度基本不变,还是100 km。 当火箭的速度达到0.6c时,由相对论长度公式 l= 代l=入1l00相01-×应( vc的)2数k据m得=:80 km。 答案:100 km 80 km
1-0.62
【拓展例题】考查内容:光速不变原理的理解 【典例示范】科学家预言,在遥远的将来,离子推进发 动机驱动的宇宙飞船很可能会用于宇宙航行,这种飞船 能以接近光速飞行。设想在以0.9c飞行的飞船上打开 一个光源,则下列说法正确的是( )
•ห้องสมุดไป่ตู้
2.尽管美、印、巴三者关系何其暧昧 ,但是 美国和 印度走 向军事 合作的 态度相 当明朗 。
•
3.乔冠华是个从不设防的人,他能够 在国际 舞台上 叱咤风 云,却 无法应 对政治 生活中 的阴谋 和陷阱 ,最后 付出的 宝贵的 生命为 代价。
•
4.国庆假日是人们休闲的大好机会, 那段时 间里, 我市解 放路上 到处都 是游玩 购物的 人,直 到深夜 ,大街 上还是 不绝如 缕,热 闹极了
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT教学课件
A.飞船正前方的观察者看到的光速为1.9c
B.飞船正后方的观察者看到的光速为0.1c
C.在垂直飞船前进方向上的观察者看到的光速是
D.在任何地方的观察者看到的光速都是c
1.81c
【正确解答】选D。根据光速不变原理知,在任何惯性 系中测得的真空中的光速都相同,都为c,故D正确。
【课堂回眸】
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 动无关.
相对论时空观与牛顿力学 的局限性
三种宇宙速度 同步卫星
第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度
近地卫星
生活经验让我们体会到, 时间好像一条看不见的 长河,均匀地自行流逝 着,空间好像一个广阔 无边的大房间,它们彼 此独立,都不影响物体 及其运动。这种绝对时 空观,也叫牛顿力学时 空观。
我们知道,如果河水中的河水以相
二、牛顿力学的成就与局限性 【思考】 能根据牛顿运动定律研究原子中电子的运动吗? 提示:不能。
1.牛顿力学的成就:从地面上物体的运动到天体的运动, 都服从_________的规律。 2.牛顿力牛学顿的力局学限性: (1)微观世界:电子、质子、中子等微观粒子,发现它们 不仅具有粒子性,同时还具有波动性,它们的运动规律 在很多情况下不能用牛顿力学来说明。 (2)牛顿力学只适用于_____运动,不适用于_____运动。
③空间距离的绝对性
如果各个惯性系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点的距离也就有绝对不变的量值,而与惯性系 的选择(或观察者的运动状态)无关.
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》高中物理ppt优质课件人教版1
)
像一切科学一样,牛顿力学没有也不会穷尽一切真理,它也 有自己的局限性.它像一切科学理论一样,是一部“未完成的交 响曲”.
学习任务一 经典相对性原理与狭义相对性原理
探究点 1 经典相对性原理 (1)如何判断一个参考系是惯性参考系还是非惯性参考系? (2)运动的时钟变慢是不是因为时钟的构造因运动而发生了 改变? (3)如何理解经典相对性原理?
5.
知识导图
核心素养 物理观念:惯性系的概念,经典时空观与相对论时空观. 科学探究:查阅相对论时空观的验证资料,体会人类对自然 界的探究是不断深入的. 科学思维:经典理论与狭义相对论的区别. 科学态度与责任:会利用相对论时空观解释与日常生活相关 的时间和长度的相对性问题
知识点一 相对论时空观 阅读教材第 65~67 页“相对论时空观”部分. 1.经典相对性原理: 表述一:力学规律在任何 惯性系 中都是相同的. 表述二:在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判 断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做 匀速直线 运动. 表述三:任何惯性系都是 平权 的.
2.狭义相对论的两个基本假设:
(1)实验基础:不论光源与观测者做怎样的相对运动,光速
都是 一样的 .
(2)两个基本假设.
