牛顿力学的局限性优秀课件
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《相对论时空观与牛顿力学的局限性》人教版高中物理优秀课件1
《相对论时空观与牛顿力学的局限性 》人教 版高中 物理优 秀课件1课件优 秀课件 ppt课 件免费 课件优 秀课件 课件下 载
《相对论时空观与牛顿力学的局限性 》人教 版高中 物理优 秀课件1课件优 秀课件 ppt课 件免费 课件优 秀课件 课件下 载
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：
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．
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
二 相对论时空观 4。物体质量随速度的增加而增大
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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
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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：
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．
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
二 相对论时空观 4。物体质量随速度的增加而增大
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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
高中物理【相对论时空观与牛顿力学的局限性】优秀课件
人教物理必修第二册
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相对论时空观与牛顿力学的局限性
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学习目标要求
核心素养和关键能力
1.知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延
缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的
成就与局限性。
1.物理观念：爱因斯坦
2.知道牛顿力学的适用范围，认识物理学 的相对论。
中理论的相对稳定性，要有质疑精神。 2.科学思维：质疑与实
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[解析] 牛顿力学只适用于低速宏观的物体，故A正确；相对论和量子 力学的出现，并没有否定牛顿力学，只是说牛顿力学有一定的适用范 围，故B错误；量子力学描述了微观粒子运动的规律性，故C正确；万 有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用 的，故D错误。
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[思路点拨] 解此题的关键是理解公式 l＝l0 符号的意义。
1－vc22、Δt＝
Δ1－τ vc22中各
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[答案] (1)30 m (2)30 m (3)26 m (4)1 min [解析] 火箭上的人相对火箭永远是静止的，无论火箭速度是多少，火 箭上的人测得的火箭的长与静止时测得的火箭的长均是 l＝30 m，而火 箭外面的观察者看火箭时，有相对速度 v，则它的测量值要缩短，即 l′ ＜l，由 l＝l0 1－vc22得，当 v＝3×103 m/s 时，l′＝30× 1－10－10 m≈30 m，当 v＝2c时，l′≈26 m。火箭上时间 Δτ＝1 min，火箭的速度
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2．爱因斯坦假设中的主要效应
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相对论时空观与牛顿力学的局限性
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学习目标要求
核心素养和关键能力
1.知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延
缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的
成就与局限性。
1.物理观念：爱因斯坦
2.知道牛顿力学的适用范围，认识物理学 的相对论。
中理论的相对稳定性，要有质疑精神。 2.科学思维：质疑与实
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[解析] 牛顿力学只适用于低速宏观的物体，故A正确；相对论和量子 力学的出现，并没有否定牛顿力学，只是说牛顿力学有一定的适用范 围，故B错误；量子力学描述了微观粒子运动的规律性，故C正确；万 有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用 的，故D错误。
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[思路点拨] 解此题的关键是理解公式 l＝l0 符号的意义。
1－vc22、Δt＝
Δ1－τ vc22中各
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[答案] (1)30 m (2)30 m (3)26 m (4)1 min [解析] 火箭上的人相对火箭永远是静止的，无论火箭速度是多少，火 箭上的人测得的火箭的长与静止时测得的火箭的长均是 l＝30 m，而火 箭外面的观察者看火箭时，有相对速度 v，则它的测量值要缩短，即 l′ ＜l，由 l＝l0 1－vc22得，当 v＝3×103 m/s 时，l′＝30× 1－10－10 m≈30 m，当 v＝2c时，l′≈26 m。火箭上时间 Δτ＝1 min，火箭的速度
