内容正文:
第5章 经典力学与物理学革命
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
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
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
课标定位
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课标定位
学习目标:1.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.
3.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现象.
重点难点:狭义相对论的两个假设.
一、经典力学的发展历程
1.伽利略之前
人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或融合在哲学之内,物理学就整体而言还没有成为独立的科学.(在这个阶段作出突出贡献的是阿基米德)
课前自主学案
2.从伽利略到牛顿
这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段.
为经典力学打下重要基础的物理学家有:
(1)伽利略:发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理,奠定了动力学的基础.
(2)笛卡儿:在伽利略研究的基础上,第一次比较完整地表述了惯性定律,并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性.
(3)惠更斯:全面细致地解决了完全弹性碰撞问题.
(4)开普勒:发现了行星运动定律.
(5)牛顿:在前人研究的基础上,采用了______与______、 ______与______的方法,总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和________________,建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系,物理学从此成为一门成熟的自然科学.
归纳
演绎
综合
分析
万有引力定律
3.牛顿之后
这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善.
(1)19世纪,经典力学的发展表现为一些科学家在不改变_____的条件下,用新的、更简洁的形式重新表述了牛顿运动定律,形成了分析力学.
(2)经典力学由单个质点推广到________构成的系统:首先建立了刚体力学,随后又出现了弹性力学、塑性力学、流体力学等.
实质
多质点
二、经典力学的伟大成就
1.经典力学把__________和地上物体的运动统一起来,从力学上证明了自然界的多样性的统一,实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合.
2.在研究方法上,人们把经典力学中行之有效的____________相结合的方法推广到物理学的各个分支学科上,相继建立了热学、声学、光学、电磁学等,从而形成了完整的经典物理学体系.
天上物体
实验和数学
3.经典力学与其他基础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产生的__________,成为现代高度发达的航空航天技术的理论基础.没有经典力学也就没有今天的空间科学.
4.20世纪以来,出现了更多的与经典力学相结合的交叉学科.
天体力学
思考感悟
经典力学的建立,把人类对整个自然界的认识推进到一个新的水平,那么,经典力学对人们的思想观念和近代自然科学的发展产生了怎样的影响?对科学技术的发展和社会文明的进步起了怎样的作用?
提示:深刻而广泛的影响 很大的促进作用
三、经典力学的局限性和适用范围
1.局限性
(1)经典力学的应用受到物体___________的限制.当物体的速率接近_____时经典力学不再成立.
(2)牛顿运动定律不适用于_____领域中物质结构和能量不连续的现象.
2.适用范围
经典力学只适用于_____运动的_____物体.
运动速率
光速
微观
低速
宏观
四、经典时空观
1.惯性系与非惯性系
定义:牛顿运动定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系. 牛顿运动定律不成立的参考系,称为非惯性系.
2.伽利略的相对性原理
概述:对于所有的惯性系,力学规律是________,或者说一切惯性系都是________.
相同的
等效的
3.经典力学的时空观
(1)概述:绝对的真实的数学时间,就其本质而言,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,它从不运动,并且永远不变.这就是经典力学的时空观,也称为绝对时空观.
(2)几个具体结论
① ______的绝对性.
② ______间隔的绝对性.
③ __________的绝对性.
同时
时间
空间距离
五、相对论时空观
1.狭义相对论的两个假设
(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都相同——________原理.
(2)不管在哪个惯性系中,测得的真空中的光速都相同——__________原理.
这是爱因斯坦在前人的实验基础上提出的假设,这两个假设就是狭义相对论的基础.
相对性
光速不变
2.狭义相对论的几个结论
(1)“同时”的________;
(2)运动的时钟__