广东省惠州市实验中学2017-2018学年粤教版物理必修二第五章1、2节ppt课件

1、第一节 经典力学的成就与局限性第二节 经典时空观与相对论时空观第五章 经典力学与物理学革命; 阅读课本阅读课本106-110页，完成三维设计页，完成三维设计70-71页页 学习目的：学习目的： 1.了解经典力学的成就和局限性了解经典力学的成就和局限性 2知道经典力学时空观的有关内容知道经典力学时空观的有关内容 3知道狭义相对论的两个假设和有关结论知道狭义相对论的两个假设和有关结论 4能用狭义相对论的有关原理简要分析有关景象能用狭义相对论的有关原理简要分析有关景象 重点难点：狭义相对论的两个假设重点难点：狭义相对论的两个假设;课前自主学案课前自主学案一、经典力学的开展历程一、经典力学的开展历程1

2、伽利略之前伽利略之前人们对力学景象的研讨大多直接反映在技术之中人们对力学景象的研讨大多直接反映在技术之中或交融在哲学之内，物理学就整体而言还没有成或交融在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学为独立的科学(在这个阶段作出突出奉献的是阿在这个阶段作出突出奉献的是阿基米德基米德); 2从伽利略到牛顿从伽利略到牛顿 这一阶段是经典力学从根本定律到建成实际体系这一阶段是经典力学从根本定律到建成实际体系的阶段的阶段 为经典力学打下重要根底的物理学家有：为经典力学打下重要根底的物理学家有： (1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学

3、的根底对性原理，奠定了动力学的根底 (2)笛卡儿：在伽利略研讨的根底上，第一次比较笛卡儿：在伽利略研讨的根底上，第一次比较完好地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明完好地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性确表述的惯性运动的直线性; (3)惠更斯：全面细致地处理了完全弹性碰撞问惠更斯：全面细致地处理了完全弹性碰撞问题题 (4)开普勒：发现了行星运动定律开普勒：发现了行星运动定律 (5)牛顿：在前人研讨的根底上，采用了牛顿：在前人研讨的根底上，采用了_与与_、_与与_的方法，总结出一套的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律普遍适用的力学运动规律牛顿运动定律和牛顿运动定律

4、和_，建立了完好的经典力学，建立了完好的经典力学(也也称牛顿力学或古典力学称牛顿力学或古典力学)体系，物理学从此成为体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学一门成熟的自然科学归纳归纳演绎演绎综合综合分析分析万有引力定律万有引力定律; 3牛顿之后牛顿之后 这一阶段主要是后人对经典力学的表述方式和这一阶段主要是后人对经典力学的表述方式和运用对象进展了拓展和完善运用对象进展了拓展和完善 (1)19世纪，经典力学的开展表现为一些科学家世纪，经典力学的开展表现为一些科学家在不改动在不改动_的条件下，用新的、更简约的的条件下，用新的、更简约的方式重新表述了牛顿运动定律，构成了分析力方式重新表述了牛顿运动定律

5、，构成了分析力学学 (2)经典力学由单个质点推行到经典力学由单个质点推行到_构成的构成的系统：首先建立了刚膂力学，随后又出现了弹系统：首先建立了刚膂力学，随后又出现了弹性力学、塑性力学、流膂力学等性力学、塑性力学、流膂力学等本质本质多质点多质点; 二、经典力学的伟大成就二、经典力学的伟大成就 1经典力学把经典力学把_和地上物体的运动一致和地上物体的运动一致同来，从力学上证明了自然界的多样性的一致，实同来，从力学上证明了自然界的多样性的一致，实现了人类对自然界认识的第一次实际大综合现了人类对自然界认识的第一次实际大综合 2在研讨方法上，人们把经典力学中行之有效的在研讨方法上，人们把经典力学中行之