项目
内容
狭义相对 性原理
在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的
光速不变 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同
原理 的
3.时间和空间的相对性
(1)时间延缓效应
如果相对于地面以 v 运动的 惯性参考系 上的人观察到
提示:(1)我们通常选大地是惯性参考系,相对于地面静止 或做匀速运动的物体都是惯性参考系;相对于地面做变速运动的 物体都是非惯性参考系.
(2)运动的时钟变慢是在两个不同的惯性系中进行时间比较 的一种效应,不是因为时钟的结构或精度因运动而发生了改变.
像一切科学一样,牛顿力学没有也不会穷尽一切真理,它也 有自己的局限性.它像一切科学理论一样,是一部“未完成的交 响曲”.
学习任务一 经典相对性原理与狭义相对性原理
探究点 1 经典相对性原理 (1)如何判断一个参考系是惯性参考系还是非惯性参考系? (2)运动的时钟变慢是不是因为时钟的构造因运动而发生了 改变? (3)如何理解经典相对性原理?
5.
知识导图
核心素养 物理观念:惯性系的概念,经典时空观与相对论时空观. 科学探究:查阅相对论时空观的验证资料,体会人类对自然 界的探究是不断深入的. 科学思维:经典理论与狭义相对论的区别. 科学态度与责任:会利用相对论时空观解释与日常生活相关 的时间和长度的相对性问题
知识点一 相对论时空观 阅读教材第 65~67 页“相对论时空观”部分. 1.经典相对性原理: 表述一:力学规律在任何 惯性系 中都是相同的. 表述二:在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判 断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做 匀速直线 运动. 表述三:任何惯性系都是 平权 的.
2.狭义相对论的两个基本假设:
(1)实验基础:不论光源与观测者做怎样的相对运动,光速
都是 一样的 .
(2)两个基本假设.
项目
内容
狭义相对 性原理
在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的
光速不变 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同
原理 的
3.时间和空间的相对性
(1)时间延缓效应
如果相对于地面以 v 运动的 惯性参考系 上的人观察到
提示:(1)我们通常选大地是惯性参考系,相对于地面静止 或做匀速运动的物体都是惯性参考系;相对于地面做变速运动的 物体都是非惯性参考系.
(2)运动的时钟变慢是在两个不同的惯性系中进行时间比较 的一种效应,不是因为时钟的结构或精度因运动而发生了改变.
相对论时空观与牛顿力学的局限性(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
课堂练习
1.美国科学家于2016年2月11日宣布,他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证 爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局
限性。关于牛顿力学,下列说法正确的是 ( B )
A.牛顿力学完全适用于物体的运动 B.牛顿力学取得了巨大成就,在宏观物体低速运动中是普遍适用的 C.随着物理学的发展,牛顿力学将逐渐成为过时的理论 D.由于相对论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
又回到黑暗中。
爱因斯坦
新课引入
绝对时空观:
1.空间和时间都独立于物体及其运动而存在。 2.时间和空间是两个独立的观念,彼此间没有联系。 3.通俗地说就是时间、长度和质量这三者都与参考系 的选取无关。
新课讲授
一、相对论时空观
1.牛顿力学与电磁波理论遇到了怎样的矛盾和冲突
英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论 预言了电磁波的存在,并证明电磁波的传播 速度等于光速。
高一物理(人教版2019) 必修 第二册
§5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
第七章 万有引力与宇宙航行
新课引入
思考与讨论:
设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞船向正前方 的某一星球发射一束激光,该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少?
新课引入
物理学人物:
牛顿
自然和自然的法则在黑 暗中隐藏;上帝说,让 牛顿去吧!于是一切都 被照亮。魔鬼说,让爱 因斯坦去吧!于是一切
新课讲授
一、相对论时空观
3.时间的延缓效应
如果相当于地面以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Δτ,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
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT【优秀课件PPT】
题组二 相对论时空观
题4 某物体在静止时的质量为m0,在速度为v的高速(接近光速)
情况下质量为m,则由狭义相对论可知,物体速度v为( )
A. m0 gc m
B1.
m02 m2
gc
1
m0 m
Cgc .
