7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性-【精彩三年】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册课件PPT（人教版）

浙江良品图书有限公司 精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册 2023 第七章 万有引力与宇宙航行 7．5　相对论时空观与牛顿力学的局限性 单击此处编辑母版文本样式 1 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 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。 初步了解相对论时空观。 初步了解长度收缩效应和时间延缓效应。 初步了解时空弯曲。 关注宇宙起源和演化的研究进展 科学思维：通过阅读教材，了解空间(长 度)、时间受速度的影响，了解狭义相对论、广义相对论和量子力学跟经典力学的关系。 科学态度与责任：通过实例了解经典力学的发展历程，了解经典力学的伟大成就及其对人类社会发展带来的影响 了解经典力学与量子理论和相对论的关系 1．了解经典力学的 局限性和适用范 围，并初步了解 量子理论和相对 论 2．了解经典力学与 量子理论和相对 论的关系 单击此处编辑母版文本样式 知识点一　相对论时空观 1．19世纪，英国物理学家___________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________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_______________！这与牛顿力 学中不同参考系之间的速度变换关系________(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 麦克斯韦 等于 都是一样的 不符 单击此处编辑母版文本样式 是_________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 察到该物体完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的 关系是 相同 单击此处编辑母版文本样式 (2)Δt与Δτ的关系总有Δt______(填“>”“<”或“＝”)Δτ，即物理 过程的快慢(时间进程)与运动状态________(填“有关”或“无 关”)。 ＞ 有关 单击此处编辑母版文本样式 (2)l与l0的关系总有l______(填“>”“<”或“＝”)l0，即运动物体的 长度(空间距离)跟物体的运动状态_________ (填“无关”或“有关”)。 ＜ 有关 单击此处编辑母版文本样式 知识点二　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___________________， ____________定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学 的尊敬。 2．牛顿力学的局限性：牛顿力学的适用范围是_________(填“高 速”或“低速”)运动的________(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 ____________。 牛顿运动定律 万有引力 低速 宏观 不相同 单击此处编辑母版文本样式 (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________被新的科学成就所否定，当物体的运动 速度_______________时，相对论物理学与牛顿力学的结论没 有区别。 不会 远小于光速c 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 例1 A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vA＞vB，在地面上的人观察到的结果正确的是(　　) A．火箭A上的时钟走得最快 B．地面上的时钟走得最快 C．火箭B上的时钟走得最快 D．火箭B上的时钟走得最慢 B 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 一列火车以接近光速的速度从我们身边飞驶而过，我们会感到车厢、车窗变窄了，而车厢、车窗的高度并没有变化，那么车厢内的人看路旁的电线杆间距将会(　　) A．变窄　　　　　　 B．变宽 C．不变 D．都有可能 【解析】 火车相对地面以接近光速的速度向前飞驶，如果以火车为参考系，地面向后飞驶，根据长度收缩效应知电线杆间距变窄，A正确。 A 单击此处编辑母版文本样式 1．量子力学和相对论的提出，并没有否定牛顿力学。 2．牛顿力学是相对论与量子力学在一定条件下的特殊情形。 单击此处编辑母版文本样式 例2 (多选)牛顿运动定律虽然撑起了经典物理学的大厦，大大推进了人类文明进程，但它也不是万能的。对牛顿运动定律不适用的现象，有以爱因斯坦相对论为基础建立