物理人教版必修第二册课件：第七章-5.相对论时空观与牛顿力学的局限性-.pptxVIP

第七章万有引力与宇宙航行

5.相对论时空观与牛顿力学的局限性;自主预习·新知导学;;;自主预习·新知导学;一、相对论时空观

1.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。

2.经典物理学认为:如果两个事件在一个参考系中是同时的,在另一个参考系中一定也是同时的。;3.如果相对于地面以速度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,;4.如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以速度v相对杆运动的人测得杆长是l,那么两者之间的关系是;二、牛顿力学的成就与局限性

1.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.牛顿力学适用于宏观世界,一般不适用于微观粒子。

3.牛顿力学适用于低速运动的物体,不适用于高速(接近光速)运动的物体。;【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。

(1)一根杆的长度静止时为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0。()

(2)“动钟变慢”是时钟的精度因运动而发生了变化。()

(3)高速运动的飞船中的航天员发现地面的时钟变慢了。()

(4)牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律。()

答案:(1)×(2)×(3)√(4)√;2.牛顿第二定律属经典力学理论,它在高速世界还适用吗?

提示:在高速世界中,物体的质量随着速度的增加而变大,物体的加速度不一定与它所受的外力成正比,牛顿第二定律不再适用。

3.相对论、量子力学否定了经典力学吗?

提示:相对论、量子力学没有否定经典力学,经典力学是相对论、量子力学在一定条件下的特例。;合作探究·释疑解惑;知识点一相对论的时空观;归纳提升

1.时间延缓效应

(1)时间延缓效应是时空的一种属性:在运动参考系中的时间节奏变慢了。一切物理过程、化学过程乃至观察者自己的生命节奏都变慢了。

(2)由于运动是相对的,故在某一个参考系中观察另一个参考系里发生的物理事件时,总能感到时间延缓效应。

(3)日常生活中的时间延缓效应可以忽略不计,在运???速度接近光速时,则变得特别明显。;2.长度收缩效应;典型例题

【例题1】A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,vAvB。在火箭A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;解析:在火箭A看来,地面和火箭B都高速远离自己,由Δt=

知,在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了,相对于火箭A,地面的速度为vA,火箭B的速度为vA-vB,地面的速度最大,故地面的时钟最慢,因此A正确,B、C、D错误。

答案:A;误区警示

时间延缓效应是在两个不同惯性系中进行时间比较的一种效应,不是时钟的结构或精度因运动而发生了变化,而是在不同参考系中对时间的观测效应。;【变式训练1】如图所示,a、b、c为三个完全相同的时钟,a放在水平地面上,b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上,且vbvc,则地面的观察者认为走得最慢的钟为()

A.a B.b

C.c D.无法确定;解析:根据公式Δt=可知,相对于观察者的速度v越大,

其上的时间进程越慢,由vcvbva=0,知c钟走得最慢。

答案:C;【例题2】地面上长100km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以30km/s的速度掠过,则火箭上的人看到铁路的长度应该为多少?如果火箭的速度达到0.6c,则火箭上的人看到的铁路的长度又是多少?

解析:当火箭速度较低时,长度基本不变,还是100km。;科学思维

1.长度收缩效应是狭义相对论时空观的一种体现,即在不同惯性系中的观测者对同一物体的同一个空间广延性进行观测,测得的结果不同。

2.这种沿着运动方向的长度的变化是相对的,另外,垂直于速度方向的长度不变。;【变式训练2】(多选)若甲乘客坐在接近光速的火车上,乙观察者站在铁轨附近的地面上,甲、乙两人手中各持一把沿火车前进方向放置的米尺,则下列说法正确的是()

A.甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要长

B.甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要短

C.乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要长

D.乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要短;知识点二牛顿力学的局限性;归纳提升

1.牛顿力学适用于低速运动的物体,不适用于高速(接近光速)运动的物体,狭义相对论阐述物体在接近光速运动时所遵从的规律。

2.牛顿力学适用于宏观世界,一般不适用