粤教版必修2 第5章 1、2 经典力学的成就与局限性 经典时空观与相对论时空观 课件（17张）.ppt

第五章经典力学与物理学革命 目标定位 1 了解经典力学的发展历程和伟大成就 2 知道经典力学的局限性和适用范围 3 了解经典时空观及其基本推论 4 了解狭义相对论的理论基础与相对论时空观的几个推论 1经典力学的成就与局限性2经典时空观与相对论时空观 1 经典力学的伟大成就 1 经典力学把天上物体和地上物体的运动统一起来 从力学上证明了自然界的多样性的统一 实现了人类对自然界认识的第一次 2 使人们认识到了以 和 为基础的自然科学理论的基本特征 3 建立了以 和 相结合的研究方法 4 推动了其他学科的发展 与其他学科相结合产生了一些交叉性的分支学科 一 经典力学的成就和局限性 理论大综合 现象观察 实验研究 实验 数学 2 经典力学的局限性 经典力学只适用于 速运动的 物体 1 经典力学不适用于研究 运动 接近光速 的物体 2 经典力学不适用于 领域中物质结构和 的现象 低 宏观 高速 微观 能量不连续 3 经典力学和相对论及量子力学的关系经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例 它包含在相对论和量子力学之中 相对论和量子力学的建立并没有否定经典力学 4 静止质量和运动质量的关系物体运动起来的质量大于物体静止时的质量 但只有运动速度接近于光速时 二者差距才明显 例1 关于经典力学的成就 下列说法中正确的是 a 经典力学把天体的运动与地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b 18世纪60年代 力学与热学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命c 火箭 人造地球卫星 航天飞机 宇宙飞船 行星探测器等航天器的发射 都是牛顿力学规律的应用范例d 经典力学是解决高速运动的物理理论答案abc 解析经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来 是人类认识史上的一次重大飞跃 a对 并引发了第一次工业革命 b对 航天器的发射与运行是牛顿力学规律的应用范例 c对 经典力学不适用于高速运动 d错误 例2 经典力学只适用于 低速 和 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解析在物理学中 宏观世界一般是指不涉及分子 原子 电子等微观粒子的物质世界 只有选项d正确 1 惯性系与非惯性系 1 惯性系 成立的参考系 相对于惯性系静止做 运动的参考系都是惯性系 2 非惯性系 不成立的参考系 相对于惯性系做 运动的参考系是非惯性系 2 伽利略相对性原理 对于所有的惯性系 规律都是相同的 或者说 一切惯性系都是 的 二 经典时空观 牛顿运动定律 匀速直线 牛顿运动定律 变速 力学 等效 3 经典时空观 绝对时空观 时间永远均匀地流逝 与任何外界 空间与任何外界事物 从不运动 永远不变 4 经典时空观的几个具体结论 1 的绝对性 2 的绝对性 3 的绝对性 4 物体质量 即它们与参考系的选择 或观察者的运动状态 无关 无关 无关 同时 时间间隔 空间距离 恒定不变 例3 下列说法中哪些不属于经典时空观的观点 a 世界的过去 现在和将来都只有量的变化 而不会发生质的变化b 时间和空间不依赖人们的意识而存在c 时间和空间是绝对的d 时间和空间是紧密联系 不可分割的答案d解析经典时空观认为时间和空间都是与外界事物无关的 绝对的 选项a b c属于经典时空观 选项d属于相对论时空观 1 光速不变与经典物理学的矛盾观察和实验事实表明 无论光源和观察者如何运动 光速只能是c 这与经典力学的 法则相矛盾 2 狭义相对论的两条基本假设 1 相对性原理 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是 的 2 光速不变原理 不管在哪个惯性系中 测得的真空中的光速都 三 相对论时空观 速度合成 相同 相同 3 相对论时空观 1 同时 的相对性 在一个参考系中同时发生的两个事件 在另一个参考系看来是 的 2 运动的时钟 时钟相对于观察者 时 走得快 相对于观察者 时 走得慢 运动速度越快 效果越 3 运动的尺子 物体相对于观察者 时 它的长度测量值最大 相对于观察者 时 观察者在 方向上观测 它的长度要缩短 速度越快 缩得 4 物体质量随速度的 而增大 不同时 变慢 静止 运动 明显 缩短 静止 运动 运动 越短 增加 4 经典时空观与狭义相对论时空观的主要区别 绝对 相对 相对 无 增大 深度思考 为什么我们在日常生活中从未注意到长度收缩和时间膨胀效应 答案相对论效应显著与否与运动速度的大小有关 长度收缩和时间膨胀的效果只有当我们以接近光速运动的时候才能注意到 当运动得非常慢时 相对论效应极其微小 完全可以忽略不计 例4 关于狭义相对论基本假设及其结论 下列说法正确的是 a 在不同的惯性系中 真空中光速不变b 时间间隔具有相对性c 物体的质量不变d 物体的质量随速度的增加而增大答案abd 解析狭义相对论的两个基本假设有 1 狭义相对论的相对性原理 一切