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2．爱因斯坦假设中的主要效应
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7.5
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 又回到黑暗中
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。 3、知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。
最新版本 说课稿 人教版 高中物 理《相 对论空 观与牛 顿力学 的局限 性》优 秀课件 下载名 师ppt课 件（优 选） 最新版本 说课稿 人教版 高中物 理《相 对论空 观与牛 顿力学 的局限 性》优 秀课件 下载名 师ppt课 件（优 选）
7-5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 (教学课件)-高中物理人教版(2019)必修第二册
轻。这个结果是由狭义相对论所推测出的
（钟慢效应）。
这一现象可以通过实验来验证：我们
能够在地面上探测到大气层上层产生的μ
子（曾被称为μ介子），如果没有钟慢效
应，那些μ子在到达地面之前就已经衰变
了。
钟慢效应(相对时间)： ∆ =
∆
− ( )
思考1：有一种基本粒子叫μ子，当它低速运动时，它的平均寿命是3.0μs，
绕地球一周，回到原处后，分别比静止在地面上
的钟慢59纳秒和快273纳秒。
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。
相对论的思想实验：双生子佯谬
有一对双生兄弟，其中一人跨上一宇
宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另
一个则留在地球。结果当旅行者回到地球
后，我们发现他比留在地球上的兄弟更年
思考2：事实上到达地面的μ子，大多产生于距地面8km的高空，科学家
们根据经典理论，可以计算出每秒到达地面的μ子个数，但这个理论数值
小于实际观察到μ子个数，这是为什么呢？
由于钟慢效应，对于地面观察者
看来，μ子的平均寿命，已不是3.0μs
了，而是约为21μs，在这段时间内，
μ子可以飞行更远的距离，更多的μ子
的结果应该是：闪光先到达后壁，后到达前壁。
闪光先到达后方侧壁
时间不再是绝对的，而是相对的——同时性是相对的
相对时空观
（1）同时是相对的
在经典物理学家的头脑中，如果两个事件在一
个参考系中看来是同时的，在另一个参考系中看来
也一定是同时的，但是如果接受爱因斯坦的两个假
设，我们会得出“同时是相对的”这样一个结论。
是一样的。
迈克尔逊－莫雷实验(Michelson-Morley Experiment)，是
（钟慢效应）。
这一现象可以通过实验来验证：我们
能够在地面上探测到大气层上层产生的μ
子（曾被称为μ介子），如果没有钟慢效
应，那些μ子在到达地面之前就已经衰变
了。
钟慢效应(相对时间)： ∆ =
∆
− ( )
思考1：有一种基本粒子叫μ子，当它低速运动时，它的平均寿命是3.0μs，
绕地球一周，回到原处后，分别比静止在地面上
的钟慢59纳秒和快273纳秒。
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。
相对论的思想实验：双生子佯谬
有一对双生兄弟，其中一人跨上一宇
宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另
一个则留在地球。结果当旅行者回到地球
后，我们发现他比留在地球上的兄弟更年
思考2：事实上到达地面的μ子，大多产生于距地面8km的高空，科学家
们根据经典理论，可以计算出每秒到达地面的μ子个数，但这个理论数值
小于实际观察到μ子个数，这是为什么呢？
由于钟慢效应，对于地面观察者
看来，μ子的平均寿命，已不是3.0μs
了，而是约为21μs，在这段时间内，
μ子可以飞行更远的距离，更多的μ子
的结果应该是：闪光先到达后壁，后到达前壁。
闪光先到达后方侧壁
时间不再是绝对的，而是相对的——同时性是相对的
相对时空观
（1）同时是相对的
在经典物理学家的头脑中，如果两个事件在一
个参考系中看来是同时的，在另一个参考系中看来
也一定是同时的，但是如果接受爱因斯坦的两个假
设，我们会得出“同时是相对的”这样一个结论。
是一样的。
迈克尔逊－莫雷实验(Michelson-Morley Experiment)，是
7-5相对论时空观与牛顿力学的局限性 (教学课件)——高中物理人教版(2019)必修第二册
课堂训练
【解析】 万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是 卡文迪许进行的，A对、B错；相对论并没有否定经典力学，经典力 学对于低速、宏观运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取 得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，D对． 【答案】 AD
5．(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学 技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下 列表述正确的是( ) A．牛顿发现了万有引力定律 B．牛顿通过实验证实了万有引力定律 C．相对论的创立表明经典力学已不再适用 D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近， 这样的速度称为高速．
新知探究
知识点 2
牛顿力学的成就与局限性
微观世界
电子、质子、中子等微观粒子的运动规律在很多情况下不能用 经典力学来说明，而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动 规律．
新知探究
知识点 2
牛顿力学的成就与局限性
经典力学的适用范围
经典力学适用于低速运动，不适用于高速运动，适用于宏观世 界，不适用于微观世界．
新知探究
知识点 2
牛顿力学的成就与局限性
新知探究
知识点 2
牛顿力学的成就与局限性
课堂训练