6、有效的_相结合的方法推行到物理学的各个分相结合的方法推行到物理学的各个分支学科上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学支学科上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，从而构成了完好的经典物理学体系等，从而构成了完好的经典物理学体系天上物体天上物体实验和数学实验和数学; 3经典力学与其他根底科学相结合产生了一经典力学与其他根底科学相结合产生了一些交叉性的分支学科，最早的是与天文学结合些交叉性的分支学科，最早的是与天文学结合产生的产生的_，成为现代高度兴隆的航空，成为现代高度兴隆的航空航天技术的实际根底没有经典力学也就没有航天技术的实际根底没有经典力学也就没有今天的空间科学今天的空间科学 420世纪

7、以来，出现了更多的与经典力学相世纪以来，出现了更多的与经典力学相结合的交叉学科结合的交叉学科天膂力学天膂力学; 三、经典力学的局限性和适用范围三、经典力学的局限性和适用范围 1局限性局限性 (1)经典力学的运用遭到物体经典力学的运用遭到物体_的限的限制当物体的速率接近制当物体的速率接近_时经典力学不再成时经典力学不再成立立 (2)牛顿运动定律不适用于牛顿运动定律不适用于_领域中物质构造和领域中物质构造和能量不延续的景象能量不延续的景象 2适用范围适用范围 经典力学只适用于经典力学只适用于_运动的运动的_物体物体运动速率运动速率光速光速微观微观低速低速宏观宏观; 四、经典时空观四、经典时空观 1

8、惯性系与非惯性系惯性系与非惯性系 定义：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性定义：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系参考系，简称惯性系.牛顿运动定律不成立的牛顿运动定律不成立的参考系，称为非惯性系参考系，称为非惯性系 2伽利略的相对性原理伽利略的相对性原理 概述：对于一切的惯性系概述：对于一切的惯性系,力学规律是力学规律是_,或者说一切惯性系都是或者说一切惯性系都是_一样的一样的等效的等效的; 1632年,伽利略出版了他的名著：“把他和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里,让他们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫,舱内放一只大水碗,其中有几条鱼.然后,挂上一个水瓶,让水一滴一滴地滴到

9、下面的一个宽口罐里.船停着不动时,他留意察看,小虫都以等速向舱内各方向飞行,鱼向各个方向随意游动,水滴滴进下面的罐中,他把任何东西扔给他的朋友时,只需间隔相等,向这一方向不用比另一方向用更多的力.他双脚齐跳,无论向哪个方向跳过的间隔都相等.当他仔细地察看这些事情之后,再使船以任何速度前进,只需运动是匀速,也不忽左忽右地摆动,他将发现.一切上述景象丝毫没有变化.他也无法从其中任何一个景象来确定,船是在运动还是停着不动.即使船运动得相当快,在腾跃时,他将和以前一样,在船底板上跳过一样的间隔,他跳向船尾也不会比跳向船头来得远.伽利略相对性原理;他把不论什么东西扔给他的同伴时,不论他是在船头还是在船尾

10、,只需他本人站在对面,他也并不需求用更多的力.水滴将像先前一样,滴进下面的罐子,一滴也不会滴向船尾.鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部的大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵.最后,蝴蝶和苍蝇继续随意地四处飞行.它们也决不会向船尾集中,并不由于它们能够长时间留在空中,脱分开了船的运动,为赶上船的运动而显出累的样子. 从船中发生的任何一种景象,他是无法判别船终究是在运动还是在停着不动.如今称这个结论为伽利略相对性原理.在一个惯性系中能看到的种种景象,在另一个惯性参考系中必定也能无任何差别地看到.一切惯性参考系都是平权的、等价的.我们不能够判别哪个惯性参考系是处于绝对静止形状

