2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册讲义：7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性

5　相对论时空观与牛顿力学的局限性 [学习目标]　1.了解相对论时空观，知道时间延缓效应和长度收缩效应.2.认识牛顿力学的成就、适用范围及局限性.3.了解科学理论的相对性，体会科学理论是不断发展和完善的． 一、相对论时空观 1．19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. 2．1887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！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符(填“相符”或“不符”)． 3．爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的． 4．时间延缓效应 (1)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝. (2)Δt与Δτ的关系总有Δt＞Δτ(填“>”“<”或“＝”)，即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态有关．(填“有关”或“无关”) 5．长度收缩效应： (1)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l0. (2)l与l0的关系总有l＜l0(填“>”“<”或“＝”)，即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态有关．(填“无关”或“有关”) 二、牛顿力学的成就与局限性 1．牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学的尊敬． 2．牛顿力学局限性：牛顿力学的适用范围是低速(填“高速”或“低速”)运动的宏观(填“宏观”或“微观”)物体． (1)当物体以接近光速运动时，有些规律与牛顿力学的结论不相同． (2)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牛顿力学来说明． 3．牛顿力学不会被新的科学成就所否定，当物体的运动速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别． 判断下列说法的正误． (1)运动的时钟显示的时间变慢，高速飞行的μ子的寿命变长．(　√　) (2)沿着杆的方向，相对于观察者运动的杆的长度变短．(　√　) (3)经典力学只适用于世界上普通的物体，研究天体的运动经典力学就无能为力了．(　×　) (4)洲际导弹的速度可