1．(多选)经典力学规律适用于下列运动的是( ) A．子弹的飞行
B．飞船绕地球的运行 C．列车的运行 D．粒子接近光速的运动
课堂训练
新知探究
知识点 1
相对论时空观
爱因斯坦在狭义相对论中阐述了物体以接近光速运动所遵循 的规律，得出了一些不同与经典力学的观念和结论。
1、在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义 相对论认为：物体的质量要随物体运动速度的增大而增大，即
牛顿力学的局限性与相对论 课件-必修第二册
乙同学静止立于站台。
① 以甲同学为参考系：
∵ 火车相对甲同学静止，
h
∴ 光信号由A→B→A传播所用的时间为：
∆′ =
20
一、狭义相对论
3、时间延缓（时间膨胀、“钟慢效应”）
② 以乙同学为参考系：
∵ 火车相对乙同学以v匀速前进，
∴ 光信号由A→C→A传播所用的时间满足：(∆)2 = (∆)2 +ℎ2 ，
对于黑球，同样做自由落体运动的白球虽然受重力作用，却处于静止状态。
惯性参考性：
牛顿运动定律在某参考系中成立，该参考系就称律在某参考系中不成立，该参考系就称为非惯性参考性。
三、经典力学的伟大成就
（1）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
必修二 第五章
第一节 牛顿力学的成就与局限性
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
经典力学
微观世界
强引力
5.2 相对论时空观
13
动
画
导
入
14
回顾旧识
木板B以 v1 相对地面水平向右运动，木块A以 v2 相对于木
板B水平向右运动。则木块A相对于地面如何运动？
根据牛顿力学中速度合成的观点，
A → v2
B
→ v1
木块A相对地面的运动速度为 v1+v2。
15
若火车以 v 匀速前进，某节车厢后方有一光源。那么相对静
① 以甲同学为参考系：
∵ 火车相对甲同学静止，
h
∴ 光信号由A→B→A传播所用的时间为：
∆′ =
20
一、狭义相对论
3、时间延缓（时间膨胀、“钟慢效应”）
② 以乙同学为参考系：
∵ 火车相对乙同学以v匀速前进，
∴ 光信号由A→C→A传播所用的时间满足：(∆)2 = (∆)2 +ℎ2 ，
对于黑球，同样做自由落体运动的白球虽然受重力作用，却处于静止状态。
惯性参考性：
牛顿运动定律在某参考系中成立，该参考系就称律在某参考系中不成立，该参考系就称为非惯性参考性。
三、经典力学的伟大成就
（1）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
必修二 第五章
第一节 牛顿力学的成就与局限性
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
经典力学
微观世界
强引力
5.2 相对论时空观
13
动
画
导
入
14
回顾旧识
木板B以 v1 相对地面水平向右运动，木块A以 v2 相对于木
板B水平向右运动。则木块A相对于地面如何运动？
根据牛顿力学中速度合成的观点，
A → v2
B
→ v1
木块A相对地面的运动速度为 v1+v2。
15
若火车以 v 匀速前进，某节车厢后方有一光源。那么相对静
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爱因斯坦经过严格的数学推导，得到了下述结果
延
缓
效
应
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长【 名 校 课 堂 】获奖 PPT-［ 人教版 ］高中 物理史 《相对 论空观 与牛顿 力学的 局限性 》PPT免 费课件 （最新 版本） 推荐 度
19世纪，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c。
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对【 名 校 课 堂 】获奖 PPT-［ 人教版 ］高中 物理史 《相对 论空观 与牛顿 力学的 局限性 》PPT免 费课件 （最新 版本） 推荐 电 磁 波 速 度 的 疑 问
思【 名 校 课 堂 】获奖 PPT-［ 人教版 ］高中 物理史 《相对 论空观 与牛顿 力学的 局限性 》PPT免 费课件 （最新 版本） 推荐 考 难道几百年来经受住了众多实验考验的牛顿经典力学是错误的？
在牛顿力学理论与电磁波理论的矛盾与冲突面前，一些物理学 家仍坚持原有理论的基础观念，进行一些修补的工作。
迈【 名 校 课 堂 】获奖 PPT-［ 人教版 ］高中 物理史 《相对 论空观 与牛顿 力学的 局限性 》PPT免 费课件 （最新 版本） 推荐 克 尔 逊 － 莫 雷 实 莫雷·爱德华·威廉姆斯 验 迈克尔逊－莫雷实验(Michelson-Morley Experiment)，是1887年迈克
学习目标：
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就. 2.认识经典力学的局限性和适用范围. 3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象. 4.了解相对论、量子力学的建立对人类深入认识客观世界
物理人教版(2019)必修第二册7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性(共28张ppt)
(2)牛顿力学的局限性：牛顿力学对于 高速运动的物体和电 子、质子、中子等微观粒子是不适用的。
(3)量子力学的建立能够很好地描述 微观粒子 运动的规律， 并在现代科学技术中发挥了重要作用。
(4)相对论与量子力学都没有 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。
经典力学与相对论、量子力学的比较
7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性
第 5 节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
课标要求 1．知道什么是绝对时空观和相对论时空观。 2．知道爱因斯坦的两个假设。 3．知道时间延缓效应和长度收缩效应。 4．了解牛顿力学的局限性和适用范围。
从文艺复兴开始的近代科学革命，经过伽利略、第谷、开普 勒等人的工作，科学取得很大进步，这种发展到牛顿那里 达到顶峰.
