相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版(新)高中物理必修第二册(17张)-PPT优秀课件

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 -人教 版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共17 张PPT)
7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 -人教 版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共17 张PPT) 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 -人教 版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共17 张PPT)
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想一想
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 的激光的速度是否为1.2c？
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二、相对论时空观
在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的 所以证明电磁波的传播速度等于光速c，无论对 于哪个参考系而言都是一样的。
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这个速度是相对哪个参考系而 言的？
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2、关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列 说法中正确的是( ) A．狭义相对论和经典力学是相互对立的、互不 相容的两种理论； B．在物体高速运动时，物体的运动规律遵循狭 义相对论，在低速运动时，物体的运动遵循牛顿 运动定律； 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．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学 和量子力学都是适用的。 答案：BC
7.5
学习目标
1．知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用 范围。 2．知道相对论、量子力学和经典力学的关系。
3．通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道 物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知 识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。
学习重点：了解经典力学的局 限性
课前导入
经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力 定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。 通过前面的学习，我们知道从天体的运动到 地面上的各种物体的运动，从大气的流动到 地壳的变动，所有这些都服从经典力学规律。 那么，是不是任何情境下都遵从经典力学的 规律呢？
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相对论时空观的内容
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这个速度是相对哪个参考系而言的？ 麦克斯韦英国物理学家、数学家 迈克尔逊：波兰裔美国藉物理学家。 1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表 明： 在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的所以证 明电磁波的传播速度等于光速c，无论对于哪个参考 系而言都是一样的。
一、牛顿力学时空观
1、牛顿力学时空观
时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。 这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。 在牛顿力学时空观里，时间像一条看不见的“长 河”，均匀地自行流逝着，空间像一个广阔无边 的房间，它们都不影响物体及其运动。所以不管 选什么参考系，不管物体怎么运动，物体的时间、 长度、质量等等的测量结果肯定是一样的。
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3、时间延缓效应 4、长度收缩效应 三、牛顿力学的成就与局限性 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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爱因斯坦的假设
1、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；表明在任何惯性系中研究某个物 体的某一运动过程，其运动规律形式不变。 2、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。表明了经典时空观与相对论时 空观的不同。
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练一练
1、通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子 从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确 的是( ) A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动 B．电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动 C．电子开始先近似于匀加速运动，后来质量增大，牛 顿运动定律不再适用 D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿 运动定律解释 答案：C
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1、牛顿力学的成就 （1）经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律 和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔区域， 包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了 巨大的成就。 （2）。牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动 与地面上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识 的第一次大综合，是人类认识史上的一次重大飞跃。 牛顿力学在如此广阔的领域里与实际相符合，显示了 牛顿运动定律的正确性和牛顿力学的魅力
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练一练
经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏 观世界”是指( ) A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域 B．地球表面上的物质世界 C．人眼能看到的物质世界 D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质 世界 答案：D
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总结
一、牛顿力学时空观 时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。 这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。 二、相对论时空观 1、爱因斯坦的两个假设 （1）相对性原理（2）光速不变原理 2．相对论时空观的内容 认为时间和空间是相互联系相互影响的，并且与 物质的存在及运动有关。
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2、局限性 （1）物体在以接近光速运动时所遵从的规律，有些是与 牛顿力学的结论并不相同的。所以经典力学只适用于物 体的低速运动。 （2）在微观世界中，发现了电子、质子、中子等微观粒 子，而且发现它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性， 量子力学能很好地描述微观粒子的运动规律。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 （3）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。