（人教版物理）《相对论时空观与牛顿力学的局限性》1课件.pptx

1、学习目标1知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围。2知道相对论、量子力学和经典力学的关系。3通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。学习重点：了解经典力学的局限性课前导入经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。通过前面的学习，我们知道从天体的运动到地面上的各种物体的运动，从大气的流动到地壳的变动，所有这些都服从经典力学规律。那么，是不是任何情境下都遵从经典力学的规律呢？一、牛顿力学时空观1、牛顿力学时空观时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。这种绝对时空观，也

2、叫牛顿力学时空观。在牛顿力学时空观里，时间像一条看不见的“长河”，均匀地自行流逝着，空间像一个广阔无边的房间，它们都不影响物体及其运动。所以不管选什么参考系，不管物体怎么运动，物体的时间、长度、质量等等的测量结果肯定是一样的。想一想 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光的速度是否为1.2c？二、相对论时空观在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的所以证明电磁波的传播速度等于光速c，无论对于哪个参考系而言都是一样的。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这个速

3、度是相对哪个参考系而言的？爱因斯坦的假设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；表明在任何惯性系中研究某个物体的某一运动过程，其运动规律形式不变。2、光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。表明了经典时空观与相对论时空观的不同。相对论时空观的内容 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这个速度是相对哪个参考系而言的？麦克斯韦英国物理学家、数学家迈克尔逊：波兰裔美国藉物理学家。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所以证明电磁波的传播速度等于

4、光速c，无论对于哪个参考系而言都是一样的。7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)练一练 经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指()A行星、恒星、星系等巨大的物质领域B地球表面上的物质世界C人眼能看到的物质世界D不涉及分子、原子、电子等微观粒

5、子的物质世界答案：D7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)2、关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是()A狭义相对论和经典力学是相互对立的、互不相容的两种理论；B在物体高速运动时，物体的运动规律遵循狭义相对论，在低速运动时，物体的运动遵循牛顿运动定律；C经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动；D不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的。答案：BC7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版

6、（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)1、牛顿力学的成就（1）经典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7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中

7、物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)2、局限性（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。所以经典力学只适用于物体的低速运动。（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。经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象（3）经典力学规律只在惯性参考系中成立经典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。7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人

8、教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)练一练1、通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C电子开始先近似于匀加速运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释答案：C7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力

9、学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)总结一、牛顿力学时空观时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。二、相对论时空观1、爱因斯坦的两个假设（1）相对性原理（2）光速不变原理2相对论时空观的内容认为时间和空间是相互联系相互影响的，并且与物质的存在及运动有关。7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)3、时间延缓效应4、长度收缩效应三、牛顿力学的成就与局限性经典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。7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共17张PPT)