1
m02 m2
gc
D.
【解析】
根据m1m0=vc22
可1 mm得022 gvc =
【答案】 B
题2[2019•广东佛山一 中高一检测]经典力学不 能适用B下列哪些运动 () A. 火箭的发射 B. 微观粒子的波动性 C. “勇气号”火星探测 器在太空 的运动 D. 宇宙飞船绕地球的运 动
题3[多选]下列说法正确B的D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. 当物体运动速度很大(接近光速) 时,经典力学理论所得的结果与实际 结果之间出现了较大的偏差 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 物体速度增大而减小 D. 牛顿的引力理论不能用于中子星表 面
任何物体都具有波动性,你坐在椅子上,你是波 动的,有波长。
物体的位置是不确定的,只能用几率来反映
六、从弱引力到强引力 1.物体间的万有引力是弱引力,经典力学适用
2.天体半径减小到一定程度时(太阳的引 力半径为3 km,地球的引力半径为1 m, 如白矮星),天体间的引力就趋于无穷 大 ,强引力。黑洞这种极端条件下的 宇宙天体。它有极强的吸引力,黑洞本 身的巨大质量造成空间弯曲
爱因斯坦指出,任何物体以光速运动时, 其长度将会缩短为零。
五、从宏观到微观
19世纪末-20世纪初,深入到微观领域,发现电子、质子、 中子等微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性, 很多情况下经典力学说明不了。
人教版课件《相对论时空观与牛顿力学的局限性》ppt优秀课件
三、连通器
长度变短,为 l=l 1- vc =5× 1- 23× ×1100 m≈3.7 m。 2-[考[师 师.E点]]从 能跃n四.(迁同不h是:学能核普原们分反朗子刚别应克从才计类常一进算型量种行出与,定 的 两核h态单名=反跃位运6应.迁换动6方2到算员6程×另的在1一过10m种程-in定中3内4态,J、0·时是s1),不h内它是跑辐能过射总的或结路吸出程收单,一位来定换2 比频算较率的他的一们光般运子规动,律的光呢快子? 慢的呢能?量由这两个定态88的2能量差决定.即hν=Em
火箭 A 上的人观察到的结果正确的是
()
A.火箭 A 上的时钟走得最快
B.地面上的时钟走得最快
C.火箭 B 上的时钟走得最快
D.火箭 B 上的时钟走得最慢
解析:在火箭 A 上的人看来,地面和火箭 B 都高速远离自己,
由 Δt=
Δτ 知,在火箭 1-vc 2
A
上的人观察到的结果是地面和
火箭 B 上的时钟都变慢了,且 vA>vB,故地面上的时钟最慢, A 正确,B、C、D 错误。
的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
[试小题]
1.判断正误。
(1)经典力学在任何情况下都适用。
(×)
(2)经典力学不适用于高速运动和微观世界。
(√)
(3)相对论和量子力学是对经典力学的否定。
(×)
(4)当物体的运动速度接近光速时,经典力学就不再适用了。( √ )
2.下列说法正确的是
()
A.牛顿运动定律就是经典力学
(2)π+介子在衰变前运动了多长距离? [解析] (1)π+介子在实验室中观察的寿命
Δt=
1Δ-τ vc2=2.61×-100.8-28 s≈4.3×10-8 s。
长度变短,为 l=l 1- vc =5× 1- 23× ×1100 m≈3.7 m。 2-[考[师 师.E点]]从 能跃n四.(迁同不h是:学能核普原们分反朗子刚别应克从才计类常一进算型量种行出与,定 的 两核h态单名=反跃位运6应.迁换动6方2到算员6程×另的在1一过10m种程-in定中3内4态,J、0·时是s1),不h内它是跑辐能过射总的或结路吸出程收单,一位来定换2 比频算较率的他的一们光般运子规动,律的光呢快子? 慢的呢能?量由这两个定态88的2能量差决定.即hν=Em
火箭 A 上的人观察到的结果正确的是
()
A.火箭 A 上的时钟走得最快
B.地面上的时钟走得最快
C.火箭 B 上的时钟走得最快
D.火箭 B 上的时钟走得最慢
解析:在火箭 A 上的人看来,地面和火箭 B 都高速远离自己,
由 Δt=
Δτ 知,在火箭 1-vc 2
A
上的人观察到的结果是地面和
火箭 B 上的时钟都变慢了,且 vA>vB,故地面上的时钟最慢, A 正确,B、C、D 错误。
的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
[试小题]
1.判断正误。
(1)经典力学在任何情况下都适用。
(×)
(2)经典力学不适用于高速运动和微观世界。