答案：A
【基础练习】
• 1、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产 的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律 B.牛顿通过实验证实了万存引力定律 C.相对论的创立表明经典力学已不再适用 D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推广到高速领域
2．相对性原理 (1)根据麦克斯韦的电磁理论，真空中的光速在任何惯性系 中都是一个常量。 (2)迈克耳孙—莫雷实验证明：不论光源与观察者做怎样的 相对运动，光速都是相同的。
3．爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设 (1)在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的。 (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。 4．长度的相对性——“动尺变短” 狭义相对论中的长度公式：l＝l0 1－vc2中，l0 是相对于 杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可以认为是杆沿自己的长 度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度。
人教版高中物理必修第二册：相对论时空观与牛顿力学的局限性【精品课件】
时，若选μ子为参考系，μ子的平均寿命是多少？若以地面为参考系，μ子的平均寿命是多少？
【分析】若选μ子为参考系，μ子的平均寿命为
t1=3.0μs；若以地面为参考系，μ子的平均寿命为：t2
t2
t1
v 2
1 ( )
c
3.0
1 0.99 2
21s
事实上，到达地面的μ子，大多产生于距地面8km的高空，科学家们根据经典理论，可
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
地面上的观察者:闪光先到达车厢后壁，后到达前壁（图乙）
同时性是相对的
在爱因斯坦两个假设的基础上，经过严格的数学推导，可以得到下述结果。
a、相对时间
如果相对地面以v运动的某惯性参考系上的人，观察与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔
为t0，地面上的人观察该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为t，两者之间的关系为：
当堂检测
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 ）
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
其运动而存在的。这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。
【分析】若选μ子为参考系，μ子的平均寿命为
t1=3.0μs；若以地面为参考系，μ子的平均寿命为：t2
t2
t1
v 2
1 ( )
c
3.0
1 0.99 2
21s
事实上，到达地面的μ子，大多产生于距地面8km的高空，科学家们根据经典理论，可
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
地面上的观察者:闪光先到达车厢后壁，后到达前壁（图乙）
同时性是相对的
在爱因斯坦两个假设的基础上，经过严格的数学推导，可以得到下述结果。
a、相对时间
如果相对地面以v运动的某惯性参考系上的人，观察与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔
为t0，地面上的人观察该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为t，两者之间的关系为：
当堂检测
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 ）
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
其运动而存在的。这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。
新课改物理必修二课件牛顿力学的局限性
牛顿力学的适用范围
01
宏观低速领域
牛顿力学适用于宏观物体的低速运动，即物体的速度远小于光速，且尺
寸足够大，以至于量子效应可以忽略不计。
02
弱引力场情况
牛顿力学在弱引力场情况下具有较高的精度，能够准确地描述物体之间
的引力作用。
03
非相对论性情况
当涉及高速运动或强引力场时，牛顿力学将不再适用，需要采用相对论
提高了人类对自然的掌控能力
通过对牛顿力学局限性的认识和探索，人类得以更好地掌控自然规 律，为人类的生存和发展提供了有力保障。
对人类认识世界的启示
认识了世界的复杂性和多样性
牛顿力学的局限性揭示了世界的复杂性和多样性，使得人类开始更加全面、深入地认识 世界。
推动了人类思维方式的转变
面对牛顿力学的局限性，人类开始转变思维方式，从单一、线性的思维方式转向多元、 非线性的思维方式。
解释。
强引力场中的力学行为
牛顿力学适用于弱引力场中的力学行为描述，但在强引力场中，如黑洞 附近、宇宙大爆炸等极端条件下，牛顿力学无法准确描述物体的力学行 为。
在强引力场中，物体的运动轨迹会发生弯曲，时间也会受到引力场的影 响而发生变化。
强引力场中的力学行为需要采用广义相对论进行描述，其中引力被视为 时空弯曲的效应。
高速运动物体的动量、能量等物理量也会发生变化，需要采用相对论力学进行描述 。
微观粒子的力学行为
牛顿力学适用于宏观物体的力学 行为描述，但对于微观粒子，如 电子、光子等，其力学行为需要
采用量子力学进行描述。
微观粒子具有波粒二象性，其运 动状态是不确定的，无法用牛顿
力学的确定性原理进行描述。
微观粒子的运动受到量子效应的 影响，如隧道效应、量子纠缠等 ，这些现象无法用牛顿力学进行
人教版高物理PPT《相对论空观与牛顿力学的局限性》PPT公开课课件
1－vc 2。
(1)公式中 l0 是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 是
