第五章 1．经典力学的成就与局限性 2．相对论时空观简介 3．宇宙的起源和演化（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（教科版2019）

滑块通过B处速度vB＝。 滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量ΔEk＝(M＋m)v＝(M＋m)＝。 系统的重力势能减少量ΔEp＝mgd。 比较ΔEp和ΔEk，若在实验误差允许的范围内二者相等，即可认为机械能是守恒的。 (2)若存在空气阻力，则有ΔEk总是略小于ΔEp，故A错误；滑块没有到达B点时钩码已经落地，拉力对滑块做的功会减小，ΔEk应小于ΔEp，故B错误；将滑块左端与光电门B处之间的距离作为d，钩码下落的高度算少了，ΔEk将大于ΔEp，故C正确；将滑块右端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算多了，ΔEk将小于ΔEp，故D错误。 答案：　(1)　mgd　(2)C 学生用书第112页 1．经典力学的成就与局限性 2．相对论时空观简介 3．宇宙的起源和演化 课程标准 核心素养 1.知道牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的 2.初步了解相对论时空观 3.关注宇宙起源和演化的研究进展 物理观念：知道经典力学的适用范围和局限性 科学思维：经典理论与狭义相对论的区别 科学探究：查阅相对论时空观的验证资料，体会人类对自然界的探究是不断深入的 科学态度与责任：了解宇宙起源的大爆炸理论，知道科学真理是相对的，未知世界必将在人类不懈地探索中被揭开更多的谜底 一、经典力学的成就　经典力学的局限性 1．经典力学能解释行星和卫星的轨道、开普勒的行星运动定律、彗星运动、落体运动、海洋的潮汐、汽车的运动、足球的运动以及宏观世界中的种种运动。 2．经典力学的思想方法影响到了化学和生物等自然科学领域，而且在艺术、政治、哲学等社会科学领域，也都按照经典力学描述宇宙的普遍方式来形成自己的体系。 3．经典力学的适用范围 (1)适用范围：只适用于宏观(线度＞10－10 m)、低速(v≪c)、弱引力场(例如地球附近)的范围。 (2)超出了以上范围要由相对论、量子论等来取代。 二、相对论时空观简介　宇宙的起源和演化 1．爱因斯坦两个基本假设 (1)对不同的惯性系，物理规律(包括力学和电磁学的)都是一样的。 (2)光在真空中运动的速度在任何惯性系中测得的数值都是相同的。 2．狭义相对论 (1)同时的相对性 (2)运动时钟变慢 狭义相对论的时间变换公式τ＝ (3)长度的相对性。运动长度l会收缩，即l＝l0。 (4)相对论质量和能量。质量m和它所具有的能量E之间存在确定的关系：E＝mc2，称为质能关系，式中c是光速。相对质量：物体质量m随速度v的增大而变大，其关系为m＝。 学生用书第113页 3．广义相对论点滴 (1)引力作用使光波发生频移，从引力势能低处发出的光波在引力势能高处接收到时其频率变低，发生“红移”。 (2)水星绕太阳运动的轨道与根据牛顿万有引力定律计算所得的不一致。 (3)当两个天体相互绕转时，会向外界辐射出引力波。 4．宇宙的起源和演化 宇宙起始于一次大爆炸，那时它的温度极高，密度极大，时间从此开始，空间从此扩大。 1．判断正误 (1)经典力学的基础是牛顿运动定律。(　　) (2)经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关。(　　) (3)经典力学可以研究质子、中子等微观粒子的运动规律。(　　) (4)长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对运动状态的改变而改变。(　　) (5)高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。(　　) (6)地面上的人认为两个事件同时发生，而高速运动的飞船中的宇航员却不这么认为。(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 2．链接实景 假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是(　　) A．这个人是一个矮胖子 B．这个人是一个瘦高个子 C．这个人矮但不胖 D．这个人瘦但不高 D　[由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变。] 知识点一　时间延缓效应和长度收缩效应 时间延缓效应是不是指时钟走得慢了？长度收缩效应是不是指物体长度变短了？ 提示：　不是。时间延缓效应和长度收缩效应说明在不同惯性系观测时，测得的结果不同，是相对论时空观的体现，不是时钟真的变慢了或物体长度真的变短了。 1．两个效应 在物体相对静止的参考系中观察 在物体相对运动的参考系中观察 时间延 缓效应 两个事件发生的时间间隔为τ0 两事件发生的时间间隔变大 τ＝ 长度收 缩效应 杆的长度为l0 若参考系沿杆的方向运动，观察到的杆的长度减小 l＝l0 学生用书第114页 2.对“两个效应”的理解 (1)时间间隔、长度的变化，都是由于物质的相对运动引起的一种观测效应，它与所选取的参考系有关，物质本身的结构并没有变化。 (2)两个事件的时间间隔和物体的长度