(√)
(3)相对论和量子力学是对经典力学的否定。
(×)
(4)当物体的运动速度接近光速时,经典力学就不再适用了。( √ )
2.下列说法正确的是
()
A.牛顿运动定律就是经典力学
(2)π+介子在衰变前运动了多长距离? [解析] (1)π+介子在实验室中观察的寿命
Δt=
1Δ-τ vc2=2.61×-100.8-28 s≈4.3×10-8 s。
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT 图文
【解析】当火箭速度较低时,火箭上的人看到铁路的长 度基本不变,还是100 km。 当火箭的速度达到0.6c时,由相对论长度公式 l= 代l=入1l00相01-×应( vc的)2数k据m得=:80 km。 答案:100 km 80 km
1-0.62
【拓展例题】考查内容:光速不变原理的理解 【典例示范】科学家预言,在遥远的将来,离子推进发 动机驱动的宇宙飞船很可能会用于宇宙航行,这种飞船 能以接近光速飞行。设想在以0.9c飞行的飞船上打开 一个光源,则下列说法正确的是( )
A.飞船正前方的观察者看到的光速为1.9c
B.飞船正后方的观察者看到的光速为0.1c
C.在垂直飞船前进方向上的观察者看到的光速是
D.在任何地方的观察者看到的光速都是c
1.81c
【正确解答】选D。根据光速不变原理知,在任何惯性 系中测得的真空中的光速都相同,都为c,故D正确。
【课堂回眸】
凡事都是多棱镜,不同的角度会看到不 同的结 果。若 能把一 些事看 淡了, 就会有 个好心 境,若 把很多 事看开 了,就 会有个 好心情 。让聚 散离合 犹如月 缺月圆 那样寻 常,
低速
高速
长度的收缩效应 1.物体速度较低时,相对论长度近似等于静止长度。
2.物体速度较高时,其相对论长度l=
l0
1-( v )2 。
c
【典例示范】 地面上长100 km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以 30 km/s的速度掠过,则火箭上的人看到铁路的长度应 该为多少?如果火箭的速度达到0.6c,则火箭上的人看 到的铁路的长度又是多少?
1.牛顿力学的成就:从地面上物体的运动到天体的运动, 都2.服牛从顿_力牛_学_顿_的_力_局_学_限_的性规:律。 (1)微观世界:电子、质子、中子等微观粒子,发现它们 不仅具有粒子性,同时还具有波动性,它们的运动规律 在很多情况下不能用牛顿力学来说明。 (2)牛顿力学只适用于_____运动,不适用于_____运动。
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT课件【优秀课件PPT】
【解析】当火箭速度较低时,火箭上的人看到铁路的长 度基本不变,还是100 km。 当火箭的速度达到0.6c时,由相对论长度公式 l= 代l=入1l00相01-×应( vc的)2数k据m得=:80 km。 答案:100 km 80 km
1-0.62
【拓展例题】考查内容:光速不变原理的理解 【典例示范】科学家预言,在遥远的将来,离子推进发 动机驱动的宇宙飞船很可能会用于宇宙航行,这种飞船 能以接近光速飞行。设想在以0.9c飞行的飞船上打开 一个光源,则下列说法正确的是( )
3.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相对杆运动的人测得杆长是l,则l=_l0__1_-__( vc_)_2_。 由于1-( v )2<1,所以总有l<l0,此种情况称为长度收缩 效应。 c
二、牛顿力学的成就与局限性 【思考】 能根据牛顿运动定律研究原子中电子的运动吗? 提示:不能。
5.相对论时空观与牛顿力学的局限性
一、相对论时空观 【思考】 一架飞机在上海杨浦大桥上空匀速飞过,飞机飞行方向 与大桥平行,问飞机上的乘客看到的大桥长度与静止观 察时相比有什么变化? 提示:变短了。
1.爱因斯坦两个假设: (的1;)在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是_相__同__ (2)真空中的光速在不同的参考系中大小都是_____的。
低速
高速
长度的收缩效应 1.物体速度较低时,相对论长度近似等于静止长度。
2.物体速度较高时,其相对论长度l=
l0
1-( v )2 。
c
【典例示范】 地面上长100 km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以 30 km/s的速度掠过,则火箭上的人看到铁路的长度应 该为多少?如果火箭的速度达到0.6c,则火箭上的人看 到的铁路的长度又是多少?