杆沿自己的长度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度。
(2)在垂直于运动方向不发生长度收缩效应现象。
(3)我们平常观察不到长度收缩效应，是因为我们生活在比光速
(×) (√) (√) (×)
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2．1905 年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点 是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是 ( ) A．同时的绝对性与同时的相对性 B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D．相对性原理与光速不变原理 解析：狭义相对论的两个基本假设是相对性原理和光速不 变原理，故选 D。 答案：D
第 5 节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
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。
2．知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设， 知道长度相对性和时间间隔相对性的表 达式。
一、相对论时空观 [微探究] 地球绕太阳公转的速度是 3×104 m/s。设在美国伊利
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A．B 钟最快，C 钟最慢 【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt《相对论空观与牛顿力学的局限性》PPT(最新版)（最新版本）推荐
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二、相对论的基本原理
1、相对性原理 t
t0
（1）相对时间
1
v c
2
（2）相对长度
L L0 •
1
v c
2
（3）相对质量 m
m0
2、光速不变原理
1
v c
2
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。
t
t0
1
v c
2
②相对长度
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德
（向上185收1─缩─（19缩01）小提）出，，这物意质味会着在根运据动一的个方静2
v 止观察者的观点，一枚以接近光线运行的 L L • 1 火尽箭管所 乘表坐现火出箭0的的长人度看会来比并它没静有止什时么更两短样，。 c 爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，
爱因斯坦广义相对论
互为补充，互不矛盾，
互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
高速
狭义相对论 广义相对论
经典力学 宏观低速
量子力学
微观世界
强引力
一、经典力学规律只能用于：惯性系、低速 运动、宏观物体、弱引力。
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。
• 经典力学只适用于宏观物体，不适用于微 观物体
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。
微观物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。
4经典力学受强引力的限制
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用 光之所以会被黑洞吸进去,是因为黑洞引力大造 成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞 里,大天家体都半知径道减光小只到走一直定线程,度所时以(光太并阳不的是引被力引半力径为3 吸进km去，的地,而球是的光引还力是半走径直为线1 ,m但,如空白间矮扭星曲)而，进天到体间 黑洞的,打引个力比就方趋,于在无纸穷上大画，一强条引线力,把。那黑张洞纸这扭种曲极, 端 但展条开件后下它的还宇是宙一天条体线。。它这有时极候强，的光吸虽引然力仍，然黑洞 沿任本意身两的点巨间大的质最量短造距成离空传间播弯，曲但走的已经不 是直线，而是曲线。
其长度将会缩短为零。
长度收缩1.swf
长度收缩2.swf
③相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
m
m0
1
v c
2
说船上的物体下落，从船上看是自由落体，从岸边 看就是平抛了
你现在穿的是25厘米的鞋，但在宇宙飞船上的人 测得你穿的鞋的长度可能就只有20厘米了。
②光速不变原理
⒊受物体大小的限制
惯性系非惯性系swf
2、经典力学受速度限制
（1）经典力学适用于低速运动的物体，不 适用于高速运动的物体
（2）牛顿力学的绝对时空观: 伽利略和牛
顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长 度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的.
（3 ）狭义相对论
狭义相对论适用于高速运动的物体
①相对性原理
①相对时间
牛顿力学的局限性优秀课件
牛顿所说：“如果说我看得远，那是因为我站
在巨人们的肩上。”
牛顿
经
典
笛卡尔、
力
胡克、
学
哈雷等
金
开普勒
字
塔
伽利略、第谷
的
建 立
哥白尼、亚里士多德
亚里士多德 经验主义：必须有力作用在物体上 物体才能运动
伽利略 理想实验（斜面）： 物体保持运动不需要力维持
笛卡尔 如果运动中物体没受到力。 将以同一速度沿以直线运动。
牛顿 牛顿定律（惯性定律，
哥白尼：日心说 第谷：20年精心观测数据
万有引力定律 开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
2牛顿主要贡献
牛顿
牛顿三定律 万有引力定律 变量数学微积分
• 二经典力学的局限性
1、经典力学受参考系限制
在惯性系中，牛顿定律成立; 在非惯性系中，牛顿定律不成立.