高一物理课件（广东专用）：第五章 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的空观（粤教必修二）

欢迎进入物理课堂 第五章 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 一 经典力学的发展历程和成就 观察实验 科学思维 1 17世纪 伽利略发展了 与 相结合的方法 并发现了惯性定律 落体定律和力学相对性原 理 奠定了动力学的基础 数学 2 牛顿在伽利略 笛卡儿 开普勒 惠更斯等人研究的基础上 采用 的方法 建立了一套 完整的经典力学体系 归纳与演绎 综合与分析 3 经典力学把 和 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 天上物体 地上物体 4 经典力学的应用受到物体运动速率的限制 即其只适用 于处理 运动的物体 低速 微观 5 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 惯性参考系 惯性系 二 经典时空观与相对论时空观 非惯性系 1 凡是牛顿运动定律成立的参考系就称为 简称 而牛顿定律不成立的参考系称为 2 所有相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是 而相对于惯性系做变速运动的参考系都是 应用牛顿 运动定律时必须选择 非惯性系 惯性系 惯性系 3 伽利略相对性原理 对于所有惯性系 力学规律都是相同的 或者说 一切惯性系都是 伽利略相对性原理表明 对于两个做匀速直线运动的惯性系来说 我们不能判断哪 个惯性系处于绝对静止或绝对运动状态 等效的 4 相对论时空观的两个基本假设 第一是 第二是 相对性原理 光速不变原理 5 相对论的四条重要结论是 1 2 3 4 物体质量随速度的增加而增大 同时 的相对性 运动的时钟变慢 运动的尺子缩短 要点1 经典力学的适用范围 经典力学只适用于低速的宏观物体 而对于高速运动的接近光速的物体以及微观领域中物质结构和能量不连续的现象 经典力学不再适用 解析 经典力学不适用于高速物体 高速 指的是接近光速c 3 0 108m s 而火箭 宇宙飞船和宇宙探测器的速度均远小于光速 对答案A B C所叙述的物体经典力学均适用 对于微观粒子 一般情况下 经典力学不适用 答案 D 例1 经典力学不能适用于下列哪些运动 A 火箭的发射C 勇气号 宇宙探测器 B 宇宙飞船绕地球运动D 微观粒子的波动性 1 下列说法正确的是 B A 牛顿运动定律就是经典力学B 经典力学的基础是牛顿运动定律C 牛顿运动定律可以解决自然界中所有问题D 经典力学可以解决自然界中所有问题解析 经典力学包括的内容分为力 热 电 光 原五大部分 经典力学是以牛顿定律为基础的 要点2 经典时空观与相对论时空观的理解 经典时空观认为时间和空间彼此独立 互不关联 相对论时空观认为时间与空间相互联系 主要有 同时 的相对性 运动的尺子变短 运动的时钟变慢 物体质量随速度的增大而增大 例2 双选 联系相对论时空观 判断下列有关质量和长 度说法中正确的是 A 物体的质量与运动状态无关B 物体的质量与运动状态有关 只是在速度较低的情况下 变化忽略不计C 物体的长度与运动状态无关D 物体的长度与运动状态有关 只是在速度较低的情况下 变化忽略不计解析 理解相对论时空观的四个主要观点 答案 BD 2 A B C是三个完全相同的时钟 A放在地面上 B C分别放在两个火箭上 以速度vB和vC朝一方向飞行 vB vC 地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢 C A A时钟C C时钟 B B时钟D 三个时钟一样慢 解析 根据相对论时空观 速度越大时钟越慢 显然选项C正确 忽略经典力学与相对论的适用范围经典力学的适用范围是低速宏观的物体 相对论的适用范围是高速运动的物体 这个速度接近光的速度 例3 关于时间 长度和质量的测量 下列说法正确的 是 A 时间均匀流逝 物体的长度一定 它们与参考系的速度无关B 物体的质量是物体的固有属性 无论在哪一个参考系中测量都是一样的C 物体的速度越大 物体的质量越大D 无论是时间 长度 还是质量 其测量都与所选的参考系的速度有关 正解 只有在参考系的速度与光速相接近时 相对论才是成立的 当物体的速度远远小于光速时 尽管速度增加 物体的长度 质量以及过程所经历的时间都可以看成是不变的 答案 D 3 对时间 空间的理解 下列说法正确的是 C A 时间均匀流逝 与外界无关B 空间从不运动 永远不变 与外界任何事物无关C 一个事件的发生所用的时间 在不同参考系里测量是不一样的D 空间与时间彼此独立 互不关联解析 经典力学认为空间与时间彼此独立 互不关联 这就是牛顿的绝对时空观 当参考系的速度达到可以和光速相比时 时间 空间和物质的运动密切关联 这就是相对论时空观 A B D显然是绝对时空观的观点 C是相对论时空观的观点 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全