相对论时空观与牛顿力学的局限性ppt-经典课件1
变式训练 3 世界上各式各样的钟:砂钟、电钟、机械钟、 光钟和生物钟.既然运动可以使某一种钟变慢,它一定会使所有 的钟都一样变慢.这种说法是( )
)
像一切科学一样,牛顿力学没有也不会穷尽一切真理,它也 有自己的局限性.它像一切科学理论一样,是一部“未完成的交 响曲”.
学习任务一 经典相对性原理与狭义相对性原理
探究点 1 经典相对性原理 (1)如何判断一个参考系是惯性参考系还是非惯性参考系? (2)运动的时钟变慢是不是因为时钟的构造因运动而发生了 改变? (3)如何理解经典相对性原理?
与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为 Δτ,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 Δt, Δτ
那么两者之间的关系是 Δt= 由于 1-vc2<1,所以总有
Δ1t>-Δτvc,2此种情况称为时间
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 相对杆运动的人测得杆长是 l,那么两者之间的关系是
1.相对性的四个方面 (1)“同时”的相对性:“同时”不是绝对的,而是取决于观 察者的运动状态. (2)长度的相对性:一条沿自身长度方向运动的杆,其长度 总比杆静止时的长度短. (3)时间间隔的相对性:运动的时钟变慢. (4)相对论时空观:空间和时间与物体的运动状态有关.
2.应用相对论效应解题的一般步骤 (1)通过审题确定研究对象及研究对象的运动速度. (2)明确求解的问题即求解静止参考系中的观察结果还是运 动参考系中的观察结果.
【例 1】 在狭义相对论中,下列说法中正确的是( ) A.经典物理学可视为相对论在低速运动时的特例 B.真空中光速在不同的惯性参考系中是不相同的 C.在高速运动情况下,惯性参考系中的物理规律不一定相 同 D.狭义相对论全面否定了经典物理学
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到底是谁先动手呢?没有绝对的答案。在这
个具体事件中,谁先谁后是有相对性的。在 列车参考系中,B先A后,而在车站参考系中 则是A先B后。甚至于飞船上的人可能会看到 你先把苹果吃了,再看到苹果掉在了地上。
(1)相对时间 狭义相对论认为时间不是绝对的(即固定不 变的)。爱因斯坦指出,随着物体(观察者 所见到的)运动速度的加快,时间会变慢。
爱因斯坦指出,任何物体以光速运动时, 其长度将会缩短为零。
五、从宏观到微观
19世纪末-20世纪初,深入到微观领域,发现电子、质子、 中子等微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性, 很多情况下经典力学说明不了。
爱因斯坦提出的光子的概念,认为光既是电磁波, 又是一份一份传播的
原子中的电子只能在分立的特定轨道上运动,只 有从一个轨道跳跃到另一个轨道。中间不连续。
题2[2019•广东佛山一 中高一检测]经典力学不 能适用B下列哪些运动 () A. 火箭的发射 B. 微观粒子的波动性 C. “勇气号”火星探测 器在太空 的运动 D. 宇宙飞船绕地球的运 动
题3[多选]下列说法正确B的D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. 当物体运动速度很大(接近光速) 时,经典力学理论所得的结果与实际 结果之间出现了较大的偏差 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 物体速度增大而减小 D. 牛顿的引力理论不能用于中子星表 面
使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性, 将一个钟表留在地面上,而携带另一个以很 快速度移动(如在喷气式飞机上),随后进 行比较,静止的钟表总比另一个稍微快一点。
(2)相对长度 爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(1851─1901)提 出,物质会在运动的方向上收缩(缩小), 这意味着根据一个静止观察者的观点,一枚 以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比 它静止时更短,尽管乘坐火箭的人看来并没 有什么两样。
题组一 经典力学与经典时空观
题1 2016年2月11日,科学家宣布探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯 坦相对论的最后一块缺失的“拼图”,相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限 性。关于经典力学,下列说法正确的是( ) A.经典力学完全适用于宏观低速运动 B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的 C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论 D.随着相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的应用价值 【解析】A对:经典力学适用于宏观低速运动的物体,宏观物体是相对于微观粒子 而言的。 B错:经典力学取得了巨大的成就,但它也具有一定的局限性,并不是普遍适用的。 C、D错:在微观高速情况下,要用量子力学和相对论来解释,但是并不会因为相 对论和量子力学的出现,就否定了经典力学,经典力学不会过时也不会失去价值。 【答案】 A
题组二 相对论时空观
题4 某物体在静止时的质量为m0,在速度为v的高速(接近光速)
情况下质量为m,则由狭义相对论可知,物体速度v为( )
A. m0 gc m
B1.
