相对论时空观与牛顿力学的局限性【基础梳理+培优拓展】高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

§7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性第七章万有引力与宇宙航行

BD阅读教材：P65→P67(1).了解爱因斯坦两条假设(2).了解同时的相对性(3).了解时间延缓效应(4).了解长度收缩效应一、相对论时空观(1).狭义相对论两条基本假设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；2、光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参号系中大小都是相同的。(3).时间延缓效应

(钟慢效应)(2).同时的相对性(4).长度收缩效应(尺缩效应)一、相对论时空观1．一列火车以速度v相对地面运动。如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？闪光先到达前壁教材第70页[针对训练]如图所示，沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B、C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A．同时被照亮

B．A先被照亮C．C先被照亮

D．无法判断C系统集成第86页阅读教材P68(1).了解什么是牛顿力学(2).了解牛顿力学的成就

与局限性哥白尼日心说亚里士多德伽利略第谷开普勒笛卡尔牛顿二、牛顿力学的成就与局限性二、牛顿力学的成就与局限性1、牛顿力学的成就(1).牛顿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。2、局限性二、牛顿力学的成就与局限性(3).牛顿力学规律只在惯性参考系中成立(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。牛顿力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象。(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。所以牛顿力学只适用于物体的低速运动。总结:(1).牛顿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。(2).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。牛顿力学时空观与相对论时空观比较牛顿力学时空观(狭义)相对论时空观(广义)相对论时空观同时绝对性相对性光速可变(遵循经典速度变换规律)不变物理规律——在不同惯性参考系中其形式相同时间与空间与运动无关与运动有关质量与运动无关随速度增大而增大(1)静止或做匀速直线运动的参考系是惯性系．(

)(2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，

因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系．(

)(3)在不同的惯性系中，光速是不相同的．(

)(4)洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速．(

)(5)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变．(

)(6)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大．(

)判断题(1)静止或做匀速直线运动的参考系是惯性系．(√)(2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，

因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系．(√)(3)在不同的惯性系中，光速是不相同的．(×)(4)洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速．(×)(5)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变．(×)(6)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大．(√)判断题[例4]下列说法正确的是(

)A．牛顿运动定律就是牛顿力学B．牛顿力学的基础是牛顿运动定律C．牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题D．牛顿力学可以解决自然界中的所有问题系统集成第85页B1．(多选)牛顿运动定律适用于下列哪些情况()A．研究原子中电子的运动B．研究“嫦娥四号”的高速发射C．研究地球绕太阳的运动D．研究飞机从深圳飞往北京的航线系统集成第86页BCD3．2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献和探测到引力波的存在．引力波是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(

)A．牛顿力学完全适用于宏观、低速运动B．牛顿力学取得了巨大成就，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、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值系统集成第86页A4．(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有(

)A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢系统集成第86页AC6．一枚静止时长30m的火箭以0.6c(c为光速)的速度从观察者的身旁掠过，观察者测得火箭的长度为L1，火箭上的人测得火箭的长度为L2，则L1、L2的数值应分别是()A．30m、30m B．30m、24mC．24m、30m D．24m、24mC系统集成第86