11、,哪一个又是绝对运动的.; 3经典力学的时空观经典力学的时空观 (1)概述：绝对的真实的数学时间概述：绝对的真实的数学时间,就其本质而言，就其本质而言，是永远均匀地流逝，与任何外界无关绝对空是永远均匀地流逝，与任何外界无关绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的，它间就其本质而言是与任何外界事物无关的，它从不运动，并且永远不变从不运动，并且永远不变.这就是经典力学的时这就是经典力学的时空观，也称为绝对时空观空观，也称为绝对时空观 (2)几个详细结论几个详细结论 _的绝对性的绝对性 _间隔的绝对性间隔的绝对性 _的绝对性的绝对性同时同时时间时间空间间隔空间间隔 时间、长度和时间、长度和质量这三

12、者与参考质量这三者与参考系的系的 运动无关。运动无关。; 五、相对论时空观五、相对论时空观 1狭义相对论的两个假设狭义相对论的两个假设 (1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都一样在不同的惯性参考系中，一切物理规律都一样_原理原理 (2)不论在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都一不论在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都一样样_原理原理 这是爱因斯坦在前人的实验根底上提出的假设，这这是爱因斯坦在前人的实验根底上提出的假设，这两个假设就是狭义相对论的根底两个假设就是狭义相对论的根底相对性相对性光速不变光速不变; 2狭义相对论的几个结论狭义相对论的几个结论 (1)“同时的相对性同时的相对性 对于光

13、速不变的原理的证明，首先对对于光速不变的原理的证明，首先对“同时同时这个概念进展了研讨：在一个惯性系中同时这个概念进展了研讨：在一个惯性系中同时发生两个事件，在另一个惯性系中能够是不发生两个事件，在另一个惯性系中能够是不同时的，即同时的，即“同时是相对的同时是相对的; (2)运动的时钟变慢运动的时钟变慢(钟慢效应钟慢效应) 时钟相对于察看者运动时，察看者会看到它变慢时钟相对于察看者运动时，察看者会看到它变慢了，运动速度越快，效果越明显即运动的时钟了，运动速度越快，效果越明显即运动的时钟变慢在运动参考系中的时间节拍变缓慢了变慢在运动参考系中的时间节拍变缓慢了.(一切一切物理过程、化学过程乃至察看

14、者本人的生命节拍物理过程、化学过程乃至察看者本人的生命节拍均变慢了均变慢了)。日常生活中的时间延缓效应可以忽略，。日常生活中的时间延缓效应可以忽略，在运动速度接近光速时在运动速度接近光速时,那么变得特别重要双生那么变得特别重要双生子效应：假设一对孪生兄弟，一人停在地面，另子效应：假设一对孪生兄弟，一人停在地面，另一人乘飞船飞行，当回到原地时，两人站在一同，一人乘飞船飞行，当回到原地时，两人站在一同，后者比前者年轻。后者比前者年轻。; (3)运动的尺子缩短运动的尺子缩短(尺缩效应尺缩效应) 一根沿本身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时一根沿本身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，而在

15、垂直于运动方向上，杆的长度没有变的长度小，而在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化化.(4)物体的质量随速度的添加而增大物体的质量随速度的添加而增大 物体运动时的质量比静止时的质量大，且速度越大，物体运动时的质量比静止时的质量大，且速度越大，质量越大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大质量越大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大; 2狭义相对论的几个结论狭义相对论的几个结论 (1)“同时的同时的_； (2)运动的时钟运动的时钟_； (3)运动的尺子运动的尺子_； (4)物体质量随速度的添加而物体质量随速度的添加而_相对性相对性变慢变慢缩短缩短增大增大 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。;多项选择1971年，美国科学家搞了这样一个实验，将两个同步的原子钟一个放在地面上，一个放在飞机里。飞机围绕地球旋转一周后，飞机里的钟比地面上的钟慢了十五亿分之五点九秒。实验者以此以为爱因斯坦的实际是正确的。这个实验同时阐明A时间具有客观性，在不同的参照系上，由不同的主体决议B时间与运动着的物质不可分，没有分开物质的纯粹的时间C时间具有相对性D时间是人的客观调整的系列解析解析 此题调查时间与运动着的物质的关系。爱因斯坦的相对论提示了时间与此题调查时间与运动着的物质的关系。爱因斯坦的相对论提