m02 m2
gc
1
m0 m
Cgc .
1
m02 m2
gc
D.
【解析】
根据m1m0=vc22
可1 mm得022 gvc =
【答案】 B
脚踏实地过好每一天,最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼,我怎么能输。只要学不死,就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格, 性格决定命运。不曾扬帆,何以至远方。人生充满苦痛,我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下,又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来,所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅,我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗,不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢,这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力,越幸运。每一个不起舞的早晨,都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流,活鱼逆流而上。墙高万丈,挡的只是不来的人,要来,千军万马也是挡不住的既然选择远方,就注定风雨兼程。漫漫长路,荆棘丛生,待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志,无高不可攀。人的才华就如海绵的水,没有外力的挤压,它是绝对流不出来的。流出来后,海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命,感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题,生命的意义;赞颂真善美,批判假恶丑。记住精彩的瞬间,激动的时刻,温馨的情景, 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己,幸福无比,善待别人,快乐无比,善待生命,健康无比。一切伟大的行动和思想,都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候,要紧闭你的嘴,免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋,孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康,没有一个敌人比得上病魔,与其为病痛暗自流泪,不如运动健身为生命添彩。有什么别有病,没什么别没钱,缺什么也别缺 健康,健康不是一切,但是没有健康就没有一切。什么都可以不好,心情不能不好;什么都可以缺乏,自信不能缺乏;什么都可以不要,快乐不能不要;什么 都可以忘掉,健身不能忘掉。选对事业可以成就一生,选对朋友可以智能一生,选对环境可以快乐一生,选对伴侣可以幸福一生,选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量,大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力,尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境,其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时,心态也决定了一个人的视野、事业和成就,甚至一生。每一发奋努力的背后,必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样,比操劳更 消耗身体。所有的胜利,与征服自己的胜利比起来,都是微不足道。所有的失败,与失去自己的失败比起来,更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上,虽然有不少寒冷,不少黑暗,但只要人与人之间多些信任,多些关爱,那么,就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情,能了解 别人心灵活动的人,永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗,他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助,也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老,回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵,昨天的太阳,晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事,明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄,便要学会寡言,每一句话都要有用,有重量。喜怒不形于色,大事淡然,有自己的底线。趁着年轻, 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练,才会让你真正学会谦恭。不然,你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感,迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态, 是时候对自己说:不为模糊不清的未来担忧,只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中,拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它,��
任何物体都具有波动性,你坐在椅子上,你是波 动的,有波长。
物体的位置是不确定的,只能用几率来反映
六、从弱引力到强引力 1.物体间的万有引力是弱引力,经典力学适用
2.天体半径减小到一定程度时(太阳的引 力半径为3 km,地球的引力半径为1 m, 如白矮星),天体间的引力就趋于无穷 大 ,强引力。黑洞这种极端条件下的 宇宙天体。它有极强的吸引力,黑洞本 身的巨大质量造成空间弯曲
7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
学习目标
1、知道牛顿运动定律的适用范围。 2、了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。间的变化。
按照狭义相对论,不仅“同时”是相对的,有时候,
甚至事情的先后也都是相对的。举一个例子,一节长 为10米的列车,A在车后部,B在车前部。当列车以 0.6c的高速度通过一个站台的时候,突然站台上的人看 到A先向B开枪,过了12.5毫微秒,B又向A发射。因而站 台上的人作证:这场枪战是由A挑起的。但是,车上 的乘客却提供相反的情况,他们说,是B先开枪,过 了10毫微秒,A才动手。事件是由B发动的。
题5 地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时,它的质量增大到 静止质量的多少倍?如果物体的速度达到0.8c(c为真空中的光 速),它的质量增大到静止质量的多少倍?
1.666666667倍
当你的才华还撑不起你的野心时,你就该努力。心有猛虎,细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的,潜能是逼出来的,习惯是养成的,我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持,要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
个具体事件中,谁先谁后是有相对性的。在 列车参考系中,B先A后,而在车站参考系中 则是A先B后。甚至于飞船上的人可能会看到 你先把苹果吃了,再看到苹果掉在了地上。
(1)相对时间 狭义相对论认为时间不是绝对的(即固定不 变的)。爱因斯坦指出,随着物体(观察者 所见到的)运动速度的加快,时间会变慢。
爱因斯坦指出,任何物体以光速运动时, 其长度将会缩短为零。
五、从宏观到微观
19世纪末-20世纪初,深入到微观领域,发现电子、质子、 中子等微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性, 很多情况下经典力学说明不了。
爱因斯坦提出的光子的概念,认为光既是电磁波, 又是一份一份传播的
原子中的电子只能在分立的特定轨道上运动,只 有从一个轨道跳跃到另一个轨道。中间不连续。
题2[2019•广东佛山一 中高一检测]经典力学不 能适用B下列哪些运动 () A. 火箭的发射 B. 微观粒子的波动性 C. “勇气号”火星探测 器在太空 的运动 D. 宇宙飞船绕地球的运 动
题3[多选]下列说法正确B的D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. 当物体运动速度很大(接近光速) 时,经典力学理论所得的结果与实际 结果之间出现了较大的偏差 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 物体速度增大而减小 D. 牛顿的引力理论不能用于中子星表 面
使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性, 将一个钟表留在地面上,而携带另一个以很 快速度移动(如在喷气式飞机上),随后进 行比较,静止的钟表总比另一个稍微快一点。
(2)相对长度 爱尔兰物理学家佛兹杰拉德(1851─1901)提 出,物质会在运动的方向上收缩(缩小), 这意味着根据一个静止观察者的观点,一枚 以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比 它静止时更短,尽管乘坐火箭的人看来并没 有什么两样。
题组一 经典力学与经典时空观
题1 2016年2月11日,科学家宣布探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯 坦相对论的最后一块缺失的“拼图”,相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限 性。关于经典力学,下列说法正确的是( ) A.经典力学完全适用于宏观低速运动 B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的 C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论 D.随着相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的应用价值 【解析】A对:经典力学适用于宏观低速运动的物体,宏观物体是相对于微观粒子 而言的。 B错:经典力学取得了巨大的成就,但它也具有一定的局限性,并不是普遍适用的。 C、D错:在微观高速情况下,要用量子力学和相对论来解释,但是并不会因为相 对论和量子力学的出现,就否定了经典力学,经典力学不会过时也不会失去价值。 【答案】 A
题组二 相对论时空观
题4 某物体在静止时的质量为m0,在速度为v的高速(接近光速)
情况下质量为m,则由狭义相对论可知,物体速度v为( )
A. m0 gc m
B1.
m02 m2
gc
1
m0 m
Cgc .
1
m02 m2
gc
D.
【解析】
根据m1m0=vc22
可1 mm得022 gvc =
【答案】 B
脚踏实地过好每一天,最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼,我怎么能输。只要学不死,就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格, 性格决定命运。不曾扬帆,何以至远方。人生充满苦痛,我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下,又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来,所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅,我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗,不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢,这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力,越幸运。每一个不起舞的早晨,都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流,活鱼逆流而上。墙高万丈,挡的只是不来的人,要来,千军万马也是挡不住的既然选择远方,就注定风雨兼程。漫漫长路,荆棘丛生,待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志,无高不可攀。人的才华就如海绵的水,没有外力的挤压,它是绝对流不出来的。流出来后,海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命,感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题,生命的意义;赞颂真善美,批判假恶丑。记住精彩的瞬间,激动的时刻,温馨的情景, 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己,幸福无比,善待别人,快乐无比,善待生命,健康无比。一切伟大的行动和思想,都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候,要紧闭你的嘴,免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋,孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康,没有一个敌人比得上病魔,与其为病痛暗自流泪,不如运动健身为生命添彩。有什么别有病,没什么别没钱,缺什么也别缺 健康,健康不是一切,但是没有健康就没有一切。什么都可以不好,心情不能不好;什么都可以缺乏,自信不能缺乏;什么都可以不要,快乐不能不要;什么 都可以忘掉,健身不能忘掉。选对事业可以成就一生,选对朋友可以智能一生,选对环境可以快乐一生,选对伴侣可以幸福一生,选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量,大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力,尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境,其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时,心态也决定了一个人的视野、事业和成就,甚至一生。每一发奋努力的背后,必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样,比操劳更 消耗身体。所有的胜利,与征服自己的胜利比起来,都是微不足道。所有的失败,与失去自己的失败比起来,更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上,虽然有不少寒冷,不少黑暗,但只要人与人之间多些信任,多些关爱,那么,就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情,能了解 别人心灵活动的人,永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗,他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助,也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老,回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵,昨天的太阳,晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事,明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄,便要学会寡言,每一句话都要有用,有重量。喜怒不形于色,大事淡然,有自己的底线。趁着年轻, 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练,才会让你真正学会谦恭。不然,你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感,迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态, 是时候对自己说:不为模糊不清的未来担忧,只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中,拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它,��
任何物体都具有波动性,你坐在椅子上,你是波 动的,有波长。
物体的位置是不确定的,只能用几率来反映
六、从弱引力到强引力 1.物体间的万有引力是弱引力,经典力学适用
2.天体半径减小到一定程度时(太阳的引 力半径为3 km,地球的引力半径为1 m, 如白矮星),天体间的引力就趋于无穷 大 ,强引力。黑洞这种极端条件下的 宇宙天体。它有极强的吸引力,黑洞本 身的巨大质量造成空间弯曲
7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
学习目标
1、知道牛顿运动定律的适用范围。 2、了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。间的变化。
按照狭义相对论,不仅“同时”是相对的,有时候,
甚至事情的先后也都是相对的。举一个例子,一节长 为10米的列车,A在车后部,B在车前部。当列车以 0.6c的高速度通过一个站台的时候,突然站台上的人看 到A先向B开枪,过了12.5毫微秒,B又向A发射。因而站 台上的人作证:这场枪战是由A挑起的。但是,车上 的乘客却提供相反的情况,他们说,是B先开枪,过 了10毫微秒,A才动手。事件是由B发动的。
题5 地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时,它的质量增大到 静止质量的多少倍?如果物体的速度达到0.8c(c为真空中的光 速),它的质量增大到静止质量的多少倍?
1.666666667倍
当你的才华还撑不起你的野心时,你就该努力。心有猛虎,细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的,潜能是逼出来的,习惯是养成的,我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持,要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。